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Le photovoltaique | L’électricité solaire

Comprendre le photovoltaique

Qu’est-ce que l’électricité solaire?

Les modules photovoltaïques (PV) produisent de l’électricité à partir de la lumière du soleil et sont merveilleusement simples, efficaces et durables. Exposés au soleil  faites fonctionner vos appareils, charger vos batteries ou faire de l’énergie pour le réseau de distribution.

C’est le générateur PV qui est le collecteur d’énergie, le «générateur» solaire, et il le fait via l’effet photovoltaïque. Découvert en 1839 par notre physicien Alexandre-Edmund Becquerel (et oui un frenchy !!!!!!), l‘effet photovoltaïque décrit la façon dont les cellules PV créent de l’électricité à partir de l’énergie résidant dans les photons du soleil. Lorsque la lumière du soleil frappe une cellule PV, la cellule absorbe une partie des photons et l’énergie de ceux-ci est transférée à un électron dans le matériau semi-conducteur. Avec l‘énergie du photon, l’électron peut échapper à sa position habituelle dans l’atome de semi-conducteur pour faire partie du courant dans un circuit électrique.

La plupart des cellules PV appartiennent à l’une des deux catégories de base suivantes:

  • silicium cristallin.  Les modules de silicium cristallin peuvent être fabriqués à partir de silicium monocristallin, multicristallin ou de ruban. 
  • les fils minces . Un film mince est un terme englobant une gamme de technologies différentes, y compris le silicium amorphe, et une foule de variations utilisant d’autres semi-conducteurs comme le tellurure de cadmium ou CIGS (cuivre indium gallium diséléniure). La technologie des couches minces génère beaucoup de bavardages en R & D, mais les modules cristallins captent actuellement plus de 80% du marché.

Pour utiliser l’énergie à partir du tableau, vous pouvez aussi avoir besoin d’ autres composants, tels que les onduleurs, régulateurs de charge et des batteries, qui constituent une énergie solaire électrique système . Les composants requis dépendent du type de système conçu. Les types de systèmes comprennent:

SYSTÈMES PV-DIRECT: Ce sont les systèmes solaires-électriques les plus simples, avec le moins de composants (essentiellement le système PV et la charge). Parce qu’ils n’ont pas de batteries et ne sont pas branchés à l’utilitaire, ils alimentent seulement les charges quand le soleil brille. Cela signifie qu’ils ne sont appropriés que pour quelques applications sélectionnées, notamment le pompage de l’eau et la ventilation – lorsque le soleil brille, le ventilateur ou la pompe fonctionne.

SYSTÈMES HORS RÉSEAU: Bien qu’ils soient plus courants dans les endroits éloignés sans service public, les systèmes électriques solaires hors réseau peuvent fonctionner n’importe où. Ces systèmes fonctionnent indépendamment du réseau pour fournir toute l’électricité d’un ménage. Ces systèmes nécessitent une batterie pour stocker l’électricité solaire pour une utilisation pendant la nuit ou un temps nuageux, un contrôleur de charge pour protéger la batterie contre les surcharges, un onduleur pour convertir l’alimentation photovoltaïque DC en courant alternatif pour les appareils ménagers AC, et tous les déconnexions, la surveillance et l’équipement de sécurité électrique requis.

SYSTÈMES À GRILLE AVEC SAUVEGARDE DE BATTERIE: Ce type est très similaire à un système hors réseau dans la conception et les composants, mais ajoute la grille de service, ce qui réduit la nécessité pour le système de fournir toute l’énergie tout le temps.

SYSTÈMES SANS BATTERIE À GRILLE: Ces systèmes photovoltaïques les plus courants sont aussi connus sous le nom de réseau interactif, Ils génèrent de l’électricité solaire et l’acheminent vers les charges et vers le réseau d’électricité, compensant ainsi la consommation d’électricité d’une maison ou d’une entreprise. Les composants du système sont simplement constitués du générateur photovoltaïque, du ou des onduleurs et de l’équipement de sécurité électrique requis (fusibles / disjoncteurs / sectionneurs / surveillance). Vivre avec un système solaire-électrique connecté au réseau n’est pas différent de vivre avec l’électricité d’utilité, sauf que tout ou partie de l’électricité que vous utilisez provient du soleil. (L’inconvénient de ces systèmes sans batterie est qu’ils n’offrent aucune protection contre les pannes – lorsque le réseau de distribution tombe en panne, ces systèmes ne peuvent pas fonctionner.)

Pourquoi utiliser l’électricité solaire?

Lorsque nous considérons le véritable coût de l’énergie, nous devons examiner la situation dans son ensemble, et non seulement le taux de la facture de services publics. Les carburants conventionnels ont de réels impacts sociaux, environnementaux et économiques. Il y a des coûts annuels et cumulatifs qui découlent de tous les polluants (aéroportés, solides et liquides) émis par l’extraction, le traitement et le transport de combustibles fossiles qui ont une incidence sur notre santé publique et l’environnement. L’électricité dérivée du charbon et du gaz naturel ne pourra jamais l’emporter sur l’énergie et les ressources continues nécessaires pour la produire. Contrairement aux sources d’énergie conventionnelles, les systèmes photovoltaïques produisent de l’électricité propre pendant des décennies après avoir réalisé leur retour d’énergie en trois ans ou moins – c’est vraiment la magie de la technologie PV.

L’électricité du réseau est payée au fur et à mesure que vous l’utilisez, les paiements s’étendant pour toujours. En revanche, la majorité des dépenses du système PV sont payées au moment de l’installation du système. Après cela, l’énergie est essentiellement libre. En termes strictement économiques, le taux de rendement de votre système PV dépend de trois choses: la ressource solaire; les prix de l’électricité; et les politiques ou incitations de l’État. Alors que de nombreux services publics vendent de l’électricité à des tarifs abordables, l’inflation ainsi que l’historique des prix de l’énergie et les prévisions indiquent des hausses de prix dans notre avenir, ce qui rendra la récupération des systèmes d’ER encore plus rapide. Les données historiques publiées par l’EDF montrent que de 2000 à 2016, l’augmentation annuelle moyenne des prix de l’électricité a été de 10% par an. Des crédits d’impôt  pour les systèmes d’énergie renouvelable sont disponibles, réduisant le coût d’un système d’ER et de nombreuses régions et les services publics offrent également des rabais substantiels, des incitations basées sur la performance, des crédits d’impôt, des exonérations fiscales, des prêts et d’autres incitations économiques pour les systèmes solaires-électriques.

L’indépendance est l’une des principales raisons de vouloir un système PV hors réseau là où le réseau est disponible. Les systèmes hors réseau ne sont pas assujettis aux conditions ou aux politiques du service public local et les propriétaires de réseau ne sont pas soumis à des hausses de tarifs, à des pannes d’électricité ou à des baisses de tension. Si vous magasinez pour une propriété rurale, vous trouverez probablement que les parcelles hors réseau sont moins chères. Etre hors réseau peut aussi être moins cher que d’étendre une ligne de service à une propriété.

En pesant les options énergétiques (entre le réseau et le solaire, le vent ou les sources d’eau), il devient évident que l‘énergie solaire est une forme d’énergie très démocratique. Parce que le soleil brille partout, le potentiel d’utiliser l’énergie solaire est disponible pour tout le monde. De plus, par rapport aux groupes électrogènes (à gaz, ou même éoliens ou hydroélectriques), les systèmes photovoltaïques n’ont pas de pièces mobiles, ils sont extrêmement fiables et nécessitent très peu d’entretien.

Comment mettre en œuvre l’électricité solaire

Comme expliqué ci dessus , il existe plusieurs applications différentes pour les systèmes PV. Le système qui vous convient dépend de votre situation particulière et de vos objectifs RE.

L’objectif principal d’un système photovoltaïque lié au réseau est de compenser tout ou partie de votre consommation d’électricité. Pourtant, la première étape vers l’énergie solaire n’est pas de dimensionner le système PV, mais de réduire la consommation d’électricité grâce à des mesures de conservation et d’efficacité. Une fois les mesures d’économie d’énergie et de conservation mises en œuvre, vous êtes prêt à dimensionner un système PV pour compenser la consommation d’énergie restante. Les chiffres annuels sur l’utilisation de l’énergie peuvent être demandés auprès de votre service public, et ces valeurs peuvent être utilisées pour déterminer la taille du champ PV. Cependant, il y a quelques autres considérations qui auront une incidence sur la taille du système PV. Dans les zones résidentielles en particulier, une contrainte majeure au dimensionnement des panneaux PV peut être la taille de la zone de montage sans ombre disponible. Les modules PV peuvent être montés sur un toit, sur le sol ou sur un poteau (avec trackers). Quelle que soit la méthode de montage utilisée, la zone sans ombre, moins le dégagement requis pour l’entretien ou les retraits de toit exigés par les directives du service d’incendie local, limitera la taille de la baie. Dans le cas des systèmes montés sur le toit, 50% à 80% du plan de toit sera généralement disponible pour le montage des modules PV. Souvent, la considération la plus restrictive est le budget. Actuellement, le coût par watt installé des systèmes photovoltaïques résidentiels est bien inférieur à 5 e, ce qui inclut tout: modules, onduleurs, déconnexions, rayonnages, câbles et conduits pour les taxes, l’expédition, la main-d’œuvre d’installation et les permis. 

Systèmes hors réseau : vivre de la grille est une ambition romantique pour certains; une nécessité pratique pour les autres. Mais quelle que soit votre motivation pour vivre hors réseau, couper le cordon ombilical électrique de l’utilitaire ne doit pas être pris à la légère. Avant de sortir la calculatrice, évaluez les réalités et les défis de la vie hors réseau. La conception d’un système photovoltaïque autonome diffère considérablement de la conception d’un système de réseau direct sans batterie. Au lieu de répondre à la demande annuelle de la maison , un système autonome doit être en mesure de répondre aux besoins énergétiques quotidiensde l’année. Déterminer la consommation d’énergie quotidienne et saisonnière de la maison, en tenant compte de la disponibilité quotidienne et saisonnière du soleil, permet aux concepteurs d’estimer la taille du groupe PV et de la batterie, ainsi que les spécifications du contrôleur de charge et de l’onduleur. 

Premiers pas avec l’électricité solaire

Avec les systèmes photovoltaïques raccordés au réseau de plus en plus populaires, il est important que les professionnels de l’ER et les propriétaires de systèmes aient des attentes réalistes quant aux performances de leurs systèmes. La production d’énergie solaire-électrique peut être affectée par plusieurs facteurs. L’orientation, l’inclinaison de la matrice, les réglages saisonniers et l’emplacement de la matrice peuvent tous influer sur la ligne de fond. Une bonne planification et une conception intelligente vous aideront à tirer le meilleur parti de votre système PV et à améliorer votre taux de rendement. Installer les modules dans un endroit ensoleillé et sans ombre et les orienter vers le soleil pourrait être considéré comme du bon sens pour beaucoup, mais orienter et incliner correctement votre réseau pour optimiser la performance n’est pas aussi intuitive. La sortie d’un générateur PV est proportionnelle à la lumière directe du soleil qu’il reçoit. Même si les modules PV produisent de l’énergie dans un endroit ombragé ou sans orientation idéale, les coûts du système sont suffisamment élevés pour que la plupart d’entre eux veuillent maximiser le rendement énergétique. Quel que soit le niveau de conception d’un système, une mauvaise installation peut entraîner des performances médiocres. Les systèmes PV devraient fonctionner pendant des décennies, et les matériaux et les méthodes pour les installer devraient être choisis en conséquence.

Devriez-vous installer votre système ou embaucher un professionnel agréé pour faire le travail? De quelles compétences et outils avez-vous besoin pour vous attaquer à un projet PV à domicile? Combien économiserez-vous si vous installez le système vous-même? Nous recevons fréquemment des questions comme celles de Home Powerlecteurs. Plutôt que de faire défaut à la réponse évidente, «cela dépend», nous explorons une longue liste de variables que vous devriez considérer attentivement avant d’aborder la conception et l’installation de votre système PV. L’installation du propriétaire n’est définitivement pas pour tout le monde. Comme tout projet de rénovation domiciliaire, il est important d’évaluer de façon réaliste vos compétences et de peser les avantages et les pièges potentiels. Installation d’un système PV n’est certainement pas sorcier, mais le faire bien et en toute sécurité nécessite une expérience de travail avec des systèmes électriques, des recherches sérieuses, et beaucoup de conseils judicieux. L’installation de la plupart des systèmes PV résidentiels est généralement préférable pour les pros, mais si vous avez le bon ensemble de compétences et d’attentes, l’installation de votre propre système peut être un objectif réaliste.

Souvent, les gens qui veulent installer leur propre système sont les mêmes personnes qui réfléchissent à un changement de carrière dans l’industrie PV. Malgré le climat économique difficile, il y a des emplois à pourvoir dans ce marché en pleine croissance, et avec les fonds gouvernementaux et la baisse des coûts des composants alimentant les nouveaux projets et la formation professionnelle, le moment est venu de bouger. Avec un peu de savoir-faire, une bonne formation et une bonne humeur, vous pouvez être sur une nouvelle voie de carrière verte. En fonction de vos antécédents et de vos compétences, assister à un atelier ou deux peut vous permettre d’entrer en contact avec une entreprise d’énergie solaire, mais vous devrez probablement obtenir un certain niveau de certification ou des qualifications supplémentaires si vous êtes sérieux dans votre carrière. dans l’industrie. Bien que vous puissiez obtenir beaucoup de connaissances en conception de systèmes à partir de présentations en ligne et en classe, quand il s’agit de détails d’installation, rien ne vaut une formation pratique. Ces cours ne sont pas courts, ni peu coûteux, et s’adressent généralement aux personnes qui veulent devenir installateurs professionnels. Formation suivie d’une installation à domicile peut être une grande progression si vous envisagez d’entrer dans l’industrie photovoltaïque. La valeur de la vie avec un système PV, pour les propriétaires et les professionnels de la relève, est inestimable.

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