• Une maison autonome avec le photovoltaïque

Une maison autonome (ou économe) avec le photovoltaïque

En cette période de transition énergétique, doublée d'une augmentation des coups de l'énergie, nombreux sont les propriétaires à la recherche d'un moyen de réduire leur consommation électrique, ou même de rendre leur domicile complétement autonome.

Pourquoi s'intéresser au photovoltaïque?

A l'heure actuelle, le prix des panneaux solaires photovoltaïque a tellement baissé qu'il est possible d'amortir son installation relativement rapidement, tout en contribuant au développement durable que l'utilisation de l'énergie solaire permet.

Deux raisons pour lesquels s'intéresser à l'énergie solaire:

• Etre autonome en électricité - Avec une surface de panneaux solaire importante (dépendant de la région où l'on vit et son taux d'ensoleillement) et une consommation contrôlée il est tout à fait possible aujourd'hui d'atteindre l'autonomie énergétique. Il est recommandé pour ce faire de dimensionner son installation sur une base hivernale, là où le rendement sera le plus faible, et de prévoir un système de secours en cas de conditions extrêmes (un groupe électrogène par exemple)
• Réduire sa consommation - Sans nécessiter un investissement trop important, il est possible de concevoir une installation hybride, en utilisant l'énergie solaire pour une partie de sa consommation électrique, comme l'éclairage.

Quels sont les avantages et inconvénients d'une installation solaire autonome?

Puis-je être autonome avec des panneaux solaires?

Pour alimenter une maison, dont la plupart des appareils électriques fonctionnent en courant alternatif 220V, il faut dans un premier temps équiper son installation pour transformer le courant continu produit par les panneaux solaires en y intégrant un onduleur ou convertisseur (exemple de convertisseur continu-alternatif ). Le rendement d'un bon convertisseur oscillant entre 88 et 95%, il faut prévoir une perte d'environ 10% lorsque l'on dimensionne son installation.

Les panneaux photovoltaïques ne produisant de l'énergie qu'en journée, votre installation devra également inclure des batteries en 12, 24 ou 48V afin de stocker l'énergie.

Dans la plupart des pays tempérés comme la France, il faut savoir que la production d'électricité d'un ensemble photovoltaïque peut varier de 50% entre les mois de juillet et décembre. Deux stratégies sont alors possibles:

• Dimensionner son installation par rapport aux mois d'été - C'est la solution la plus économique car elle nécessitera un moindre investissement en surface de panneaux solaires (50% de surface en moins). Cependant, elle impose de prévoir une source d'énergie d'appoint pour les mois d'hiver où son rendement sera insuffisant pour couvrir vos besoins. Ces installations sont en général complétées par un groupe électrogène.
• Dimensionner son installation par rapport aux mois d'hiver - En dimensionnant la surface de panneaux photovoltaïques par rapport aux mois les moins ensoleillés, vous avez la garantie (sauf situation météorologiques extrêmes) d'être 100% autonome toute l'année.

Fonctionnement d'un panneau solaire

Un panneau solaire est composé d'un ensemble de cellules photovoltaïques; chacune de ces cellules est constituée de deux couches de matériaux semi-conducteurs. L'arrivée d'un photon (lumière) sur la cellule va provoquer ce qu'on appelle l'effet photovoltaïque, c'est-à-dire engendrer un déplacement d'électrons qui va produire un courant électrique continu.

On définit la puissance d'un panneau photovoltaïque en Watt-crête (Wc, ou Wp pour Watt-peak en anglais). Cette puissance correspond à la puissance délivrée dans des conditions standardisées d'ensoleillement, c'est-à-dire lorsque les panneaux reçoivent perpendiculairement un rayonnement solaire de 1000 W/m² et qu'ils sont à une température de 25°C.

Technologies disponibles sur le marché

Les technologies disponibles sur le marché se répartissent ainsi:

• Panneaux avec cellules monocristallines - Les plus chères du marché, et les plus performantes, ce sont des cellules carrées d'aspect bleu ou noir, aux coins arrondis. Leur rendement varie entre 16 et 20%.
• Panneaux avec cellules polycristallines - D'un bon rapport qualité prix, elles sont rectangulaires et d'un aspect scintillant du à leur composition (cristaux multiples). Leur rendement est de 15 à 17%, il faut savoir qu'elles sont plus sensibles à un mauvais ensoleillement que les monocristallines (par exemple dans le cas d'une couverture nuageuse importante)
• Panneaux avec cellules en silicium amorphe - Leur aspect est identique à celui des panneaux de calculatrices solaires, à savoir très foncé et uniforme. D'un rendement de 6 à 14%, elles sont très bon marché, avec l'avantage d'être peu sensibles aux températures élevées.

Comment calculer la puissance dont j'aurais besoin

L'Union Européenne met à disposition un logiciel gratuit permettant de simuler l'ensoleillement en fonction de votre lieu d'habitation: simulateur de potentiel solaire.

Prenons un exemple concret: supposons que vous habitez Lyon, où d'après le simulateur d'ensoleillement la production d'un panneau solaire de 100W est de 140 Wh/jour au mois de décembre. Nous allons donc calculer le dimensionnement de l'installation en nous basant sur les mois d'hiver, afin d'être totalement autonome toute l'année. Admettons que votre consommation quotidienne d'énergie, avec tous les appareils électroménagers, est de 3000 Wh/jour. Voici le calcul: 3000Wh/140Wh = 21,43 x 100W = 2143 W Vos panneaux solaires doivent donc avoir une puissance de 2143W, majorée de 10% environ en fonction du rendement de votre convertisseur 220V.

Comment positionner des panneaux solaires?

Pour un fonctionnement optimal, un panneau solaire doit être ensoleillé sur l'intégralité de sa surface pendant toute la journée. Son emplacement doit donc être exempt de tout ombre (ombre d'un bâtiment, d'un arbre) quel que soit le moment du jour. Il est recommandé d'orienter les panneaux plein Sud, avec une inclinaison optimale souvent comprise en 30 et 40°.

Comparatif des kits disponibles sur le marché

Il est possible de trouver des kits "clés en main" sur le marché, comprenant panneaux, convertisseurs et stabilisateur de tension, permettant de mettre en place son installation simplement et rapidement.

Modèle	Système de stockage solaire complet 200 W 220 V "solar200-1	Eco-worthy 500 W	Eco-Worthy 900 W
Puissance totale	200W	500W	900W
Batterie fournie	Oui (100 Ah)	Non	Non
Composition	2 panneaux 100W monocristallion Batterie 100 Ah Convertisseur de tension 220V Régulateur de charge solaire	3 panneaux 160W monocristallion Convertisseur de tension 220V - Régulateur de charge solaire	6 panneaux 160W monocristallion Convertisseur de tension 220V Régulateur de charge solaire
Gamme de prix
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Où trouver mes panneaux solaires?

Il est possible de se procurer l'équipement nécessaire pour une installation solaire dans des boutiques spécialisées en énergie renouvellable, à des prix variables en fonction de la technologie et du rendement. Il est également possible d'en trouver un large choix sur Internet sur des sites comme Amazon.