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Les différents types de systèmes photovoltaïques : caractéristiques et avantages

Il existe différents types de systèmes photovoltaïques : système photovoltaïque autonome, celui connecté au réseau, celui avec storage connecté au réseau, et celui plug&play. Découvrons-en les caractéristiques

Les principaux types de systèmes photovoltaïques sont les suivants : 

  • systèmes photovoltaïques autonomes (stand alone);
  • systèmes photovoltaïques couplés au réseau électrique (grid-connected).

L’évolution de ces types d’installations a donné vie à deux nouveaux systèmes photovoltaïques : le système de storage connecté au réseau et l’innovant plug&play .

Pour définir le type de système le mieux adapté à vos besoins, analysons ensemble les caractéristiques et les avantages de chaque installation.

Pour ne pas risquer de concevoir une installation photovoltaïque qui ne correspond pas à vos exigences, je vous suggère d’essayer gratuitement un logiciel de conception photovoltaïque qui vous aide à comprendre le fonctionnement de tout type d’installation solaire connectée au réseau.

Système photovoltaïque autonome 

Le premier des 2 types de systèmes photovoltaïques est le système solaire autonome, ou système en îlot, c’est un type d’installation photovoltaïque qui n’est pas connecté au réseau électrique national, mais qui est connecté à un système autonome de stockage d’énergie – batteries électriques – qui stockent l’électricité produite par l’installation et la restituent aux utilisateurs au moment où ils en ont besoin.

Système photovoltaïque autonome : éléments caractéristiques (champ photovoltaïque, onduleur, accumulateur, utilisateur)

Les éléments typiques d’un système autonome sont les suivants : 

  • champ photovoltaïque ;
  • onduleur ;
  • accumulateur ;
  • régulateur de charge.

Comment fonctionne une installation photovoltaïque autonome

Une installation photovoltaïque stand alone fonctionne de la manière suivante : 

  • les panneaux solaires captent l’énergie solaire incidente et la transforment en courant continu ;
  • l’énergie captée est transformée par l’onduleur en courant alternatif ;
  • l’énergie alternative produite peut être autoconsommée immédiatement par l’utilisateur ou stockée dans les batteries de stockage, puis prélevée lorsque l’utilisateur en a besoin.

Ce processus implique que l’accumulateur (la batterie) se charge et se décharge ; pour ne pas compromettre son efficacité, le régulateur de charge gère ce mécanisme.

Système photovoltaïque autonome

Les avantages d’une installation photovoltaïque autonome

Avec la réduction des coûts des composants et la diffusion de la technologie au lithium, les installations photovoltaïques autonomes sont de plus en plus compétitives par rapport aux systèmes utilisant des combustibles fossiles.

Ce type de système apporte en effet de nombreux avantages à l’environnement et à l’utilisateur final : 

  • zéro émission : les utilisateurs consomment l’électricité produite et ne génèrent pas de gaz polluants ;
  • coût de l’énergie constant pendant la durée de vie de l’installation : le coût de l’énergie ne subit pas les fluctuations du prix de l’énergie liées au coût du pétrole et du gaz ;
  • grande flexibilité : l’installation est entièrement évolutive tout comme l’étendue du système de stockage électrique.

Système photovoltaïque résidentiel raccordé au réseau

Le deuxième des 2 types de systèmes photovoltaïques est le système photovoltaïque couplé au réseau, ou grid-connected, c’est un système solaire connecté au réseau électrique national.

Dans ce type d’installation, le réseau électrique national devient un réservoir infini de stockage dans lequel l’énergie provenant de sources renouvelables est injectée lorsque l’installation produit et que l’utilisateur ne consomme pas et depuis lequel l’électricité est prélevée au moment du besoin, lorsque l’installation ne produit pas (la nuit).

système photovoltaïque grid-connected : éléments caractéristiques (champ photovoltaïque, onduleur, compteur, utilisateur, réseau électrique)

Le schéma d’installation photovoltaïque grid-connected se compose de plusieurs éléments : 

  • panneau solaire ;
  • onduleur ;
  • compteur de production ;
  • compteur d’échange.

Comment fonctionne un système photovoltaïque grid-connected

L’installation grid-connected fonctionne selon la logique suivante : 

  1. le rayonnement solaire atteint le générateur photovoltaïque ;
  2. l’onduleur transforme l’énergie continue en énergie alternative ;
  3. l’énergie produite est utilisée instantanément si l’utilisateur en a besoin ou si elle est injectée en réseau, d’où l’énergie est également prélevée si nécessaire.

Dans ce système, le compteur de production comptera l’énergie produite et consommée directement par l’utilisateur, tandis que le compteur d’échange comptera l’énergie consommée par l’utilisateur prélevée sur le réseau.

Système photovoltaïque grid-connected

Les avantages des systèmes photovoltaïques grid-connected

L’installation d’un système photovoltaïque connecté au réseau peut être rentable et avantageuse, tant en termes économiques qu’environnementaux.

Notamment, les avantages principaux sont les suivants : 

  • réduction du coût des factures;
  • réduction des émissions polluantes ;
  • possibilité de monétiser l’énergie produite.

Système avec stockage d’énergie électrique « Storage » connecté au réseau électrique

Parmi les types de systèmes photovoltaïques, le plus courant aujourd’hui est le modèle avec stockage d’énergie électrique, connecté au réseau électrique.

Il s’agit d’un système innovant dans lequel l’énergie produite est d’abord stockée dans les systèmes de storage (ou de stockage) et, une fois que la capacité des batteries est atteinte, l’énergie résiduelle est injectée dans le réseau électrique national. Pour cette caractéristique, il est également appelé système photovoltaïque hybride.

Une installation photovoltaïque «storage» connectée au réseau électrique se compose de : 

  • panneau solaire ;
  • batteries lithium-ion ;
  • onduleur ;
  • compteur de production ;
  • compteur d’échange.

Système photovoltaïque avec storage connecté au réseau : éléments caractéristiques (champ photovoltaïque, onduleur, compteur, utilisateur, réseau électrique)

Les principales caractéristiques à prendre en compte dans un système de stockage photovoltaïque domestique sont les suivantes : 

  • la puissance du système de stockage, c’est-à-dire la capacité de stockage de l’électricité ;
  • la durée de vie de la batterie au lithium ;
  • l’activité de l’onduleur ;
  • l’efficacité en accumulation et en recharge ;
  • la taille et le poids du stockage.

Système photovoltaïque avec storage connecté au réseau

Comment fonctionne les systèmes photovoltaïques hybrides

Les systèmes photovoltaïques hybrides, autrement dit «storage » connectée au réseau, fonctionne selon le mécanisme suivant : 

  1. pendant les heures de la journée les panneaux solaires photovoltaïques rechargent les batteries du stockage;
  2. lorsque les batteries ont atteint leur capacité maximale, l’énergie produite et non autoconsommée est injectée dans le réseau ;
  3. pendant les heures du soir ou de la nuit, l’énergie est fournie par le stockage, en totale autonomie par rapport au réseau électrique ;
  4. lorsque le stockage est épuisé et que les batteries se déchargent, le système électrique domestique est à nouveau alimenté par le réseau électrique, de manière automatique et sans interruption de service.

Schéma d’installation avec stockage connecté au réseau

Un système de stockage «storage» est donc toujours en fonction et permet également de répondre aux besoins d’alimentation électrique de secours : en cas de panne de courant, en effet, l’installation continue de fonctionner.

Une installation storage offre également d’autres avantages : 

  • niveau élevé d’autoconsommation égal à 90÷100% ;
  • indépendance partielle du réseau électrique pour les bâtiments publics et privés.

Pour toutes ces raisons, il est important d’évaluer soigneusement le type et le modèle d’installation à installer. Pour simuler la mise en place d’une installation connectée au réseau, nous vous recommande de tester la version utilisable gratuitement pour 30 jours d’un logiciel de conception photovoltaïque qui vous guidera dans la conception de tout type d’installation photovoltaïque connectée au réseau électrique.

Systèmes photovoltaïques plug & play

Le système photovoltaïque plug and play, souvent appelé plug in, est une micro-installation solaire innovante d’une puissance inférieure à 350 W qui peut être installée sur des balcons, des fenêtres ou dans les jardins.

Généralement, une installation solaire plug and play est composée de : 

  • un module photovoltaïque, le panneau lui-même, qui peut être composé de cellules photovoltaïques monocristallines ou polycristallines ;
  • un micro-onduleur, et tout autre accessoire, pour convertir le courant continu produit par le panneau en courant alternatif utilisable ;
  • un cadre de support et des supports de fixation et d’ancrage, pour faciliter l’installation sur les balcons, terrasses, jardins, murs extérieurs de la maison.

Système photovoltaïque plug&play : éléments caractéristiques (module photovoltaïque, micro-onduleur, utilisateur)

Comment fonctionne un système photovoltaïque plug & play

Un système photovoltaïque «plug and play» (connecte et utilise) fournit de l’énergie green et renouvelable en se connectant à la prise de courant de la maison.

Ce système produit de l’énergie de la manière suivante : 

  1. on place les panneaux solaires à l’extérieur de sa maison avec une exposition qui soit la plus possible vers le sud, de manière à capter la plus grande quantité de rayonnement solaire ;
  2. l’onduleur rend l’énergie captée utilisable ;
  3. on branche la fiche de sortie de l’onduleur, directement à la prise la plus proche de l’installation : de cette façon, l’énergie produite est autoconsommée au moment même de la production.

Système photovoltaïque plug&play

Les avantages d’un système photovoltaïque plug & play

Le photovoltaïque plug and play est une installation à la portée de tous.

L’installation de ce type de système solaire présente de nombreux avantages : 

  • polyvalence d’installation: peut être installé sur un balcon, sur une terrasse, sur le toit, sur une toitures terrasses, sur les murs extérieurs de la maison, sur les clôtures ou dans le jardin et, selon les besoins de chacun, il est possible de choisir différents supports de fixation ;
  • une grande simplicité de montage: vous pouvez vous connecter sans avoir besoin d’autorisations particulières ;
  • économie sur la facture d’électricité d’environ 20% ;
  • durabilité environnementale;
  • efficacité énergétique.

De plus, la durée de vie moyenne d’un panneau plug and play est de 15 à 25 ans. Il s’agit donc d’une solution avantageuse étant donné que le coût de l’appareil pourrait être récupéré en quelques années.

L’image suivante résume les principaux types d’installations solaires présents sur le marché photovoltaïque d’aujourd’hui.

Types de systèmes photovoltaïques

La configuration et la conception de toute installation nécessitent d’une analyse précise des variables d’entrée et de sortie du système.

À ce jour, les systèmes photovoltaïques connectés au réseau sont les plus durables compte tenu du rapport qualité-prix et de la quantité d’énergie produite.

Dans le cas où vous optez pour un système grid-connected, storage ou non, nous vous recommandons l’utilisation d’un logiciel de conception photovoltaïque capable de vous aider pour des installations sur des bâtiments neufs ou existants, dans chaque lieu et avec tout type de panneaux et d’onduleurs. Essayez-le gratuitement pour concevoir en 3D, dimensionner l’installation, créer votre schéma unifilaire le tout avec une seule solution.

 

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