Tout savoir sur les installations photovoltaïques

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Une installation photovoltaïque permet de convertir la lumière du soleil en énergie électrique. Cette technologie s'appuie sur "l'effet photoélectrique" découvert au 19ème siècle, mais qui n'a pu être expliqué d'un point de vue physique et exploité qu'au cours du 20ème siècle. Son premier domaine d'utilisation fut le voyage spatial. Aujourd'hui, cette technologie se retrouve sur de nombreux toits et alimente les résidents avec de l'électricité provenant de l'énergie solaire gratuite. Les installations photovoltaïques permettent également de réduire les coûts énergétiques des bâtiments commerciaux et des locaux des collectivités locales, tout en contribuant à la protection du climat. 

Comment les installations photovoltaïques fonctionnent-elles ?

Les installations photovoltaïques s'appuient sur des cellules solaires. Ces cellules convertissent l'énergie rayonnante en énergie électrique. Elles peuvent être reliées les unes aux autres pour former des modules, puis être installées sur les toits, sur les façades et dans des espaces ouverts. La génération d'électricité se compose globalement de deux étapes :

  1. Collecte de l'énergie : Lorsque la lumière arrive sur les modules photovoltaïques (modules PV), des électrons sont émis dans les cellules solaires. Les porteurs de charges négatives et positives se rassemblent aux contacts électriques correspondants, formant un flux de courant continu entre l'avant et l'arrière de la cellule. Cet effet photoélectrique est créé sans réactions mécaniques ou chimiques. Ainsi, ce processus ne requiert aucune maintenance et n'est pas soumis à l'usure.
  2. Conversion de l'énergie : Le courant continu généré par le générateur solaire est ensuite converti par l'onduleur (appelé communément onduleur solaire ou dispositif d'alimentation secteur) en courant alternatif adapté au réseau électrique (courant 230 ou 400 V AC à 50 Hz). La conversion efficace de l'énergie solaire est assurée par des normes de sécurité éprouvées, des processeurs avancés et des systèmes électroniques de pointe. Le courant alternatif généré peut alors servir dans la maison, ou être injecté dans le réseau public.

L'efficacité des installations photovoltaïques dépend du processus de fabrication des cellules solaires. Dans la Vitovolt 300 de Viessmann, nous faisons la distinction entre les cellules monocristallines et polycristallines. Le tableau suivant indique ce qui différencie les deux types.

 

Type Description Efficacité

Cellules monocristallines

Cellules puissantes provenant de cristaux individuels purs

14 à plus de 19%

Cellules polycristallines

Fabriquées à partir de blocs de silicium fondu, comprenant des cristaux de différentes orientations

12 à plus de 17%

Les modules photovoltaïques monocristallins Vitovolt 300 comprennent des cellules solaires monocristallines particulièrement foncées placées sous une plaque de verre spécial hautement transparente et à faible teneur en fer. Combiné à un cadre anodisé noir et un film Tedlar noir sous les cellules, cela donne des modules offrant les valeurs de performances les plus élevées avec une stabilité maximale et un design moderne. Nous fournissons sur ces modules une garantie produit étendue de 12 ans et une garantie sur les performances de jusqu'à 25 ans à hauteur d'au moins 80% de la puissance nominale. Les panneaux photovoltaïques Viessmann sont tous adaptés à une utilisation dans les bâtiments résidentiels, les locaux des collectivités locales et les bâtiments commerciaux. 

Profitez des avantages des panneaux solaires photovoltaïques Viessmann

Les coûts de l'énergie étant en constante augmentation, des panneaux photovoltaïques permettent, dès la première année, aux utilisateurs d'économiser de l'argent et de réduire leur dépendance vis-à-vis de leur fournisseur d'électricité. L'énergie générée peut être utilisée pour leurs propres besoins ou injectée dans le réseau public. Grâce à la rémunération du rachat d'électricité et aux économies découlant de l'autoconsommation, l'investissement initial est rentabilisé en quelques années seulement. Une installation photovoltaïque accroît également la valeur de la propriété avec sa grande durée de vie.

En installant des modules photovoltaïques (PV), les utilisateurs démontrent leur attitude responsable envers l'environnement et contribuent activement à la protection du climat en réduisant les émissions de CO₂. En moyenne, 8,5 m2 de surface photovoltaïque suffit à couvrir les besoins en énergie d'une personne.

Nos modules photovoltaïques de haute qualité assurent l'efficacité économique du système et une longue durée de vie. Des services complets – de l'ingénierie et du dimensionnement à la livraison et à la maintenance – viennent compléter la gamme photovoltaïque disponible auprès des partenaires professionnels de Viessmann.

La technologie photovoltaïque Viessmann vous offre des composants parfaitement coordonnés comprenant des modules PV, des onduleurs et des systèmes d'installation, ainsi que des systèmes de stockage d'électricité et des pompes à chaleur pour accroître l'autoconsommation.

Rémunération du rachat d'électricité et autoconsommation

Actuellement, il existe deux manières d'utiliser l'énergie solaire générée par une installation photovoltaïque installée sur un toit : elle peut être injectée dans le réseau public, ou elle peut être utilisée entièrement ou partiellement sur le site. Toutefois, pour de nombreuses raisons, l'autoconsommation devient de plus en plus intéressante. Les coûts de l'électricité par kilowatt-heure sont généralement bien plus élevés que le tarif de rachat pour le même kilowatt-heure d'électricité solaire exporté vers le réseau. Par conséquent, l'énergie photovoltaïque produite est de plus en plus consommée sur place ou stockée temporairement dans des batteries, et seul le surplus d'électricité est exporté vers le réseau.

Assurer une autoconsommation efficace

L'autoconsommation présente des avantages financiers, car l'énergie solaire produite par une installation photovoltaïque est moins chère que l'énergie prélevée sur le réseau. Un concept système optimisé avec des composants parfaitement adaptés les uns aux autres garantit un haut niveau d'autoconsommation.

[1] Installation photovoltaïque [2] Onduleur photovoltaïque [3] Compteur photovoltaïque [4] Consommateur [5] Compteur de la pompe à chaleur [6] Pompe à chaleur [7] Compteur pour la consommation et la génération/l'exportation [8] Réseau public

Une solution complète combinant une photovoltaïque et pompe à chaleur

La manière la plus efficace de générer de la chaleur à partir d'électricité consiste à utiliser une pompe à chaleur. Avec une pompe à chaleur, 1 kWh d'électricité peut fournir jusqu'à 4 kWh de chauffage en utilisant l'énergie environnementale gratuite. Si une pompe à chaleur sert à couvrir la demande en énergie pour le chauffage des pièces et la production d'eau chaude sanitaire (ECS), l'électricité solaire à faible coût permet une alimentation en chaleur peu onéreuse. Les personnes qui ont l'intention de combiner une installation photovoltaïque et une pompe à chaleur doivent sélectionner un système de chauffage environnemental qui optimise spécifiquement l'autoconsommation et qui peut être adapté pour répondre aux modèles de génération d'énergie de l'installation PV. Pour cela, Viessmann a développé un système élaboré avec attention comprenant une installation photovoltaïque et une pompe à chaleur.

Installation photovoltaïque avec système de stockage d'électricité Vitocharge

En partant du principe qu'elle est installée sur une surface suffisamment large, l'installation photovoltaïque génère suffisamment d'électricité pendant la journée pour couvrir la demande d'une maison individuelle. Cependant, cette alimentation en énergie fluctuante fait face à divers pics de consommation, par exemple lorsque le lave-vaisselle, le lave-linge et le sèche-linge sont en fonctionnement. Et la pompe à chaleur bien entendu, qui nécessite plus d'électricité pour sa pompe de circulation pendant la saison de chauffage.

Un système de stockage d'électricité équilibre ces pics en fournissant l'électricité supplémentaire requise à partir de ses batteries exactement lorsqu'elle est nécessaire. Le Vitocharge VX3 est le système de stockage d'énergie PV de nouvelle génération Viessmann qui vous permet d'accroître votre autoconsommation ainsi que l'efficacité de l'ensemble du système. L'installation chargera le système de stockage d'électricité lorsque votre maison n'a pas besoin d'électricité. Cette électricité est alors utilisée lorsque c'est nécessaire. Si le système de stockage d'électricité est entièrement chargé et qu'aucun consommateur n'est connecté, l'électricité en excédent est injectée dans le réseau public contre rémunération.

Avec ce système, les résultats annuels indiquent un haut niveau d'autosuffisance. Dans l'exemple décrit, les coûts énergétiques seraient de moins de 100 € pour le chauffage et l'électricité – pour toute l'année !

[1] Modules photovoltaïques
[2] Capteurs solaires
[3] Pompe à chaleur air split
[4] Unité extérieure de la pompe à chaleur
[5] Unité de ventilation mécanique
[6] Système de stockage d'électricité

Une bonne planification est essentielle pour un fonctionnement économique

Afin que la technologie fonctionne de manière fiable et économique, il faut prendre en compte quelques points. En plus d'une qualité de produit et d'exécution élevée, une planification adéquate est cruciale. Toute personne considérant l'achat d'une installation photovoltaïque devrait commencer par se rapprocher de l'un de nos partenaires afin de vérifier si les conditions préalables requises sont satisfaites. 

La matrice illustre un pack approprié pour la surface de toit disponible. Le point d'intersection de la hauteur et de la largeur du toit indique le pack adapté (comme indiqué).

Orientation, inclinaison et ombrage des surfaces du toit

Les toits orientés au sud sans ombrage sont idéaux pour les installations photovoltaïques. Avec une inclinaison de 30 à 40 degrés, les rayons du soleil arrivent sur les modules solaires Vitovolt 300 à l'angle idéal pour que les cellules puissent produire une électricité abondante. Si l'inclinaison est favorable, mais l'orientation décalée à l'est ou à l'ouest, le rendement sera, en moyenne, inférieur de 20%. Pour compenser ces pertes, vous devrez acheter une installation photovoltaïque plus grande. La matrice de surface Viessmann indique la puissance pouvant être générée pour votre toit. Les intéressés peuvent saisir la largeur et la hauteur de la surface du toit pour voir rapidement le nombre de modules pouvant être installés.

Vérifiez la capacité de charge du toit

Les modules solaires ajoutent un poids important sur le toit. Un ingénieur en structure déterminera rapidement si le toit peut supporter l'équipement. Si des travaux de rénovation doivent être exécutés sur la structure du toit, les propriétaires peuvent demander une aide financière (sous conditions). 

Valeurs standard pour la conception dans les bâtiments résidentiels

Les ensembles Vitovolt 300 Viessmann facilitent énormément le choix de l'installation photovoltaïque adaptée en répondant à seulement quelques questions. L'installation devant être achetée par les propriétaires dépend du nombre de personnes dans le foyer et de l'utilisation prévue de la technologie. Par exemple, il faut plus de modules solaires si l'installation photovoltaïque sert également à alimenter une pompe à chaleur en électricité. En revanche, si elle est combinée à une pile à combustible, le nombre de modules requis est moins important. Cela est dû au fait qu'en plus de produire de la chaleur, les piles à combustible fournissent également de l'électricité pour l'autoconsommation.

FAQ sur le photovoltaïque

Quelle forme de toit est adaptée à l'utilisation d'une installation PV ? Faut-il procéder à un nettoyage régulier ? Nous répondons à ces questions, comme à d'autres, ci-dessous.

Les modules photovoltaïques Viessmann peuvent être installés rapidement et en toute sécurité sur les toits en pente (inclinaison de toit de 10 à 60°) ainsi que sur les toitures-terrasses. Le seul facteur important est que le toit en question doit pouvoir supporter en toute sécurité le poids des modules, même en cas de conditions météo difficiles.

En pratique, environ 30% des besoins énergétiques totaux d'une maison peuvent être couverts par les installations photovoltaïques. Vous pouvez atteindre un niveau supérieur d'autoconsommation avec un système de stockage d'électricité, comme le Vitocharge. Une part de 70 à 80% est alors réaliste. Utiliser une voiture ou un vélo électrique est également intéressant.

Si vous souhaitez mettre en service une installation photovoltaïque et percevoir la rémunération de rachat d'électricité, vous aurez plusieurs démarches à effectuer. Pour en savoir plus, vous pouvez consulter cette page.

Pour en savoir plus sur la fiscalité liée au photovoltaïque, vous pouvez consulter cette page qui présente les impôts et les taxes sur le solaire.

Les modules solaires modernes sont pratiquement autonettoyants en raison de leur inclinaison et de leur surface très lisse. De plus, la pluie et le vent éliminent la majorité de la poussière. Dans le cas de la neige ou de débris plus importants provenant de la chute de branches par exemple, il est cependant conseillé de procéder à un nettoyage. Il est recommandé de faire appel à une société spécialisée, car le travail en hauteur peut représenter un risque. De plus, il y a également un risque de perte de la garantie en cas de nettoyage incorrect.

Si vous injectez de l'électricité dans le réseau public, vous serez rémunéré par votre fournisseur d'électricité pendant une période de 20 ans. À l'issue de cette période, le tarif de rachat ne s'appliquera plus. Vous pouvez cependant toujours "proposer" votre électricité autogénérée sur le marché. Mais, en fonction de la quantité, cela peut être difficile à concrétiser. L'alternative est alors d'utiliser la totalité de l'électricité sur site. Une autre option consiste à moderniser l'installation. Vous pouvez remplacer les anciens modules par des équipements récents plus puissants. Généralement, vous pouvez continuer à utiliser le cadre de montage existant.

Station de recharge photovoltaïque sur le site d'Allendorf

Les clients, fournisseurs et invités du siège Viessmann en Allemagne ont la possibilité de recharger la batterie de leur véhicule électrique pour qu'elle soit prête pour le reste de leur voyage. Devant le centre d'information du site d'Allendorf, six "pompes" sont disponibles à cette fin. 100% de l'électricité provient des modules photovoltaïques Viessmann installés sur le toit de la station de recharge. 

Une BMW i3 peinte en Vitorange brillant est également rechargée ici. Elle vient compléter la flotte de véhicules d'Allendorf et sert aux déplacements sur le site et aux alentours.