Système photovoltaique : Vue d’ensemble
Un système photovoltaïque est une chaîne de composants qui vont du module photovoltaïque au disjoncteur de raccordement au réseau électrique. Le courant continu disponible aux bornes du module peut être utilisé de différentes manières en raccordant ces bornes à un circuit électrique qui l’achemine vers un ensemble de composants qui forment un "système photovoltaïque" conçu et dimensionné en fonction de l’application et de l’usage qui est fait de l’électricité produite.
Dans les systèmes raccordés au réseau, l’électricité produite en courant continu est transformée en courant alternatif parl’onduleur puis comptabilisée par un compteur de production électrique préalablement installé par le gestionnaire du réseau (ERDF ou une entreprise locale de distribution, ELD) avant d’être injectée sur le réseau. Plusieurs options de branchements sont possibles.
Bien qu’une installation photovoltaïque requière peu de composants, ceux-ci doivent être choisis judicieusement pour répondre aux attentes du maître d’ouvrage en termes de production, d’efficacité de l’investissement et d’intérêt environnemental. Dans le cas du photovoltaïque, on peut garder en tête que tout kilowattheure "perdu" du fait d’un mauvais dimensionnement ne sera pas vendu, ni consommé, et cela sur les 20 ou 30 ans de durée de vie de l’installation.
Chaque étape du système entraîne une perte d’énergie vis-à-vis de l’énergie solaire reçue par les modules. Si le rendement de ces derniers constitue les pertes les plus importantes (rendements de 6 à 18%, selon la technologie), il ne faut pas omettre de prendre en compte les éléments en aval impactant la performance du système. Ainsi, il sera inutile de chercher le module qui aura quelques points de rendement supplémentaires si l’on n’est pas sûr de pouvoir en profiter à l’aide d’un onduleur correctement choisi et des câbles de calibre suffisant.
Dans le cas d’une centrale photovoltaïque, raccordée au réseau, on retrouve généralement les divers équipements suivants :
Une structure porteuse ou de fixation : - Supporter le poids des panneaux
- Résister aux contraintes environnementales.
Les panneaux photovoltaïques : - Convertir le rayonnement solaire en courant continu
- Assurer une fonction de couverture (projet en toiture)
Les modules sont au cœur du système. Les photovoltaïciens regroupent les autres composants dans leur jargon sous le terme "B.O.S." pour "Balance of system" :
Les composants de distribution courant continu (DC) ou alternatif (AC) (cables, connectiques, protections, etc.) : - Raccorder les chaînes de panneaux entre elles
- Protéger les chaînes de panneaux et les intervenants des risques électriques et atmosphériques
- Assurer l’acheminement du courant produit vers les postes de conversion
L’onduleur : - Convertir le courant continu en courant alternatif
- Protéger les circuits de distribution DC et les intervenants des risques électriques et atmosphériques
- Générer un courant alternatif de qualité
- Transformer la basse tension en moyenne tension
Le système de supervision : - Suivre le fonctionnement et la performance de l’installation
- Permettre d’optimiser la production (détection d’anomalie)
Le compteur de production : - Suivre la production du système
Le système peut aussi être équipé de batteries, destinées à stocker l’électricité.
En définitive, l’ensemble du système peut être représenté comme un ensemble de fonctionnalités résumées dans le schéma qui suit :
