energie solaire Photovoltaïque

 

 

La production est basée le phénomène physique appelé "effet photovoltaïque", qui consiste principalement à transformer la lumière émise par le soleil en énergie électrique au moyen de dispositifs semi-conducteurs appelés cellules photovoltaïques.

Ces cellules sont élaborées sur base de silicium pur (un éléments particulièrement abondant, composant principal du sable) avec addition d'impuretés de certains éléments chimiques (bore et phosphore), et sont capables de produire chacune un courant de 2 à 4 Ampères, à une tension de 0,46 à 0,48 Volts, en utilisant comme source le rayonnement solaire.

Les cellules sont montées en série sur les panneaux ou les modules solaires pour obtenir une tension adéquate.

Une partie de la radiation fortuite est perdue par réflexion et une autre partie par transmission (elle traverse la cellule).

Le reste est capable de faire sauter des électrons d'une couche à l'autre en créant un courant proportionnel à la radiation. La couche anti-reflets augmente l'efficacité de la cellule.

 

Le soleil produit une énorme quantité d'énergie : approximativement 1,1 x 1020 KiloWatt heure chaque seconde (1 Kilowatt heure est l'énergie nécessaire pour illuminer une ampoule de 100 Watts pendant 10 heures).

L'atmosphère extérieure intercepte environ la moitié d'une partie infime de l'énergie produite par le soleil, soit environ 1,5 trillons (1.500.000.000.000.000.000) de Kilowatts heure par an. Toutefois, étant donné la réflexion, la dispersion et l’absorption qui se produisent avec les gaz de l'atmosphère, seulement 47% de cette énergie, soit environ 0,7 trillons (700.000.000.000.000.000) de Kilowatts heure atteignent la surface de la terre.

Cette énergie est celle qui permet le fonctionnement des "éléments" de la Terre.

Elle réchauffe l'atmosphère, les océans et les continents, elle produit les vents, anime le cycle de l'eau, fait pousser les plantes, fournit la nourriture aux animaux, et produit aussi les combustibles fossiles.

Or nous dépendons des plantes, de l'eau, du vent et des combustibles fossiles pour faire fonctionner nos industries, réchauffer et refroidir nos logements et faire fonctionner nos moyens de transport.

La quantité d'énergie qui est consommée annuellement dans le monde est approximativement de 85 billions (85.000.000.000.000) de Kilowatts heure. Cette quantité correspond à ce qui peut être mesuré, c'est-à-dire à l'énergie qui est achetée, vendue ou commercialisée.

Il n'y a pas de méthode physique pour déterminer précisément quelle quantité d'énergie "non commerciale" consomme chaque personne (par exemple quelle quantité de bois est brûlée, ou quelle quantité d'eau est utilisée dans les petites cascades d'eau pour produire de l'énergie électrique).

Selon quelques experts cette énergie "non commerciale" peut constituer au plus un cinquième du total de l'énergie consommée sur la terre.

La quantité d'énergie totale consommée par la terre entière correspond à seulement 1/7.000 de l'énergie solaire reçue chaque année par la surface de la terre.

Un système photovoltaïque est un dispositif qui, à partir des radiations solaires, produit de l'énergie électrique afin d'être utilisé par l'homme.

Le système est composé des éléments suivants (voir schéma) :Un générateur solaire, composé par un ensemble de panneaux photovoltaïques, qui recueillent les radiations lumineuses du soleil et les transforment en courant continu à basse tension (12 ou 24 V).

Par rapport aux autres sources renouvelables, le photovoltaïque offre des avantages particuliers :Il est exploitable pratiquement partout, la lumière du soleil étant disponible dans le monde entierL’équipement de production peut presque toujours être installé à proximité du lieu de consommation, évitant ainsi les pertes en ligneIl est totalement modulable et la taille des installations peut être facilement ajustée selon les besoins ou les moyens
Aucun mouvement, pas de pollution directe ou indirecte (effluents atmosphériques ou liquides, produits de nettoyage, risque d’accident physique, etc.) aucun déchet, aucune perturbation pour l’environnement de proximité
La maintenance et les réparations sont réduites à presque rien pour la partie photovoltaïque et à peu de chose pour l’électronique associée

La réponse à cette question dépend en grande majorité du lieu où nous nous trouvons. Une grande partie de l'humanité, notamment dans les pays en développement, n'a pas accès à l'électricité par manque d'infrastructures électriques de base.

Dans ces pays l'énergie solaire photovoltaïque est la source la plus rentable pour obtenir de l'électricité, et dans certains lieux, elle est la seule envisageable.

Dans les pays développés, où il existe une vaste infrastructure électrique, la question est différente.

Dans ce cas, et considérant la question uniquement sur l’angle économique, les systèmes photovoltaïques s'avèrent surtout rentables dans des lieux éloignés du réseau conventionnel. Cependant, la question change si, outre la rentabilité économique, nous tenons compte aussi du coût environnemental de chaque source d'énergie.

 

Bien qu'il soit techniquement possible, d'un point de vue économique cela n'a pas sens.

Pour produire de l'eau chaude, le meilleur moyen est d'employer un système solaire thermique, qui utilise des collecteurs ou capteur qui sont remplis d'eau et/ou d’un liquide caloporteur et qui absorbent la chaleur.

Concernant le chauffage, l’une des options fréquemment utilisée et s’appliquant à l'énergie solaire, consiste à utiliser un système solaire thermique avec sol rayonnant.

 



En tenant compte du fait que le panneau n'a pas de parties mobiles et que les cellules et les contacts sont enfermés dans une résine synthétique robuste, on obtient une excellente fiabilité associée à une longue durée de vie (de l'ordre de 20 ans et plus).

De plus, le dysfonctionnement d’une cellule n'affecte pas le fonctionnement des autres cellules, et l'intensité et la tension produits peuvent facilement être adaptés en ajoutant ou en supprimant des cellules.

Les panneaux solaires photovoltaïques sont protégés sur leur face extérieure avec verre trempé, conçu pour résister et supporter des conditions météorologiques très dures comme la glace, l'abrasion, les changements brusques de température, ou les impacts produits par la grêle.

Un essai standard pour l'homologation consiste à lancer (avec un canon pneumatique) une boule de glace de dimensions préétablies au centre du verre ou à laisser tomber à partir d’une hauteur de 1 mètre une bille d’acier.

 

Les installations solaires photovoltaïques requièrent une maintenance minimale très simple. Cette maintenance est réduite aux opérations suivantes :Panneaux : ils ne nécessitent quasiment aucune maintenance, étant donné leur conception : ils n'ont pas de parties mobiles et les cellules et connexions internes sont emprisonnées dans plusieurs couches de protecteur.

Il est conseillé de faire une inspection générale 1 ou 2 fois par an afin de s'assurer que les connexions entre les panneaux et au contrôleur sont en bon état et ne souffrent pas de la corrosion. Dans la majorité des cas, l'action de la pluie évite de devoir laver les panneaux ; si cela s’avère nécessaire, il suffit de les nettoyer simplement avec de l'eau et un détergent non abrasif.Régulateur ou contrôleur de charge : la simplicité de fonctionnement du régulateur réduit substantiellement la maintenance.

Les avaries sur ce type d’équipement sont relativement rares. Les opérations de maintenance pouvant être effectuées sont les suivantes : observation visuelle de l'état du régulateur ; vérification des connexions et des câbles raccordés à l'équipement ; observation des valeurs instantanées affichées via un voltmètre et un ampèremètre ou directement sur l’afficheur LCD du régulateur pour les modèles les plus sophistiqués.

Ces valeurs fournissent des indices sur le comportement et l’état de l'installation.

Le photovoltaïque, comme tout produit industriel, a un impact sur l’environnement, aussi minime soit-il.

La majeure partie de cet impact est due à la consommation d’énergie et à l’utilisation de produits chimiques toxiques durant la phase de fabrication des panneaux.

En fonctionnement en revanche, le photovoltaïque n’a strictement aucun impact sur l’environnement.

Une fois démontés en fin de vie, les matériaux de base (cadre d’aluminium, verre, silicium, supports et composants électroniques) peuvent tous être réutilisés ou recyclés sans inconvénient.

Une cellule solaire rembourse l’énergie nécessaire à sa fabrication en 3 à 5 ans, y compris les cadres, supports et câbles nécessaires à son utilisation, et les usines de fabrication des composants photovoltaïques se sont généralement engagées à récupérer et recycler tous leurs effluents sous contrôle sévère (normes ISO 14 000).

On peut donc affirmer que le photovoltaïque est l’un des moyens de production d’électricité les plus écologiques, même en tenant compte de son cycle de vie complet, du “berceau à la tombe”.

 

L'énergie solaire photovoltaïque, tout comme d'autres énergies renouvelables, constitue, face aux combustibles fossiles, une source inépuisable d’énergie.

Cette énergie contribue à l'auto approvisionnement énergétique national et est moins nuisible pour l'environnement, car elle permet d’éviter les effets de son utilisation directe (pollution atmosphérique, résidus, etc.) et ceux dérivés de sa production (excavations, mines, carrières, etc.).

Les effets de l'énergie solaire photovoltaïque sur les principaux facteurs environnementaux sont les suivants :Climat : la génération d'énergie électrique directement à partir de la lumière solaire ne requiert aucun type de combustion, et donc aucune émissions de gaz a effet de serre.Géologie : Les cellules photovoltaïques sont fabriquées avec du silicium, élément obtenu du sable, très abondant dans la nature et dont on ne requiert pas de quantités significatives.

Par conséquent, les modifications topographiques ou structurelles de terrain et les impacts sur l’environnement engendrés par la fabrication de panneaux solaires photovoltaïques sont nulles.


Sol : Ne produisant ni polluants, ni déchets, ni mouvements de terre, l'incidence sur les caractéristiques physico-chimiques du sol ou son facteur d’érosion est nulle.
Eaux superficielles et souterraines : Aucune modification des nappes phréatiques ou des eaux superficielles. Pas de consommation, ni de pollution par des résidus ou des déchets.
Flore et faune : la répercussion sur la végétation est nulle, et, en éliminant la pose de poteaux électriques, on évite les possibles effets nuisibles pour les oiseaux.
Paysage : les panneaux solaires photovoltaïques peuvent s’intégrer de différentes façons dans le ‘paysage’ destiné à les recevoir. Il est possible d’harmoniser leur intégration dans différents types de structures afin de diminuer l’impact visuel de leur présence. De plus, s'agissant de systèmes autonomes, le paysage n’est pas altéré par l’installation de postes et de lignes électriques.


Bruits : le système photovoltaïque est absolument silencieux, ce qui représente un avantage clair face aux groupes électrogènes classiques dans les logements isolés.
Moyen social : L'espace nécessaire pour installer un système solaire photovoltaïque de dimension moyenne, ne représente pas une quantité significative pouvant avoir un fort impact. De plus, dans la majorité des cas, ils peuvent être intégrés sur les toits des logements.
Enfin, l'énergie solaire photovoltaïque représente aujourd’hui la meilleure solution pour les lieux que l'on souhaite approvisionner en énergie électrique tout en préservant les conditions environnementales ; c'est le cas par exemple des espaces naturels protégés.

C'est la puissance de sortie, en Watts, que produit un panneau solaire photovoltaïque dans des conditions d'ensoleillement maximale, avec une radiation approximativement de 1 kW/m2 (celle qui est produite lors d’une journée ensoleillée à midi heure solaire).

 

Un panneau photovoltaïque est formé par un ensemble de cellules solaires photovoltaïques reliées électriquement entre elles en série et en parallèle afin d’obtenir la tension requise pour son utilisation. Cet ensemble de cellules est entouré par des éléments qui lui confèrent une protection face aux facteurs externes et de la rigidité pour être reliés aux structures qui les supportent. Les éléments sont les suivants :L'enrobement, constitué par un matériel qui doit présenter une bonne transmission de la radiation et une grande résistance à l'action des rayons solaires.
La couverture extérieure en verre trempé, qui, en plus de laisser passer un maximum de rayonnement solaire, doit résister aux conditions climatiques les plus rudes et doit être capable de supporter des changements brusques de température.
La couverture postérieure (fond du panneau), constituée normalement de plusieurs couches opaques qui reflètent la lumière passant entre les interstices des cellules, pour qu'elle les éclaire à nouveau.
Le cadre de métal, normalement en aluminium, qui assure la rigidité et l'étanchéité de l’ensemble, et qui porte les éléments nécessaires pour l'assemblage du panneau solaire photovoltaïque sur la structure qui le supporte.
Boîtier de raccordement : il contient les sorties pour la connexion du module.
Diode de protection : elles préviennent les dommages qui pourraient résulter des ombres partielles sur la surface du panneau.

Les panneaux photovoltaïques produisent de l'électricité même lorsque le temps est nuageux, bien que leur rendement diminue. La production d'électricité varie proportionnellement à la lumière qui éclaire le panneau ; un jour totalement nuageux équivaut approximativement à 10% de l'intensité totale du soleil. Le rendement du panneau diminue proportionnellement à cette valeur.

 

Majoritairement de l'intensité de la radiation lumineuse et de la température des cellules solaires.

 

Non, une déclaration de travaux suffit. Donc au bout d’un mois (2 si vous êtes en site classé ou dans un parc naturel) sans réponse de la mairie, votre projet est considéré comme accepté.

 

L'étude et l'installation de systèmes solaires impliquent des compétences spécifiques. De plus, pour bénéficier de la prime, les travaux doivent être réalisés par des entrepreneurs qui devront émettre une facture et garantir la bonne exécution de l'ensemble des travaux.

 


En général, presque tous les bâtiments conviennent au montage d'une installation solaire. L'installation solaire photovoltaïque et/ou thermique nécessite une surface de montage sur le toit ou en façade, orientée vers le Sud, l'Est ou l'Ouest.

Une surface de montage orientée vers le Sud, avec une inclinaison de 30°, permet d'obtenir un rendement optimal. Un décalage vers le Sud-Est/Sud-Ouest, ou une inclinaison entre 25° et 60°, ne diminue que légèrement le rendement énergétique de la lumière.

Il faut cependant éviter les surfaces recevant les ombres projetées par les arbres, les maisons voisines ou une cheminée (qu'on peut aussi appeler ombre portée).

 

Un panneau solaire photovoltaïque n'utilise pas que la lumière solaire directe disponible par temps dégagé, mais aussi ce qu'on appelle le rayonnement diffus provenant des nuages.

En fait, c'est très simple : plus vous percevez la luminosité extérieure comme forte, plus le rendement de panneaux solaires sera fort, peu importe que le soleil soit directement visible ou non.

 

Une installation photovoltaïque c'est : Votre installation sera composée de panneaux généralement disposés sur votre toit, d'un onduleur transformant le courant continu produit par les panneaux pour le rendre utilisable sur votre circuit électrique (courant alternatif), un compteur de production et un compteur de consommation.
Une installation thermique c'est :
Votre installation sera composée de panneaux généralement disposés sur votre toit, d'un circuit d'eau chaude arrivant à un ballon d'accumulation et d'un système de distribution d'eau chaude sanitaire et d'appoint de chauffage (robinets, radiateurs ...).

Les panneaux solaires sont tous dotés d'une garantie de puissance de 25 ans. Les onduleurs sont dotés d'une garantie d'usine de 5 ans, qui peut être prolongée en option jusqu'à 20 ans. En moyenne, on peut partir du principe que la durée de vie d'une installation solaire est de 30 à 35 ans. Les satellites utilisent les panneaux solaires depuis plus de 40 ans !

 

L’EDF a l'obligation, par décret, de racheter votre électricité pendant 20 ans, à 0,60 € le kwh (depuis le 1er janvier 2009). Sur votre facture EDF, vous achetez, en moyenne, votre électricité à 0,08€/KW... La revente permet une rentabilité immédiate de votre installation. Erreur ! Référence de lien hypertexte non valide. Le délai moyen entre la signature du devis photovoltaïque avec l’installateur et le début de l’injection de votre électricité est d’environ 5 mois. Attention, après votre raccordement au réseau public il faut faire la demande de contrat d’achat que les services d’EDF (AOA, Administration de l’Obligation d’Achat) ont 6 mois pour établir. Entre la signature du devis et la signature du contrat d’achat avec EDF qui marque l’étape finale de votre installation et qui fait de vous officiellement un producteur d’électricité photovoltaïque, il peut donc s’écouler presque une année. Néanmoins, l’électricité injectée et vendue avant la signature du contrat d’achat est comptabilisée et sera malgré tout facturée à EDF.

C’est pour cela que l’on ne prend pas en compte la durée d’obtention du contrat d’achat dans le temps de réalisation d’une installation photovoltaïque.

 

Oui cette partie incombe au futur producteur d'électricité. Les prix varient entre 600 et 1300 euros (compteur et disjoncteur à l'extérieur)Les panneaux résistent-ils à la grêle ?Oui, la norme internationale IEC 61215 teste le verre trempé des capteurs avec des boules de glace de 75 mm de diamètre à une vitesse de 140 Km/h. Les panneaux sont souvent plus solides que les tuiles.

Selon la loi de finance rectificative pour 2008, les revenues issus d’une installation photovoltaïque de puissance inférieure ou égale à 3 kWc, détenu par un particulier (personne physique) ne seront plus imposables au titre de l’impôt sur le revenu à la condition que le producteur soit propriétaire d’installations PV impliquant au maximum deux points de raccordement. Cette mesure s’applique à compter des revenus de l’année 2008.Je ne suis pas imposable, puis-je bénéficier du crédit d’impôt ?
Le crédit d’impôt n’est pas une réduction d’impôt. Vous en bénéficiez donc même si vous n’êtes pas imposable sous la forme d’un chèque de votre centre des impôts, au lieu d’une remise fiscale.
Est-il vrai que la construction d'un système photovoltaïque nécessite plus d'énergie pour sa fabrication que ce qu'il fournira durant toute sa durée de vie ?
Bien sur que non ! Un grand nombre d’études scientifiques ont été menées par des chercheurs indépendants au sujet de l’analyse du cycle de vie et de l’énergie grise nécessaire à la fabrication des systèmes photovoltaïques. La plus récente, celle du chercheur E. Alsema de l’Université de Utrecht au Pays-Bas publiée en juin 2005, fait mention d’un temps de retour énergétique de 1,5 à 2,5 ans pour un ensoleillement correspondant au sud de l’Europe. Ramené au climat français, le temps de retour énergétique se situe entre 2 et 3,3 ans, ce qui signifie qu’un système photovoltaïque raccordé au réseau peut produire jusqu’à 10 fois l’énergie nécessaire à sa fabrication !

Certains modules installés aux débuts des années 70, produisent encore de l'électricité.

La durée de vie des modules photovoltaïques est élevée. Certains constructeurs garantissent leurs modules 25 ans. Source ADEME

Non. Nous ne modifierons absolument pas votre installation. Les panneaux seront intégrés à la toiture (ou une autre solution esthétique) et un compteur de sortie d’électricité sera installé.

Oui. EDF vous oblige à souscrire une responsabilité civile de "Production d'électricité photovoltaïque injectée dans le réseau." De plus, vous devez déclarer à votre assureur que vous installez des panneaux solaires sur votre toiture à la place des tuiles, ardoises, etc...

 

En cas de panne du réseau électrique, l’énergie solaire produite ne peut plus être évacuée et le système photovoltaïque se met en veille. L’arrêt de la production est réalisé instantanément grâce à un organe de découplage interne aux onduleurs et conforme aux exigences d’EDF en matière de sécurité des biens et des personnes. Cela signifie qu’en cas de coupure du réseau, nous sommes comme les autres consommateurs, nous n’avons plus d’énergie électrique.Erreur ! Référence de lien hypertexte non valide.Selon la taille et la complexité de l’installation ainsi bien sûr que le nombre d’intervenants, il faut compter entre 2 et 5 jours pour l’installation physique d’une centrale photovoltaïque.
Erreur ! Référence de lien hypertexte non valide.

Il faut comprendre que lorsque l’on achète une installation photovoltaïque, on paye une puissance et non une surface. On ne peut pas raisonner en pensant que les 24m² installés aujourd’hui risquent d’avoir une puissance double dans 6 mois par une (miraculeuse) augmentation des rendements surfaciques. Premièrement, la technologie des panneaux solaires monocristallins et polycristallins est relativement stable et on n’observe pas de gain en rendement spectaculaire d’une année sur l’autre. Les principales améliorations de rendement sont obtenues en augmentant la dimension des panneaux (ce qui limite l’espace mort entre chaque panneau) et en sélectionnant au mieux les cellules photovoltaïques qui constitueront les modules. Deuxièmement, des nouvelles technologies voient effectivement le jour et sont expérimentées notamment pour les applications spatiales. Elles sont prometteuses mais on maîtrise encore mal leur vieillissement et leur coût reste prohibitif.

Les installations photovoltaïques ne nécessitent en général aucune maintenance. Elles ne contiennent pas de pièces mobiles, de paliers ou autres composants nécessitant une maintenance importante. Il est cependant recommandé de vérifier la justesse des valeurs de rendement en contrôlant régulièrement le compteur du courant solaire injecté ou en dressant un bilan à l'aide d'un ordinateur/enregistreur de données, pour détecter le plus tôt possible les éventuelles pannes de l'installation.

Les panneaux font entre 12 et 20kg/m2, en comparaison les tuiles pèsent environ 40kg/m2 et les ardoises 50kg/m2.

Les panneaux que nous installons ont une garantie constructeur de 10 ans.Les onduleurs ont une garantie de 5 avec possibilité d’extension à 10 ou 20 ans.Les systèmes d'étanchéité ont une garantie de 10 ans.La production de chaque panneau est garantie à 80% à 20 ans.
En pratique, comme sur tout matériel électronique, les pannes franches arrivent au plus tard dans les 2 ans après la mise en service. Les cellules vieillissent bien et continueront à produire de nombreuses années après 25 ans. (Schott à installé ses premiers panneaux au Japon il y plus de 30 ans.

Garantie : L'installation est garantie 10 ans (Garantie décennale). Elle vous garantit l'intervention de l'entreprise pour la réparation des désordres affectant gravement l'ouvrage.
Comment suis-je lié à EDF ?


Vous êtes lié à EDF (ou à votre régie locale d’électricité) par un contrat de 20 ans, par lequel EDF s’engage à acheter l’électricité produite. Le prix de départ fixé chaque année s’actualisera selon un indice. Cependant vous n'avez aucune obligation de production. Vous pouvez dénoncer ce contrat à tout moment, ce qui n'est pas le cas de l'EDF. L'équipe administrative de C.C.L est à votre disposition pour gérer avec vous ce contrat.

Une fois le contrat signé le prix d’achat varie selon une formule compliquée, mais qui tient compte pour partie de l’indice des prix à la production et d’autre part des salaires dans les Industries Electriques. Une bonne approximation est d’environ 1.9%, si l’inflation est de 2.1% et plus si l’inflation est plus forte.

 

Oui. Lors du montage du dossier administratif, une attestation d’assurance vous sera demandée par C.C.L. Dans le cadre de l'assurance immobilière, ces dommages sont généralement couverts en fonction de ce que vous avez convenu avec votre assureur.

L’année suivant l’installation solaire, votre centre des impôts vous verse (ou déduit suivant le montant) la différence entre votre impôt sur le revenu et le crédit d‘impôt, auquel vous avez droit Comment est achetée la production par EDF ?A la date anniversaire du contrat d’achat, vous établissez une facture à EDF qui correspond à votre production lue sur le compteur (l’imprimé type est fourni par EDF, quelques semaines avant la date anniversaire).Constamment à vos cotés l'équipe administrative de C.C.L vous aidera dans cette démarche.

Nous ne pouvons aujourd'hui connaitre la politique de rachat d'EDF dans 20 ans, mais le tarif de l’électricité sera certainement très supérieur au tarif d’aujourd’hui et il sera donc intéressant de fabriquer de l’électricité.Erreur ! Référence de lien hypertexte non valide.

Si vous vendez votre maison, vous restez propriétaire du contrat d’achat avec EDF et donc des revenus générés par votre installation. Vous pouvez néanmoins céder votre contrat au nouveau propriétaire. Une installation photovoltaïque est donc également un moyen de valoriser votre maison.

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