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Ce dossier présente le fonctionnement d’une installation photovoltaïque résidentielle, les principaux matériels utilisés, les règles de raccordement et un exemple simple de dimensionnement.
Vous travaillez dans une entreprise spécialisée en énergies renouvelables. Votre équipe doit préparer puis raccorder une installation photovoltaïque sur une maison individuelle.
| Type de bâtiment | Maison individuelle |
|---|---|
| Lieu | Toulouse |
| Orientation toiture | Sud |
| Inclinaison | 30° |
| Consommation annuelle estimée | 4 500 kWh/an |
| Mode de fonctionnement retenu | Autoconsommation avec injection du surplus |
Une installation photovoltaïque produit d’autant mieux que la toiture est bien orientée, correctement inclinée et peu ombragée.
Le photovoltaïque permet de transformer le rayonnement solaire en énergie électrique. Cette conversion est réalisée par une cellule photovoltaïque.
Une cellule produit une faible tension continue, de l’ordre de 0,5 V. Pour obtenir une tension exploitable, plusieurs cellules sont associées entre elles pour former un panneau.
Dans une installation résidentielle, on rencontre principalement deux grandes familles de panneaux :
Ce type de panneau est souvent choisi lorsque l’on recherche un meilleur rendement, notamment si la surface disponible en toiture est limitée.
Il présente généralement un bon compromis entre coût et performance.
Ils convertissent l’énergie solaire en courant continu.
Il transforme le courant continu produit par les panneaux en courant alternatif compatible avec l’installation électrique du bâtiment.
Elles assurent la sécurité de l’installation contre les défauts électriques et permettent l’isolement des circuits.
Ils sont couramment utilisés pour le raccordement des panneaux photovoltaïques.
On souhaite couvrir une consommation d’environ 4 500 kWh/an.
Pour une zone bien exposée comme Toulouse, on peut prendre comme hypothèse : 1 kWc ≈ 1 200 kWh/an.
Puissance nécessaire : 4500 / 1200 ≈ 3,75 kWc
Choix retenu : 10 panneaux de 400 Wc
Puissance totale installée : 10 × 400 = 4 000 Wc = 4 kWc
Cette valeur permet de se rapprocher du besoin annuel, même si la production réelle dépendra de la météo, de l’orientation, de l’ombrage et de la température.
Les panneaux produisent du courant continu. Ce courant est acheminé vers l’onduleur.
Après conversion par l’onduleur, l’énergie est injectée dans l’installation électrique de la maison sous forme de courant alternatif.
Dans une installation en autoconsommation, l’énergie produite est d’abord utilisée par les appareils du logement.
Si la production dépasse la consommation instantanée, le surplus peut être injecté sur le réseau, selon le type d’installation retenu.
Si le bâtiment n’est pas raccordé au réseau, il faut généralement prévoir un système de stockage par batteries.
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