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Le soleil n’envoie pas de facture, au contraire : de nombreux propriétaires de panneaux solaires se réjouissent de recevoir régulièrement de l’argent sur leur compte grâce à l’énergie solaire. La raison en est la loi sur les énergies renouvelables. Elle régit la rémunération versée par kilowattheure pour l’électricité solaire injectée dans le réseau. Une installation photovoltaïque est rentable pour le propriétaire, principalement parce que le prix des modules solaires a fortement chuté.
L’autoconsommation d’électricité solaire devient de plus en plus intéressante. Cela est dû à la baisse des tarifs de rachat et à l’augmentation des prix de l’électricité domestique. Si vous souhaitez consommer une grande partie de votre propre électricité solaire, vous devriez envisager d’acheter un accumulateur d’électricité solaire. Cela permet d’optimiser considérablement l’utilisation personnelle de l’électricité produite par votre propre installation photovoltaïquede pan
La structure d’une installation photovoltaïque est relativement simple : des modules solaires sont installés sur le toit. Les modules solaires sont composés de cellules solaires individuelles ; la plupart des modules sont composés de cellules solaires monocristallines ou polycristallines. Les cellules amorphes, également appelées modules à couches minces, n’ont pas encore les performances des modules solaires cristallins.
Ils utilisent ce que l’on appelle l’effet photovoltaïque : lorsque la lumière frappe une cellule semi-conductrice, des électrons sont libérés. Le champ électrique présent dans la cellule solaire les pousse vers un côté de la cellule solaire, de sorte qu’il existe une tension entre la partie supérieure et la partie inférieure de la cellule. Il en résulte un courant continu.
Cependant, le réseau électrique public et les consommateurs d’électricité domestiques fonctionnent en courant alternatif. C’est pourquoi le courant continu est acheminé vers un onduleur. Celui-ci convertit le courant continu en courant alternatif. L’électricité est alors soit utilisée en priorité par les consommateurs du foyer, soit injectée dans le réseau électrique. En option, il est également possible de connecter un accumulateur d’énergie solaire. Celui-ci peut stocker quelques kilowattheures d’électricité solaire jusqu’à ce que vous en ayez besoin.
Orientation du toit : Si vous souhaitez installer un système photovoltaïque sur votre toit, vous devez tenir compte de quelques éléments fondamentaux. Pour un rendement maximal, le toit doit être orienté vers le sud, mais il est désormais possible de l’orienter vers l’est ou l’ouest. L’inclinaison du toit doit idéalement être comprise entre 20 et 50 degrés. Toutefois, les installations photovoltaïques peuvent également être installées sans problème sur des toits plats, même si les prix sont un peu plus élevés.
Montage sur toiture ou intégré à la toiture : outre le montage habituel sur toiture (qui permet d’obtenir les meilleurs rendements grâce à des modules solaires bien ventilés), on trouve de plus en plus sur le marché des installations photovoltaïques intégrées à la toiture, qui permettent d’obtenir un aspect uniforme de la toiture.
Ombrage : Il faut également tenir compte de l’ombrage éventuel, par exemple d’un clocher ou d’arbres. Ils réduisent considérablement la performance d’une installation photovoltaïque, car l’ombre tombe sur les modules solaires.
L’installation d’un système photovoltaïque sur le toit ne suffit pas. Outre le câblage et les autres éléments de contrôle, l’installation a également besoin d’un onduleur pour convertir le courant continu produit en courant alternatif compatible avec le réseau électrique, ainsi que d’un compteur approprié. Et enfin, et surtout : Les différents composants doivent être parfaitement adaptés les uns aux autres.
Lors de l’installation d’un système photovoltaïque, veillez à ce que la construction soit correctement protégée contre les incendies.
Dans la pratique, le rendement annuel possible de l’électricité solaire dépend de nombreux facteurs d’influence. Le tableau suivant en donne un aperçu :
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Influence sur le rendement annuel de l'électricité solaire
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Description
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Rayonnement global
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Le rayonnement global annuel indique la quantité d'énergie qui atteint une surface horizontale au cours d'une année. La valeur dépend de l'emplacement et varie entre environ 1.250 kWh/a dans le sud et environ 850 kWh/a dans le nord de la France.
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Orientation des panneaux solaires
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L'orientation des toits a un impact sur la production d'énergie solaire, en fonction de l'ensoleillement de la journée. Alors que les valeurs optimales sont obtenues avec une orientation sud, les résultats sont inférieurs d'environ 20 % pour les toits orientés vers l'est ou l'ouest. Les systèmes photovoltaïques orientés vers le nord sont encore moins performants.
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Inclinaison des panneaux solaires
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Les panneaux solaires produisent beaucoup d'électricité lorsqu'ils sont placés à un angle optimal par rapport aux rayons du soleil qui les frappent. Les meilleurs résultats sont obtenus avec une inclinaison de 30 à 40 degrés.
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Ombrage
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Les panneaux solaires ne produisent de grandes quantités d'électricité que lorsqu'ils sont exposés à une grande quantité de lumière. Les maisons, les arbres ou les montagnes qui projettent des ombres sur le toit sont donc un obstacle.
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Pollution
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Si les panneaux solaires sont recouverts d'une épaisse couche de saleté, la lumière du soleil atteint moins les cellules et le rendement diminue. Un nettoyage régulier permet de remédier à cette situation. La fréquence de ce nettoyage dépend de l'environnement de l'installation photovoltaïque.
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Alors que le soleil reste longtemps au-dessus de la maison en été, les journées sont courtes et maussades en hiver. Ces conditions influencent également le rendement de l’électricité solaire au cours de l’année. Ainsi, d’octobre à mars, les installations photovoltaïques ne gagnent qu’à peine 30 % du rendement annuel. Pendant le semestre d’été, elles en produisent environ 70%. Encore plus précis :
Un coup d’œil sur la répartition annuelle de l’électricité solaire le montre : Si vous souhaitez devenir indépendant, vous devez planifier votre installation de manière à ce qu’elle puisse produire suffisamment d’électricité, surtout durant l’hiver.
L’électricité solaire existe aussi sans soleil. Mieux, sans rayonnement solaire direct. Ainsi, par temps couvert, les modules peuvent produire en énergie électrique environ 0,5 fois la puissance nominale indiquée. Lors d’une journée d’hiver maussade et courte, cela représente donc environ 500 Wh (wattheures) ou 0,5 kWh par kWp. Il en va autrement de l’électricité solaire la nuit. Même si la pleine lune éclaire nos rues, cela suffit à peine à produire de l’électricité à partir des cellules photovoltaïques. Si les propriétaires ont besoin de beaucoup d’électricité solaire la nuit, ils peuvent couvrir leurs besoins avec un accumulateur. Celui-ci se charge pendant la journée et fournit ensuite l’énergie électrique en différé aux consommateurs du bâtiment.
En raison de la baisse des taux de rémunération et de la hausse des prix de l’énergie, de plus en plus de propriétaires souhaitent utiliser l’énergie solaire pour leur propre usage. Ils couvrent ainsi leur propre consommation et deviennent moins dépendants de la hausse des prix.
La quantité d’électricité solaire que les propriétaires peuvent utiliser eux-mêmes dépend de la configuration de l’installation, de leurs habitudes et des appareils ménagers. En général, on peut distinguer deux indicateurs : le taux d’autoconsommation et le taux d’autosuffisance.
Le tableau suivant explique ce qui les différencie.
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Quelle quantité d'électricité solaire puis-je produire moi-même ? de l'énergie solaire : Caractéristiques
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Explication
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Taux d'autoconsommation
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Le taux d'autoconsommation compare le rendement solaire à la quantité d'électricité solaire que les propriétaires utilisent eux-mêmes. Si une installation produit 3.000 kWh par an et que les propriétaires n'en consomment que 500 kWh, le taux d'autoconsommation est de 16%.
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Niveau d'autosuffisance du foyer
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Le degré d'autosuffisance compare la consommation totale d'électricité du ménage à la quantité d'électricité solaire qui la couvre. Si la consommation est de 3 000 kWh et que les propriétaires couvrent 1 000 kWh de cette consommation avec de l'électricité solaire, le degré d'autosuffisance est d'environ 33%.
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Pour que les consommateurs puissent utiliser l’énergie autoproduite dans leur propre maison, les systèmes d’énergie solaire l’injectent d’abord dans le réseau domestique. Ici, l’électricité solaire couvre la charge de base. Cela signifie que tous les appareils connectés en permanence au réseau tirent leur électricité du soleil. Si la demande diminue, le surplus d’électricité solaire est envoyé dans le réseau public. Des compteurs électriques spéciaux mesurent cela et permettent un décompte précis de la rémunération. Si l’électricité solaire n’est pas suffisante pour la consommation propre, l’énergie électrique est fournie par le réseau de distribution. Celle-ci est également mesurée par des compteurs afin de permettre une facturation correcte des coûts.
Comme l’électricité solaire est surtout disponible en abondance pendant la journée, les propriétaires devraient utiliser de nombreux appareils électriques à ce moment-là afin d’atteindre un taux d’autoconsommation élevé. Cela concerne entre autres les machines à laver ou les lave-vaisselle qui peuvent être mis en marche de manière programmée.
Si vous souhaitez consommer directement l’électricité solaire sans batterie ou stockage, vous atteignez généralement un taux d’autoconsommation d’environ 20 %. Avec une part de 80%, une grande partie de l’électricité est encore injectée dans le réseau public.
Le résultat est un peu meilleur avec l’utilisation de poêles à accumulation. Du moins lorsque ceux-ci peuvent être chargés pendant la journée. Mais comme le rendement d’une installation photovoltaïque est relativement faible en hiver, les ballons de nuit ont toujours besoin de l’énergie du réseau, en plus de l’énergie solaire. Celle-ci est coûteuse et peut entraîner des frais de chauffage élevés.
En théorie, cela fonctionne. Cependant, en raison des fluctuations quotidiennes et saisonnières de l’offre solaire, cela nécessiterait d’énormes installations solaires. Les coûts d’acquisition seraient énormes et la rentabilité diminue. Les résultats sont plus avantageux si l’on dispose de batteries de stockage d’électricité suffisamment importantes. Ceux-ci stockent le surplus d’électricité solaire jusqu’à ce que les besoins de la maison augmentent.
Si les consommateurs visent un taux d’autoconsommation élevé, ils doivent stocker l’énergie solaire. Cela est possible grâce à des accumulateurs qui absorbent l’énergie excédentaire pendant la journée, la stockent et la restituent en différé. Comme les installations ne stockent généralement l’énergie électrique que temporairement pendant la nuit, les experts parlent également de stockage à court terme. On distingue principalement les accumulateurs au plomb et les accumulateurs au lithium-ion. Le tableau suivant en donne un aperçu.
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Stockage de l'énergie solaire
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Les batteries au plomb
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Stockage au lithium-ion
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Description
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Les batteries de stockage sont utilisées, entre autres, comme batteries de démarrage dans les voitures. Ils sont utilisés depuis longtemps et ont fait leurs preuves. En raison de leur densité énergétique plus faible, elles sont grandes et lourdes.
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sont utilisés dans les smartphones, les tablettes et les ordinateurs portables. Ils sont petits et peuvent stocker plus d'énergie par rapport à leur masse que les accumulateurs au plomb.
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Cycles de recharge
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environ 3.000
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environ 7.000
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Cycles de décharge
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environ 80%
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jusqu'à 100%
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En outre, lorsqu’ils comparent les différents types de stockage d’énergie solaire, les propriétaires ne doivent pas se laisser induire en erreur par les coûts. Bien que les accumulateurs au lithium soient un peu plus chers, ils ont une durée de vie deux fois supérieure à celle des accumulateurs au plomb. Les consommateurs doivent les remplacer et en acheter de nouveaux plus souvent. La comparaison du coût par kilowattheure d’énergie stockée permet de se faire une idée plus précise de la situation. L’équation suivante permet de calculer ce ratio :
Si les consommateurs souhaitent se chauffer à l’électricité solaire, ils doivent disposer d’installations de grande taille ou d’un stockage à long terme de l’énergie électrique. C’est la seule façon de combler l’écart entre la diminution de l’offre et l’augmentation de la demande en hiver.
L’intérêt d’utiliser également le photovoltaïque pour le chauffage dépend de nombreux facteurs. Nous recommandons une consultation individuelle, sur la base de laquelle un expert peut établir une offre fiable d’électricité solaire. Les prix permettent de se prononcer sur la rentabilité.
Le tableau ci-dessous présente quelques possibilités :
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Utiliser l'énergie solaire pour le chauffage : Possibilités
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Fonctionnement
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L'énergie solaire, l'électrolyseur et la pile à combustible
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L'électricité solaire excédentaire peut être utilisée pour produire de l'hydrogène à partir de l'eau par électrolyse. L'hydrogène est ensuite stocké et utilisé en hiver pour produire de l'électricité et de la chaleur via une pile à combustible.
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Énergie solaire et pompe à chaleur
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Une pompe à chaleur permet d'utiliser la chaleur gratuite de l'environnement avec l'électricité solaire pour le chauffage. Contrairement à un chauffage purement électrique, les pompes à chaleur n'utilisent qu'un tiers environ de l'énergie électrique, ce qui rend cette combinaison particulièrement intéressante.
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Énergie solaire et chauffage électrique
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Un chauffage électrique transforme l'énergie solaire en énergie thermique. Il peut s'agir d'un chauffage à accumulation ou d'un chauffage à infrarouge. Ces derniers chauffent la pièce par rayonnement, ce qui réduit la consommation d'électricité. Néanmoins, si vous souhaitez vous chauffer uniquement avec un chauffage électrique et de l'électricité solaire, vous devez disposer d'installations de grande taille.
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Énergie solaire pour le chauffage d'appoint
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Si le système de chauffage central dispose d'un réservoir de stockage, les propriétaires peuvent utiliser l'énergie solaire pour soutenir le chauffage. L'électricité solaire excédentaire passe par un thermoplongeur électrique. Celui-ci réchauffe le ballon, qui peut conserver l'énergie thermique pendant une période prolongée.
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Énergie solaire pour l'eau chaude
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Si les consommateurs souhaitent utiliser l'électricité solaire pour produire de l'eau chaude, ils peuvent l'utiliser pour les chauffe-eau instantanés ou les petits réservoirs. Ils peuvent également utiliser l'énergie solaire et un thermoplongeur pour chauffer un ballon d'eau chaude. Cette solution est avantageuse en été, car l'énergie solaire est alors disponible en surplus.
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