Bases de conception de systèmes solaires photovoltaïques

Les modules solaires photovoltaïques sont l'endroit où l'électricité est produite, mais ne constituent qu'un des nombreux éléments d'un système photovoltaïque (PV) complet . Pour que l’électricité produite soit utile dans une maison ou une entreprise, un certain nombre d’autres technologies doivent être en place.

STRUCTURES DE MONTAGE 

Les générateurs photovoltaïques doivent être montés sur une structure stable et durable capable de supporter le générateur et de résister au vent, à la pluie, à la grêle et à la corrosion pendant des décennies. Ces structures inclinent le générateur photovoltaïque selon un angle fixe déterminé par la latitude locale, l'orientation de la structure et les exigences de charge électrique. Pour obtenir la production énergétique annuelle la plus élevée, les modules de l’hémisphère nord sont orientés plein sud et inclinés selon un angle égal à la latitude locale. Le montage en rack est actuellement la méthode la plus courante car il est robuste, polyvalent et facile à construire et à installer. Des méthodes plus sophistiquées et moins coûteuses continuent d'être développées.

Pour les panneaux photovoltaïques montés au sol, les mécanismes de suivi déplacent automatiquement les panneaux pour suivre le soleil dans le ciel, ce qui fournit plus d'énergie et un retour sur investissement plus élevé. Les trackers à un axe sont généralement conçus pour suivre le soleil d’est en ouest. Les trackers à deux axes permettent aux modules de rester pointés directement vers le soleil tout au long de la journée. Naturellement, le suivi implique des coûts initiaux plus élevés et les systèmes sophistiqués sont plus coûteux et nécessitent plus de maintenance. À mesure que les systèmes se sont améliorés, l’analyse coûts-avantages privilégie de plus en plus le suivi des systèmes montés au sol. 

PV INTÉGRÉ AU BÂTIMENT

Si la plupart des modules solaires sont placés dans des structures de montage dédiées, ils peuvent également être intégrés directement dans les matériaux de construction comme la toiture, les fenêtres ou les façades. Ces systèmes sont connus sous le nom de PV intégré au bâtiment (BIPV). L'intégration de l'énergie solaire dans les bâtiments pourrait améliorer l'efficacité des matériaux et de la chaîne d'approvisionnement en combinant des pièces redondantes et réduire le coût du système en utilisant les systèmes de construction et les structures de support existants. Les systèmes BIPV pourraient fournir de l'énergie pour les applications à courant continu (CC) dans les bâtiments, comme l'éclairage LED, les ordinateurs, les capteurs et les moteurs, et prendre en charge des applications de bâtiment efficaces intégrées au réseau, comme la recharge des véhicules électriques. Les systèmes BIPV se heurtent encore à des obstacles techniques et commerciaux pour une utilisation généralisée, mais leur valeur unique en fait une alternative prometteuse aux structures de montage et aux matériaux de construction traditionnels.

ONDULEURS 

Les onduleurs sont utilisés pour convertir l'électricité en courant continu (CC) générée par les modules solaires photovoltaïques en électricité à courant alternatif (AC), qui est utilisée pour le transport local de l'électricité, ainsi que pour la plupart des appareils électroménagers de nos maisons. Les systèmes photovoltaïques disposent soit d'un onduleur qui convertit l'électricité générée par tous les modules, soit de micro-onduleurs connectés à chaque module individuel. Un seul onduleur est généralement moins cher et peut être plus facilement refroidi et entretenu en cas de besoin. Le micro-onduleur permet un fonctionnement indépendant de chaque panneau, ce qui est utile si certains modules peuvent être ombragés par exemple. Il est prévu que les onduleurs devront être remplacés au moins une fois au cours des 25 ans de durée de vie d'un générateur photovoltaïque.

Les onduleurs avancés, ou « onduleurs intelligents », permettent une communication bidirectionnelle entre l'onduleur et le service public d'électricité. Cela peut aider à équilibrer l'offre et la demande soit automatiquement, soit via une communication à distance avec les opérateurs du service public. le contrôle de l’offre et de la demande leur permet de réduire les coûts, d’assurer la stabilité du réseau et de réduire la probabilité de pannes de courant.

STOCKAGE

Les batteries permettent de stocker l'énergie solaire photovoltaïque , afin que nous puissions l'utiliser pour alimenter nos maisons la nuit ou lorsque les éléments météorologiques empêchent la lumière du soleil d'atteindre les panneaux photovoltaïques. Non seulement elles peuvent être utilisées dans les maisons, mais les batteries jouent un rôle de plus en plus important pour les services publics. À mesure que les clients réinjectent de l’énergie solaire dans le réseau, les batteries peuvent la stocker afin de pouvoir la restituer aux clients ultérieurement. L'utilisation accrue des batteries contribuera à moderniser et à stabiliser le réseau électrique de notre pays.