Une cellule photovoltaïque

C'est un composant électronique qui, exposé à la lumière (photons), génère une tension électrique (volt) suivant l'effet photovoltaïque.

Le courant obtenu est continu (DC). La tension obtenue est de l'ordre de 0,5 V par cellule.
Les cellules photovoltaïques sont constituées de semi-conducteurs à base de silicium (Si). Elles se présentent sous la forme de deux fines plaques en contact étroit.
Ce semi-conducteur est pris en sandwich entre deux électrodes métalliques et le tout est protégé par une vitre.

Un panneau photovoltaïque est un assemblage de plusieurs cellules (56, 60, 72, 96...).

Les panneaux solaires

Un panneau solaire photovoltaïque ou panneau PV est constitué d'un ensemble de cellules photovoltaïques reliées entre elles électriquement. Il est généralement noir (cellules monocristallines) ou bleu foncé (cellules polycristallines).

La puissance crête (Wc) d'un panneau photovoltaïque a été inventée pour pouvoir comparer les différentes technologies et type de panneaux photovoltaïques. La puissance crête se définie par la puissance électrique mesurée aux bornes du panneau PV dans les conditions d'ensoleillement standard dites STC (1000W/m², spectre AM 1.5, température de cellules à 25°C).
La puissance des panneaux est généralement de 460 à 515 Wc (data avril 2026).
On en déduit alors les rendements qui se situent entre 10% et 20%.
Un panneau photovoltaïque ne génère aucun déchet en fonctionnement, son coût de démantèlement est très faible et ses coûts d'exploitation sont quasi nuls. Sa durée de vie est supérieure à 50 ans.

Caractéristiques d'un panneau PV :

• Puissance crête (Wc) : C'est le nombre de Watt que le panneau produit dans les conditions normalisées (1000W/m² de lumière à 25° à une pression atmosphérique etc. Fonction du rendement et de la taille.
• Rendement : Exprimé en général en % (de l'énergie reçue dans des conditions standards de 1Kw/m2 à 25°C). Plus le chiffre est haut et plus la "cellule" est efficace. En général, le prix du panneau est fonction de ce rendement.
• Taille : Autrement dit ces dimensions, permettant ainsi de calculer le nombre de m2 qu'il occupe.

La Protection DC (Courant Continu)

La protection DC est indispensable entre les panneaux photovoltaïques et l’onduleur (ou régulateur). Elle garantit la sécurité de l’installation en courant continu, où circulent des tensions élevées générées par les modules PV. Cette protection inclut des dispositifs tels que fusibles, interrupteurs-sectionneurs et parafoudres conçus spécifiquement pour le courant continu. Ceci permet de prévenir les surintensités, les courts-circuits et les arcs électriques. Son rôle est essentiel pour protéger les câbles, l’onduleur et les panneaux contre les défauts électriques et assurer une exploitation sûre et conforme aux normes.

L’onduleur

C'est un appareil électrique qui transforme le courant continu provenant des panneaux PV, en courant alternatif 230V/50Hz ou triphasé correspondant au réseau électrique.
Du fait de sa relation directe avec le réseau, il doit répondre à des impératifs concernant la qualité du courant généré (tension, fréquence, phase), la sécurité et la fiabilité.

En 2026 les onduleurs sont de plus en plus hybrides. Ils deviennent le ''cerveau'' de l'installation photovoltaïque. Ils assurent maintenant les fonctions suivantes :

• Conversion du DC en AC
• Gestion de la charge/décharge d'un système de stockage,
• Eventuellement Pilotage de charge pour optimisation du surplus (pilotage de l'Eau Chaude Sanitaire ou autres consommateurs).
• Fonctionnement éventuel en mode secours (backup) en cas de coupure du réseau électrique

Caractéristiques principales :

• Adapté à la puissance de l'installation
• Rendement >90% à 10% de la charge nominale
• Rendement maxi le plus proche de 100%
• Paramètres internes réglables
• Protection contre les surtensions réseau (foudre)

La Batterie (Stockage d’Énergie)

La batterie est un composant clé des installations photovoltaïques avec stockage. Elle permet de stocker l’énergie électrique produite en surplus la journée pour une utilisation ultérieure, notamment en l’absence d’ensoleillement (nuits, jours couverts…). Ce stockage augmente l’autoconsommation et l’autonomie énergétique de l’installation. Les batteries sont dimensionnées selon la capacité souhaitée (en kWh) et doivent bien entendu être compatibles avec la tension et le courant du système. En 2026 nous utilisons des batteries au lithium-ion de type Lithium Fer Phosphate (LFP) de dernière génération.

La protection électrique

Le câblage électrique entre l'onduleur et le coffret doit être réalisé suivant les préconisations du guide pratique UTE C 15-712-1 Installations photovoltaïques.
On veillera notamment à installer les différents appareils et dispositifs nécessaires à la protection contre les chocs électriques, les surtensions et les surintensités si nécessaires :

• Disjoncteurs
• Disjoncteurs différentiels
• Parafoudres

Le TGBT – Tableau Général Basse Tension

Le TGBT (Tableau Général Basse Tension) ou ''tableau électrique'' est le point central de distribution et de protection de l’énergie électrique d’un site. Dans une installation photovoltaïque, il reçoit l’énergie produite par l’onduleur (courant alternatif) et la répartit vers les différents usages du bâtiment ou vers le réseau public.
Il intègre l’ensemble des protections électriques principales (disjoncteurs, protections différentielles, sectionnement général) et permet de sécuriser l’installation contre les surcharges, courts-circuits et défauts d’isolement. Le TGBT assure ainsi la gestion, la sécurité et la continuité d’alimentation de l’ensemble des équipements électriques.

Le Comptage de la Production ou de la consommation

C'est le compteur (type Linky ou industriel) fourni par le gestionnaire du réseau qui permet de compter ''officiellement'' l'électricité injectée en surplus ou en totalité sur le réseau électrique.

- Cas de la vente de l'autoconsommation et de la vente du surplus : dans ce cas l'installation PV est connectée dans le tableau électrique (TGBT) du site. C'est le compteur type Linky ou industriel qui sait compter dans les 2 sens (production et consommation) qui donnera le surplus injecté sur le réseau.

- Cas de la vente de la Totalité : ici le compteur de production est installé par le gestionnaire du réseau (Enedis ou la régie d'électricité) en parallèle du compteur de consommation. Le raccordement électrique comprend aussi un disjoncteur différentiel qui représente la limite Privé/Public.

A savoir : Les onduleurs intègrent aussi un système de comptage. Attention : C'est le compteur du gestionnaire du réseau (Enedis par ex) qui fait foi pour la facturation, ce dernier étant homologué pour le comptage.

Ensoleillement d'un lieu

L'irradiation annuelle est la quantité d'énergie solaire moyenne reçue par une surface en un an. Elle s'exprime en kWh / m² / an.

Elle dépend :

• du lieux (Plus le lieu est au nord et moins l'énergie solaire reçu par la terre est importante)
• de l'inclinaison de la surface recevant les rayonnements solaires
• de l'orientation de la surface.

Par exemple sur une surface horizontale la terre reçoit en moyenne annuelle à :

• Dunkerque 1011 kWh/m²/an
• Voiron 1318 kWh/m²/an
• Aix en Provence 1533 kWh/m²/an
• Sud de l'Espagne 1700 kWh/m²/an

Relation entre Irradiation d'un lieu, son inclinaison et son orientation

Une installation PV n'est qu'exceptionnellement exactement face au plein soleil puisque :

• La terre tourne sans arrêt et que l'inclinaison du soleil par rapport au panneau évolue en permanence.
• Au cours d'une journée sans nuage la production électrique du panneau varie également en permanence en fonction de la position du soleil et n'est jamais à son maximum sauf au bref passage du plein midi.
• La production d'un panneau est aussi fonction de la température (plus il fait chaud et plus la production diminue).
• Par temps couvert et en l'absence de soleil, la luminosité ambiante, alors que le soleil est caché, permet quand même une petite production électrique,

Masques et ombrages

Les arbres, bâtiments, montagnes... peuvent arriver à masquer une installation PV de la lumière directe du soleil à certaines saisons et certaines heures de la journée. Ils sont alors appelés masques.
Lorsqu'un projet PV présente des masques, des ombrages vont être générées sur les panneaux PV. Celles-ci vont réduire la production électrique du système PV.
Il est donc très important de simuler ceux-ci afin d'obtenir une estimation de production électrique la plus juste possible.
ATTENTION : Un masque mal placé (ex : cheminée ou arbres en plein Sud) peut arriver à réduire la production dans des proportion importantes.

Simulation de production et autoconsommation

LUMENSOL utilise le logiciel PVSol 2026 afin de simuler :

• La production d'électricité photovoltaïque
• Le taux d'autoconsommation de cette électricité
• Le taux d'indépendance par rapport au réseau électrique.

En fonction des paramètres :

• panneaux PV
• onduleur
• câblage électrique
• lieux et paramètres météorologiques
• inclinaison
• orientation
• masques
• Quantité de stockage
• Consommation actuelle du site