Les différentes sources de perte dans une installation photovoltaïque autonome

De Arebor-Energie.

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Réduire les pertes d'énergie permet de véritables économies d'argent, et permet également de profiter au maximum de son installation et de son potentiel. Il est possible d'optimiser toutes les étapes de la production d'énergie pour en tirer le meilleur.

Au niveau de sa propre consommation :

Certains modes de consommation permettent de réduire les pertes dans le système photovoltaïque. Sans parler de réduire sa consommation (qui reste la priorité numéro 1), il s'agit avant tout d'essayer de respecter quelques petites règles assez simples mais efficaces. Par exemple, pour réduire l'intensité qui circule dans les câbles électrique et par conséquent réduire les pertes par effet joule, il faut éviter d'utiliser tous ses appareils en même temps. Si on est sûr de pouvoir respecter cette règle, il est même possible de réduire le coût de l'installation car des éléments comme l'onduleur notamment pourront être choisis avec une capacité plus faible. Dans la mesure du possible, il faut également faire en sorte que votre consommation coïncide avec votre production d'énergie. Ainsi, l'électricité produite ne sera pas stockée dans les batteries mais directement utilisée. Les batteries ont en effet un rendement qui n'est pas de 100%. Si on évite de les utiliser, on peut envisager une économie de 5 à 10% d'énergie.

Au niveau du module :

Que les modules aient une bonne orientation et une bonne inclinaison est indispensable pour produire le maximum d'énergie. Le but étant toujours de les placer de façon à ce qu'ils soient au maximum perpendiculaires aux rayons du soleil. Lorsqu'ils sont sur un support fixe, l'idéal en France pour que la production soit maximum sur toute l'année est de les placer à 30° par rapport à l'horizontal, et plein sud. Pour une production qui doit être la plus régulière possible sur l'année (c'est le cas des installations photovoltaïques autonomes), il faut optimiser la production en hiver en plaçant les modules à 60° par rapport à l'horizontal. Dans tous les cas, le meilleur moyen de produire le plus possible est de placer ses modules sur un tracker, c'est à dire un support motorisé qui suivra la course du soleil tout au long de la journée. Dernier point à prendre en compte pour réduire les pertes : la température. Plus le module est chaud, plus la tension qu'il délivre est faible. Dans la mesure du possible, il faut donc veiller à ce que sa face arrière soit bien ventilé, d'autant qu'une surface sombre comme celle d'un module peu chauffer très vite au soleil...

Au niveau du régulateur :

Le régulateur de charge ne provoque pas vraiment de pertes dans le système, mais il existe plusieurs technologies dont une en particulier permet d'augmenter fortement la production d'énergie : celle des régulateurs MPPT ("Maximum Power Point Tracker" ou "suiveur de point de puissance maximum"). Pour faire simple, les batteries présentes dans une installation ont une tension d'entrée de 12Vdc, alors que les modules ont en général une tension de sortie de 17Vdc voir plus. Sans régulateur MPPT, cette différence (17 - 12 = 5V) est perdue. En revanche, avec un régulateur MPPT, la différence de tension est "convertie" en intensité. On peut donc en théorie produire environ 40% d'énergie supplémentaire.

Consulter l'article Le régulateur de type MPPT

Au niveau des batteries :

Les batteries sont essentielles au fonctionnement d'une installation autonome, mais elles n'ont pas que des qualités. Elles possèdent, comme nous l'avons dit, un rendement qui n'est pas de 100%. C'est à dire que lorsque l'énergie électrique est transformée en énergie chimique (indispensable au stockage), une partie se transforme en chaleur qui est perdue. Elles possèdent également un taux d'auto-décharge, qui signifie que même sans être utilisées, les batteries se videront petit à petit. Pour ces raisons, il est préférable de favoriser au maximum une utilisation directe de l'énergie produite par les modules. Dans le cas contraire, la seule façon de limiter les pertes est de choisir une marque de batterie ayant un bon rendement, de les installer dans un endroit frais (une température élevée favorise l'autodécharge), et si possible de les renouveler avant qu'elles ne soient trop usées (le rendement chute avec les années).

Au niveau de l'onduleur :

L'onduleur permet de convertir le courant continu des modules et des batteries en courant alternatif. Sa présence est donc indispensable pour faire fonctionner la plupart de nos appareils du quotidien. Cependant, la transformation du courant engendre des pertes (de l'ordre de 5 à 20% pour les appareils les moins performant). Pour éviter cela, il faut donc privilégier les appareils fonctionnant en courant continu, et les alimenter directement depuis les batteries ou les modules. Quand la situation ne le permet pas, il faut prendre soin de choisir un onduleur avec un bon rendement.

Au niveau des câbles :

Les câbles électriques doivent être correctement dimensionnés, de la même manière que tout les autres éléments d'une installation photovoltaïque autonome. En effet, la section du câble dépend directement de l'intensité du courant susceptible de le traverser. Si la section est trop petite, les pertes peuvent devenir importantes, voir dangereuses. Il faut donc prendre des câbles suffisamment larges, réduire les distances au maximum entre chaque appareil, favoriser le courant alternatif dont la tension est plus élevée (et par conséquent l'intensité plus réduite à puissance équivalente), et essayer dans la mesure du possible d'avoir une consommation "intelligente", c'est à dire en corrélation avec la source d'énergie que l'on a choisie : le soleil.

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