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Installer un système photovoltaïque chez soi, étape 2 : où et comment ?

Sur le toit, la façade ou sur le sol ? Avec ou sans « tracker » ? On vous aide à choisir, et à évaluer vos besoins.

Installer un système photovoltaïque chez soi, étape 2 : où et comment ?
© Peter Blanchard, CC

Où poser les panneaux ?

Il existe diverses possibilités d’installation d’un champ photovoltaïque : la manière la plus fréquente est de fixer les panneaux sur le toit à un angle fixe (souvent, à plat sur le toit, donc à un angle déterminé par l’angle du toit), mais il est aussi possible de les poser au sol - sur un cadre fixe ou sur un socle muni d’un pointeur solaire (tracker) à deux axes pour optimiser la quantité d’énergie reçue. Une augmentation de la puissance de l’ordre de 25 à 30% est atteignable au prix d’une plus grande complexité et de problèmes d’entretien accrus.

Enfin, une autre possibilité consiste à incorporer les panneaux à même le bâtiment, sur une façade par exemple. La plupart des installations sur le toit sont montées sur des cadres d’aluminium. À moins de besoins spéciaux (ex. besoin d’énergie électrique seulement le matin), ils doivent être installés face au sud, sur une surface bien éclairée (sans ombrage) et parallèles au toit, en prenant soin de laisser un espace d’air de 7 à 10 cm afin d’aérer les panneaux et abaisser leur température. Une température élevée affecte négativement la performance des cellules photovoltaïques, et c’est pourquoi le maximum de production électrique se produit par une journée hivernale bien ensoleillée, surtout lorsque le sol est couvert de neige et que quelques petits nuages dans le ciel réfléchissent davantage de lumière sur l’installation photovoltaïque.

Malgré la grande popularité des installations sur le toit, une installation au sol a l’avantage de ne pas obliger l’enlèvement des modules lorsque le toit doit être réparé.

Dans tous les cas, il faut veiller à ce que les structures et les arbres environnants ne portent ombrage à aucun panneau, faute de quoi le rendement du système pourrait diminuer dramatiquement. Vérifiez l’accès sans embûche à la lumière solaire de l’est, du sud et de l’ouest.

L’intégration des champs PV aux éléments d’un bâtiment (tuiles, auvent, vitrage) permet de rendre un immeuble producteur d’énergie en toute discrétion, bien que la majorité des propriétaires souhaitent que leurs exploits technologiques soient rendus visibles et publics. À noter que le vitrage photovoltaïque se pointe à l’horizon et sera possiblement la voie privilégiée pour la production énergétique d’un bâtiment au cours des prochaines années.

Pointeur ou tracker solaires : trop chers !

Un pointeur solaire (communément appelé tracker) permet une augmentation du rendement de 25 à 30% … mais cela vaut-il le coût ? Pas nécessairement !

Pour une installation typique de 10 kWc, le coût d’un pointeur rajoute 26 000$ à la facture de l’installation. Plutôt que d’augmenter le rendement, si on ajoutait le 30% d’énergie déficitaire en modules PV additionnels, soit 3 kWc, le coût supplémentaire au taux de 4$/Wc installé serait de seulement 12 000$. Ainsi, pour la même puissance, la seconde option permet une économie minimale de 14 000$, sans compter que le pointeur est un système mécanique complexe qui exigera un entretien régulier.

Le pointeur solaire est donc un « must » lorsque l’espace disponible est une contrainte. Sinon, optez plutôt pour une plus grande surface de panneaux. Vous n’y verrez que du feu en termes d’approvisionnement en énergie, les soucis en moins !

La figure qui suit résume les étapes de conception de votre système. Utilisez-la !

Pour faciliter l’analyse détaillée de votre installation photovoltaïque, on vous propose la méthodologie décrite ci-dessous afin de faciliter les calculs et rendre plus simple la procédure.

Étapes de conception d’une installation branchée au réseau
Étapes de conception d’une installation branchée au réseau. Sebastian Carranza pour Écohabitation.

Les préalables à l’installation…

Si vous effectuez vous-même votre installation, en tout ou partie…

  • Condos Abondance-le Soleil à Montréal (maisons EQuilibrium, SCHL)
    Condos Abondance-le Soleil à Montréal (maisons EQuilibrium, SCHL). Société canadienne d'hypothèques et de logement (SCHL). Le nom de « maison EQuilibrium » correspond à une des propositions gagnantes de l’Initiative de démonstration de maisons durables EQuilibriumMC de la Société canadienne d'hypothèques et de logement (SCHL).

    Vous devez vous assurer que l’installation électrique suit les standards et respecte les normes pertinentes ;

  • Des fusibles doivent protéger le système en cas de courts circuits du câblage ou des appareils approvisionnés ;
  • Le système doit être mis à la terre et protégé contre la foudre ;
  • Il doit y avoir des interrupteurs entre les composantes du système qui nécessitent d’être isolées à un moment ou un autre (Ressources naturelles Canada, 2003).

Condos Abondance-le Soleil à Montréal (maisons EQuilibrium, SCHL). Société canadienne d'hypothèques et de logement (SCHL). Le nom de « maison EQuilibrium » correspond à une des propositions gagnantes de l’Initiative de démonstration de maisons durables EQuilibriumMC de la Société canadienne d'hypothèques et de logement (SCHL).

L’influence de la température

Les systèmes photovoltaïques sont sensibles à la température et c’est une condition à considérer au moment d’effectuer votre installation. Sous des conditions de chaleur extrême, le système peut être affecté par un phénomène de dispersion thermique où la performance des panneaux diminue. Vous devez vérifier les caractéristiques des panneaux avant l’achat. Les coefficients à évaluer par rapport à la température sont

  • Le pourcentage de pertes en puissance par degré Celsius (% W/°C) ;
  • Le pourcentage de variation de courant par degré Celsius (%Isc /°C) ; et
  • Le pourcentage de pertes de tension par degré Celsius (%Voc /°C).

Pour fins de comparaison, les panneaux photovoltaïques sont testés à 25°C. Avec l’augmentation de la température, le courant augmente très peu tandis que la tension diminue.

Une fois votre système dimensionné, il faut commencer la recherche des composants requis pour votre dispositif photovoltaïque. On vous suggère de consulter un document élaboré par Ressources naturelles Canada et qui vous éclairera dans votre processus d’achat : Les systèmes photovoltaïques : Guide de l’acheteur

Les critères de sélection des panneaux

On vous propose une méthodologie pour faciliter le choix des équipements. Vous devez choisir la technologie la plus adaptée à vos besoins possédant un bon rapport prix/rendement (tout en considérant vos critères financiers).

  1. La tolérance de pertes garantie devrait être comprise entre 3 % et 5 % ;
  2. La garantie de perte de puissance dans le temps devrait être comprise entre 2 % et 3 % pour la première année, et après entre 0,5 % et 0,7 % par année jusqu’à une diminution de 13 % à 20 % pour toute la durée de vie des panneaux ;
  3. Les pertes liées à l’influence de la température ne doivent pas être supérieures à 2 mV/°C. Vous devriez considérer une durée de vie minimale de 25 ans.

Afin de faciliter le choix des panneaux, on vous propose de remplir le tableau présenté ci-après. Vous pouvez entrer les caractéristiques principales de différents modèles et prendre une décision selon votre analyse.

Modèle

Fabricant

Puissance

Prix

Température

Surface

Rendement

Coefficient de température (%/°C)

Wc

$CAD

$/kW

°C

m2

%

Puissance

Courant Icc

Tension Vco

Modèle A

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Modèle B

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Certification LEED et photovoltaïque

L’ajout de PV est-il une stratégie intéressante en vue de l’obtention de points LEED pour une certification ?

La réponse est brève : c’est non ! S’il est possible d’obtenir un bon nombre de points LEED en incorporant du PV à une résidence, ces points sont payés très chers et il vaudrait mieux penser d’abord à d’autres stratégies de réduction de la consommation énergétique : augmentation de l’isolation et de l’étanchéité, ajout de fenêtres de haute performance et positionnées de manière à laisser entrer davantage d’énergie solaire qu’elles ne laissent échapper la chaleur interne, choix de systèmes mécaniques d’une grande efficacité (thermopompes, géothermie, etc.), éclairage et électroménagers ultra efficaces (DEL, fluocompactes, électroménagers Energy Star, …) Tant que les systèmes photovoltaïques demeureront onéreux, ce n’est qu’en tout dernier lieu, lorsque toutes les autres options auront été épuisées, que l’installation de panneaux PV devrait être considéré.

 

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