Lexique photovoltaïque : le dictionnaire pour tout comprendre sur l'énergie solaire

Bienvenue dans le monde de l'énergie photovoltaïque

Dans ce lexique photovoltaïque, vous trouverez des explications claires, précises et accessibles des termes techniques utilisés dans le domaine de l’énergie solaire.

Des unités de mesure aux concepts généraux, en passant par les compostants de votre centrale solaire, chaque terme est expliqué pour vous aider à comprendre le fonctionnement d’un système solaire, son efficacité, et les paramètres qui influencent la production d’électricité. 

📐 Les unités de mesure et les paramètres clés

Kilowatt-crête (kWc)

Le kilowatt-crête (kWc) est l’unité de puissance nominale d’un panneau solaire. Elle est mesurée sous des conditions standards d’essai (ou STC) : un ensoleillement de
1 000 W/m² à une température de 25 °C. Le kilowatt-crête sert à comparer et dimensionner les installations photovoltaïques.

Kilowattheure (kWh)

Le kilowattheure est l’unité d’énergie couramment utilisée pour facturer la consommation d’électricité : 1 kWh correspond à la consommation de 1 000 watts pendant une heure.

Irradiation solaire (kWh/m²)

C’est la puissance instantanée du soleil qui frappe vos panneaux. Elle est cruciale pour les techniciens et les systèmes électroniques (comme l’onduleur) qui doivent s’adapter en temps réel pour optimiser la production.

🔑 Les composants clés de votre installation solaire

Cellule photovoltaïque

La cellule photovoltaïque est l’élément fondamental d’un panneau solaire. C’est une petite « puce » en matériau semi-conducteur (généralement du silicium) qui convertit la lumière du soleil en électricité grâce à l’effet photovoltaïque.

Panneau photovoltaïque (ou panneau solaire)

Le panneau photovoltaïque (ou panneau solaire) est un assemblage de plusieurs cellules photovoltaïques encapsulées et protégées par une structure en verre et en aluminium. Il convertit l’énergie du soleil en électricité utilisable.

Onduleur solaire

L’onduleur est l’appareil qui transforme le courant continu (DC) généré par les panneaux solaires en courant alternatif (AC) compatible avec le réseau électrique domestique ou professionnel.
Il assure également le suivi de la production et la sécurité du système.

Micro-onduleur

Le micro-onduleur est un petit onduleur individuel qui est installé directement à l’arrière de chaque panneau solaire.
Contrairement à un onduleur de chaîne classique (un seul boîtier pour toute l’installation), le micro-onduleur convertit le courant continu (DC) en courant alternatif (AC) au niveau de chaque panneau. Chaque panneau devient ainsi une unité de production indépendante.

Système de gestion de l’énergie (Energy Management System, EMS)

Un Système de Gestion de l’Énergie (Energy Management System, EMS) est le cerveau intelligent de votre installation électrique, surtout si elle inclut des panneaux solaires et une batterie. C’est un dispositif matériel et logiciel qui supervise et optimise en temps réel tous les flux d’énergie de la maison.

L’objectif principal d’un EMS est de maximiser votre autoconsommation (l’utilisation de votre propre énergie solaire) et de minimiser votre dépendance au réseau.
Il vous permet ainsi de réaliser des économies significatives sur votre facture d’électricité en utilisant votre énergie de la manière la plus efficace possible.

Batterie physique

Une batterie physique (ou batterie domestique) est un équipement de stockage que vous installez physiquement chez vous, généralement à côté de votre onduleur solaire.
Sa fonction principale est d’emmagasiner le surplus d’électricité produit par vos panneaux solaires pendant les heures d’ensoleillement, lorsque votre production dépasse la consommation de votre maison.

Batterie virtuelle

La batterie virtuelle n’est pas un objet physique, mais un service proposé par certains fournisseurs d’énergie. Elle vous permet de stocker de manière dématérialisée le surplus d’électricité produit par vos panneaux solaires.

Imaginez le réseau électrique comme un « compte épargne » pour votre électricité. Lorsque vos panneaux produisent plus que vous ne consommez, le surplus est injecté et comptabilisé par votre fournisseur. Plus tard, quand vous avez besoin d’électricité (le soir, la nuit), vous la puisez sur le réseau, et cette consommation est déduite de votre « stock » virtuel.

⚡ Les concepts fondamentaux de la production d'électricité

Rendement

Le rendement en photovoltaïque désigne le pourcentage d’énergie solaire incidente (irradiation) que les panneaux convertissent en électricité utilisable. C’est une mesure d’efficacité : par exemple, un rendement de 20 % signifie que 20 % de l’énergie du soleil est transformée en courant électrique, le reste étant perdu sous forme de chaleur ou de réflexion.

Autoconsommation

L’autoconsommation désigne l’utilisation directe de l’électricité produite par vos panneaux photovoltaïques pour alimenter vos propres besoins domestiques ou professionnels, plutôt que de la revendre intégralement au réseau électrique.

Revente du surplus

La revente du surplus (ou vente de l’excédent) consiste à injecter et vendre l’électricité produite en excès par vos panneaux photovoltaïques dans le réseau électrique public, au lieu de la stocker ou de la perdre.

Revente totale

La revente totale est un modèle économique où l’intégralité de l’électricité produite par vos panneaux solaires est vendue et injectée sur le réseau public. Vous ne consommez donc rien de votre propre production. Ce modèle était très populaire par le passé, car les tarifs de rachat garantis par l’État étaient très élevés, assurant une forte rentabilité et un revenu stable sur 20 ans.

Aujourd’hui, avec la baisse significative de ces tarifs d’achat et la hausse du prix de l’électricité que vous achetez, la revente totale est devenue beaucoup plus rare pour les nouvelles installations résidentielles. Le modèle de l’autoconsommation avec revente du surplus est désormais presque toujours plus avantageux financièrement.

⚙️ Pour aller plus loin : les termes techniques avancés

MPPT (Maximum Power Point Tracking)

Le MPPT, ou suivi du point de puissance maximale, est une fonction des onduleurs ou des régulateurs qui ajuste en continu la tension et le courant des panneaux pour maximiser la puissance électrique extraite, quelles que soient les conditions d’ensoleillement. il calcule constamment le « point idéal » de production et l’ajuste automatiquement. Cela peut améliorer le rendement de votre installation par rapport à des systèmes plus anciens.

Albédo

L’albédo est un coefficient qui mesure la capacité d’une surface à réfléchir le rayonnement solaire, exprimé en pourcentage (%). Il indique combien de lumière est renvoyée vers le ciel (albédo élevé) ou absorbée (albédo faible). Par exemple, la neige ou le sable blanc a un albédo de 80-90 %, tandis que celui de l’herbe ou de l’asphalte est de 10-20 %.

Dans les installations avec panneaux bifaciaux, un sol à haut albédo (ex. : gravier blanc) augmente l’irradiation sur la face arrière, boostant la production de 10-30 %. Cela optimise le rendement sans coût supplémentaire. Pour les panneaux standards, un albédo élevé peut causer de la surchauffe, réduisant l’efficacité.

Panneau solaire bifacial

Le panneau solaire bifacial est un type de panneau photovoltaïque avancé qui capture l’énergie solaire des deux côtés : la face avant exposée au soleil direct, et la face arrière qui profite de la lumière réfléchie par le sol, la neige, l’eau ou les murs environnants.

Contrairement aux panneaux standards (unifaciaux), les bifaciaux utilisent des cellules semi-transparentes ou un encadrement spécial permettant à la lumière de traverser et d’être convertie à l’arrière. Cela génère jusqu’à 30 % d’énergie supplémentaire, selon l’albédo.

Technologie TOPCon

TOPCon (Tunnel Oxide Passivated Contact) est une technologie de pointe pour les cellules photovoltaïques. Son innovation principale consiste à ajouter une couche d’oxyde ultra-fine à l’arrière de la cellule, agissant comme une barrière qui réduit considérablement les pertes d’énergie. En d’autres termes, elle permet de capturer et de convertir plus efficacement la lumière du soleil en électricité.

Ces principaux avantages sont :

  • Un rendement supérieur : Pour une même surface, un panneau TOPCon produit plus d’électricité qu’un panneau d’ancienne génération.
  • Une meilleure production par faible luminosité : Il est plus performant tôt le matin, en fin de journée ou par temps nuageux.
  • Une plus grande durabilité : Il subit une dégradation de performance plus faible au fil des ans.

Effet photovoltaïque

Phénomène physique où la lumière du soleil excite les électrons dans un matériau semi-conducteur (comme le silicium), créant un courant électrique.
C’est le principe de base de tous les panneaux solaires, découvert en 1839.

Effet de température

Contrairement à une idée reçue, la chaleur est l’ennemie du rendement d’un panneau solaire. L’effet de température désigne alors la perte de performance d’un panneau lorsque sa température de fonctionnement augmente.
En moyenne, un panneau perd environ 0,3 % à 0,4 % de sa puissance pour chaque degré Celsius au-dessus de 25°C.

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