Solar-ABC

Absorption

L’absorption de lumière désigne l’interaction avec la matière au cours de laquelle le rayonnement est absorbé par cette dernière et produit des effets thermiques, électriques et chimiques. Lorsque la lumière est atténuée lors de son passage à travers un matériau, elle est absorbée. Par conséquent, ce phénomène s’appelle donc l’absorption. Dans le domaine du photovoltaïque, les rayons de lumière sont absorbés par les cellules solaires.

AM (Air Mass)

La « masse d’air équivalente » mesure la longueur du trajet de la lumière solaire par l’atmosphère sous la forme d’un multiple du trajet le plus court AM 1 dans le cas d’une position verticale du Soleil à l’équateur. Le spectre solaire à l’extérieur de l’atmosphère terrestre s’appelle AM 0 et, sous nos latitudes, la désignation AM 1,5 (soit un angle de 48°, latitude géographique) désigne l’épaisseur moyenne de l’atmosphère. La valeur AM représente une certaine composition spectrale de la lumière solaire.

Amorphe

L’adjectif amorphe qualifie la structure de solides présentant un ordre à courte et grande distance sur un plan uniquement statistique, et ce, sans disposer d’un réseau défini. Le contraire de « amorphe » est désigné par l’adjectif « cristallin ».

Amortissement énergétique

Ce terme désigne la période nécessaire à une installation photovoltaïque pour produire elle-même l’énergie indispensable à sa fabrication. L’amortissement énergétique des installations photovoltaïques dépend très fortement de la technologie de cellule employée et des matières premières utilisées. Il est compris entre 3 et 6 ans environ pour les installations à cellules solaires au silicium multicristallin, entre 2 et 3 ans environ pour les cellules solaires à couche mince et entre 5 et 7 ans environ pour la technologie monocristalline.

Ampère

Unité de mesure de l’intensité du courant électrique. Elle est représentée sous forme abrégée par la lettre A. Si l’on multiplie l’intensité (ampère) par la tension (volt), alors cette opération permet d’obtenir la puissance (watt).

Angle azimutal

Afin d’obtenir un rendement élevé, il est recommandé d’orienter les installations photovoltaïques (de l’hémisphère nord) le plus au sud possible (voir également le terme Inclinaison du toit). L’angle azimutal désigne l’angle formé entre la surface de l’installation photovoltaïque et le sud par rapport à l’orientation est-ouest. L’angle azimutal est de 0° lorsque la surface est bel et bien orientée vers le sud. L’angle azimutal sera positif pour les installations orientées vers l’ouest et négatif pour celles orientées vers l’est. Une orientation rigoureuse vers l’ouest équivaut donc à un angle de +90° alors qu’une orientation vers l’est correspond elle à un angle de -90°.

Assurance

Il est absolument recommandé d’incorporer l’installation photovoltaïque dans son assurance immobilière ou de contracter une assurance solaire spéciale à cette fin. Par ailleurs, certaines compagnies proposent une assurance relative à la perte de rendement en cas de temps d’arrêt de l’installation afin d’offrir une protection supplémentaire. Il convient d’étudier avec précision les conditions portant sur de tels produits. Dans tous les cas, il est recommandé d’intégrer son installation photovoltaïque dans son assurance de responsabilité civile.

Bande interdite / Intervalle de bande

Les électrons d’un atome ne peuvent occuper que des états d’énergie bien déterminés car ils possèdent une bande d’énergie définie. L’espace situé entre les deux bandes extérieures (la dernière bande de valence entièrement occupée et la bande de conduction dans laquelle se trouvent les électrons libres) présente une bande interdite dans laquelle aucun électron ne peut rester. Les diélectriques se caractérisent par un intervalle particulièrement important alors que les bandes sont même capables de se chevaucher dans le cas des métaux (conducteurs). La bande interdite du semi-conducteur est déterminante pour le taux de rendement maximal d’une cellule solaire.

Batterie

Une batterie ou un pack de batteries se compose de plusieurs cellules rechargeables (accumulateurs). Ces dernières sont montées en série et/ou en parallèle à l’intérieur des batteries. Selon leur composition chimique, les cellules sont susceptibles de présenter des tensions différentes. Pour le plomb, la tension avoisine les 2 V alors qu’elle est comprise entre 3,3 et 3,9 V dans le cas des cellules au lithium. Par ailleurs, le montage interne des cellules permet d’obtenir la tension nominale souhaitée pour l’onduleur à batteries. Il est fréquent que la tension nominale soit de 48 V. Toutefois, elle est également capable d’atteindre un niveau égal à plusieurs centaines de volts. De plus, la parallélisation, soit un agrandissement de la surface active en fin de compte, permet d’accroître le courant nominal. La capacité d’une batterie est exprimée en ampère-heure (Ah). Pour les batteries solaires, cette capacité commence par avoisiner les 100 Ah, mais elle est susceptible d’atteindre plusieurs milliers d’ampères-heures dans le cas de systèmes de très grande envergure. En outre, la multiplication de la capacité par la puissance nominale permet de déterminer une quantité d’énergie en wattheure (Wh). La capacité utilisable s’obtient quant à elle au moyen d’une grandeur supplémentaire, soit la profondeur de décharge appelée Depth of Discharge (DoD) en anglais. La profondeur de décharge désigne la quantité d’énergie qu’il est possible de puiser d’une batterie. Elle s’élève à 50 % en temps normal pour les batteries au plomb et elle est susceptible de dépasser les 90 % pour les systèmes au lithium. La capacité, soit la profondeur de décharge au nombre possible de cycles, détermine la quantité d’énergie qu’une batterie est capable de fournir jusqu’à la fin de son cycle de vie. Cette dernière est définie la plupart du temps par une capacité résiduelle de 60 % Les batteries au plomb et celles au lithium peuvent présenter un nombre de cycles compris respectivement entre 2 000 et 3 000 et entre 5 000 et 9 000 pour des applications photovoltaïques. Dans le cas d’un nombre de cycles estimé à 250 qu’un système photovoltaïque permet de réaliser en Allemagne, une batterie au plomb est capable de durer une dizaine d’années et une batterie au lithium peut elle fonctionner pendant au moins vingt ans. Par ailleurs, un élément surveille tous ces éléments : le système de gestion de batteries (Battery Management System, BMS). Ce dernier régule les tensions et les courants qui permettent à la batterie de fonctionner. De plus, il est également responsable de l’entretien des batteries et surveille les états critiques. Dans le cas des batteries au plomb, ce dispositif est logé la plupart du temps à l’intérieur de l’onduleur alors que les batteries au lithium disposent d’un système électronique externe qui communique avec l’onduleur.

Besoins en eau chaude

La quantité d’eau chaude consommée par un ménage dépend du nombre d’occupants, de leur comportement en tant qu’utilisateur et de l’équipement sanitaire. Une personne a besoin d’une quantité d’eau chaude comprise entre 20 et 60 litres par jour à une température d’utilisation courante avoisinant les 40 °C, soit environ 25 litres d’eau chaude à une température de stockage de 60 °C par personne et par jour. L’eau chaude sera mélangée à l’eau froide lors de son utilisation.

Boite de jonction/Élément de raccordement

Les deux extrémités des lignes de raccordement situées entre les cellules solaires connectées sont conduites vers l’extérieur sur la face arrière du panneau et viennent se loger dans la boîte de jonction de ce dernier. Les lignes de chaque chaîne de panneaux sont interconnectées avec les diodes des chaînes à l’intérieur du coffret de raccordement du générateur également désigné par le terme « armoire de distribution ». C’est à partir de ce dernier que la ligne principale à tension continue mène au coffret de commande doté des fusibles et des dispositifs de protection nécessaires.

c-Si

c-Si est l’abréviation du terme silicium cristallin. L’abréviation du terme silicium amorphe est a-Si.

CA

(en anglais : alternating current ; en français : courant alternatif) Les cellules et panneaux solaires produisent un courant continu qui doit être transformé par un onduleur en un courant alternatif (CA) lorsque celui-ci est censé être injecté dans le réseau électrique public. Voir également le terme CC.

Cadmium (Cd)

Le cadmium est un élément chimique. Son numéro atomique est le 48. Il s’agit d’un métal mou et ductile de couleur bleue et blanche qui s’emploie sous la forme de tellurure de cadmium dans les cellules photovoltaïques.

Caractéristiques techniques des cellules solaires

Les caractéristiques techniques les plus importantes pour les cellules solaires et les panneaux sont les suivantes :

• la tension à vide UOC
• le courant de court-circuit ICC
• la tension au point de fonctionnement maximal UMPP
• le courant au point de fonctionnement maximal IMPP
• la puissance au point de fonctionnement maximal PMPP
• le facteur de remplissage FF
• le coefficient de température pour la modification de la puissance (négatif)
• le coefficient de température pour la modification de la tension à vide (négatif)
• le coefficient de température pour la modification du courant de court-circuit (légèrement positif)
• le taux de rendement des panneaux
• le courant inverse admissible et le fusible de chaîne maximal
• la tension maximale du système

Ces caractéristiques techniques peuvent être consultées dans les fiches techniques des panneaux.

CC

(en anglais : direct current ; en français : courant continu) Au contraire du courant alternatif (CA) qui change de polarité 50 fois par seconde à une fréquence de 50 Hz, la polarité demeure identique dans le cas du courant continu. À titre d’exemple, une batterie fournit le même type de courant qu’un panneau solaire.

Cellule

Cellule solaire

Cellule biface

Une cellule biface est une cellule solaire capable d’exploiter la lumière de ses deux côtés. À titre d’exemple, la face arrière de la cellule peut absorber une quantité supplémentaire de lumière qui sera reflétée par un mur blanc de la maison.

Cellule solaire

L’énergie de rayonnement est transformée en énergie électrique dans la cellule solaire (voir l’entrée Photovoltaïque). Une cellule solaire fabriquée notamment à base de silicium cristallin présente une tension de travail d’environ 0,5 V et elle est montée électriquement en série avec de nombreuses autres cellules solaires pour former un panneau solaire.

Cellule solaire empilée

La technologie à couche mince permet non pas de structurer la couche active d’un point de vue photovoltaïque comme une seule et unique cellule solaire, mais plutôt de superposer plusieurs cellules solaires partielles extrêmement fines. Ce principe entraîne une augmentation du taux de rendement de chaque cellule plus fine, ainsi qu’une diminution de l’effet de vieillissement pour les cellules empilées et fabriquées à base de silicium amorphe. En outre, le spectre des cellules solaires partielles peut être adapté de telle sorte que chacune des cellules soit en mesure de transformer différentes gammes du rayonnement solaire de façon particulièrement efficace.

Cellule solaire monocristalline

Le matériau de base pour les cellules solaires au silicium monocristallin est un monocristal extrait d’un bain de fusion du silicium. Les tranches de silicium sciées à partir de ce monocristal de forme cylindrique sont ensuite transformées en cellules solaires monocristallines pendant le processus de fabrication de ces dernières. Au regard de la cellule multicristalline, la fabrication d’une cellule solaire monocristalline se distingue par une consommation d’énergie et un degré de complexité quelque peu supérieurs. Les taux de rendement moyens des cellules solaires monocristallines sont toutefois compris entre 17 % et 21 % et dépassent relativement ceux affichés par les cellules multicristallines.

Cellule solaire multicristalline

Voir l’entrée cellule solaire polycristalline.

Cellule solaire polycristalline

Cellule solaire multicristalline

Cellule solaire à couche mince

Au contraire des cellules solaires conventionnelles au silicium monocristallin ou multicristallin, les cellules solaires à couche mince sont approximativement 100 fois plus fines. Toutefois, elles nécessitent une application sur un support. Pour les matériaux respectifs des cellules solaires, différents procédés de fabrication industrielle sont disponibles, et ce, de la métallisation du support par évaporation sous vide poussé aux procédés de pulvérisation. Les cellules solaires à couche mince permettent de prévoir, à long terme, une baisse considérable des prix des installations photovoltaïques. Les économies de matériaux, la recherche de nouveaux matériaux semi-conducteurs, les processus à basse température au rendement énergétique nettement supérieur et un degré d’automatisation plus important entraîneront également une diminution des coûts de fabrication dans les années à venir. Les panneaux solaires à cellules solaires à couche mince d’ores et déjà disponibles dans le commerce sont réalisés à base de silicium amorphe (a-Si), de diséléniure de cuivre, d’indium et de gallium (CIS/CIGS) ou de tellurure de cadmium (CdTe).

Cellules CIS

Les cellules solaires en films ou couches minces se composent de plusieurs couches de diséléniure de cuivre et d’indium différemment dopé. Les cellules CIS (cellules à base de cuivre, d’indium et de sélénium) sont des cellules en films minces constituées d’un composé ternaire de diséléniure de cuivre et d’indium différemment dopé. Désormais, les cellules CIS pourront revêtir une certaine importance. La maîtrise de cette technologie spéciale se révélait difficile jusqu’à présent, mais, la fabrication industrielle est bel et bien lancée à l’heure actuelle. Formulé tout particulièrement par le secteur aérospatial, le souhait d’obtenir des taux de rendement supérieurs a entraîné l’utilisation de matériaux semi-conducteurs différents. Il a été exaucé grâce à l’application de l’arséniure de gallium (GaAs) ou du tellurure de cadmium (CdTe) en tant que matériau de base. Bien que les cellules GaAs de série obtiennent des taux de rendement autour des 20 %, une application plus étendue à des fins civiles ne devrait guère se produire en raison de leurs coûts de fabrication élevés.

Cellules solaires au silicium amorphe

Une cellule solaire au silicium amorphe (a-Si) se compose d’une fine couche de silicium et constitue l’un des matériaux les plus couramment utilisés lors de la fabrication de cellules solaires à couche mince. Au regard des cellules solaires cristallines, la production de telles cellules se révèle assez avantageuse en termes de coûts en raison d’une consommation moindre de matières premières et de la possibilité d’éviter des processus complexes destinés à la fabrication des wafers. Bien que les cellules au silicium amorphe présentent un taux de rendement inférieur à celui des cellules solaires cristallines, elles offrent toutefois certains avantages dans des conditions de lumière défavorables et dans le cas d’une température de service élevée.

Cellules solaires CIS/CIGS

L’abréviation CIS ou CIGS désigne une forme de technologie à couche mince qui s’applique aux cellules solaires. À ce propos, les panneaux solaires dotés de cellules solaires à couche mince se composent de plusieurs couches de diséléniure de cuivre et d’indium (CIS) différemment dopé ou de cuivre-indium-gallium-soufre-sélénium. L’épaisseur de la couche d’une cellule solaire CIS-/CIGS équivaut uniquement à un centième environ d’une cellule solaire au silicium cristallin, ce qui offre généralement un avantage en termes de prix au regard des cellules solaires cristallines en raison d’une consommation de matériaux nettement plus faible. Les panneaux à couche mince CIS/CIGS présentent un taux de rendement intéressant compris entre 10 % et 13 %.

Cellules solaires de couleur

Outre les cellules solaires traditionnelles présentant une surface plutôt bleu foncé (cellules cristallines) ou brun gris (cellules amorphes), les cellules de couleur sont également disponibles sur le marché. La palette de couleurs s’étend de l’or, du magenta (rouge) et du violet au vert, au bleu clair, au noir et au gris. À la différence des cellules cristallines de couleur, les cellules cristallines dites normales disposent d’une couche antireflet qui confère à la cellule sa couleur bleue caractéristique. Cette couche dirige la lumière solaire vers la couche photosensible, augmente ainsi le taux d’absorption et la fait paraître bleu foncé. Dirigée vers la couche photosensible, la lumière dans une gamme d’ondes définie faiblit quelque peu en fonction de l’épaisseur de la couche antireflet. Cela détermine la teinte de la cellule, mais se manifeste également par une perte d’efficacité de quelques pour cent. Le taux de rendement pour les cellules monocristallines de couleur est compris entre 12 % et 15 % et il demeure toutefois comparable à celui des cellules solaires polycristallines conventionnelles. Par ailleurs, il est actuellement problématique d’éviter des défauts de couleur sur la couche antireflet lors de la fabrication. En effet, une solution en la matière permettrait de garantir une teinte unie sur la surface des cellules.

Chaîne (anglais : string)

Plusieurs panneaux solaires sont montés en chaînes les uns derrière les autres afin d’obtenir une gamme de tensions correcte pour le raccordement à l’onduleur. Par ailleurs, il est possible de raccorder plusieurs chaînes à un seul onduleur ou à un coffret de raccordement du générateur distinct.

Châssis

Les panneaux solaires sont installés sur un châssis. Différents châssis sont utilisés en fonction du type de bâtiment. À titre d’exemple, les panneaux peuvent être surélevés ou montés parallèlement au toit. D’autres châssis sont également sollicités pour la réalisation d’installations au sol.

Coefficient d’absorption

Le coefficient d’absorption permet de mesurer l’intensité de l’absorption. Dans le domaine du photovoltaïque, le coefficient d’absorption désigne la proportion selon laquelle l’intensité diffusée par les rayons de lumière diminue lors du passage à travers une cellule solaire à la suite du processus d’absorption.

Coefficient de performance

Le coefficient de performance renseigne sur l’efficacité d’une installation photovoltaïque et permet de comparer les installations raccordées au réseau sur différents sites à l’échelle mondiale. Le coefficient de performance désigne ainsi le rapport du rendement réel à un rendement théorique qui se calcule uniquement à partir de la quantité de rayonnement sur la surface des panneaux et du taux de rendement de ces derniers aux conditions de test standard (STC). À ce propos, différents facteurs tels que l’influence de la température, la saleté, les pertes en ligne, le taux de rendement des onduleurs et d’autres effets permettent d’obtenir une performance inférieure à 1. Plus le coefficient de performance s’approche de la valeur 1 ou de 100 %, plus la qualité du rendement de l’installation augmente. Un coefficient de performance compris entre 70 % et 75 % est considéré comme courant pour les installations raccordées au réseau en Europe centrale.
Les installations de qualité supérieure parviennent elles à obtenir un coefficient de performance allant jusqu’à 80 %.

Coefficient de température

La tension, le courant et par conséquent la puissance d’un panneau solaire dépendent tous de la température de service de la cellule solaire. Le coefficient de température indique dans quelle mesure la grandeur respective a connu une modification en fonction de la température. À titre d’exemple, la tension d’une cellule solaire présente un coefficient de température négatif qui diminue au fur et à mesure que la température augmente. En revanche, le courant n’enregistre qu’une faible progression (coefficient de température positif moindre).
Dans l’ensemble, la puissance d’une cellule solaire ou d’un panneau solaire possède un coefficient de température négatif. Plus le coefficient de température du panneau solaire diminue, moins forte sera la baisse de puissance du générateur solaire en cas de canicule l’été.

Coefficient du rendement

Le coefficient du rendement désigne la mesure de la qualité du générateur photovoltaïque en service qui prend en compte les pertes en courant continu dues aux erreurs d’ajustement, au câblage et à des conditions ambiantes non idéales. Il définit le rapport du rendement en courant continu mesuré au rendement en courant continu théorique selon les conditions de test standard.

Comportement en cas de faible luminosité

Le comportement en cas de faible luminosité désigne la puissance d’une cellule photovoltaïque en cas de faible rayonnement et de ciel nuageux, à titre d’exemple.

Compteur d’injection

Le compteur d’injection désigne l’instrument de mesure qui décompte l’énergie électrique injectée dans le réseau d’approvisionnement général par l’installation photovoltaïque. Cette donnée est exprimée en kilowattheure (kWh).

Compteur de soutirage

Le compteur de soutirage désigne l’instrument de mesure qui décompte le soutirage d’énergie électrique à partir du réseau d’approvisionnement général. Cette donnée est exprimée en kilowattheure (kWh).

Conditions de test standard

Conditions de test. Leur abréviation est la suivante : STC (anglais : Standard Test Conditions). Elles représentent les conditions-cadres selon lesquelles la puissance d’un panneau solaire sera mesurée dans un laboratoire, puis indiquée. Les grandeurs constantes en matière de mesure sont les suivantes : une irradiance de 1 000 W/m2, un spectre de lumière après la traversée d’une épaisseur équivalente à 1,5 fois celle de l’atmosphère (AM 1,5) et une température de 25 °C pour la cellule solaire.

Consommation propre de l’électricité solaire

La consommation propre de l’électricité solaire est particulièrement attractive. Nous vous présentons quatre raisons pertinentes qui plaident en faveur d’une consommation propre de l’électricité solaire. Un ménage moyen de quatre personnes consomme environ 4 500 kWh d’électricité par an. Ce chiffre équivaut au rendement annuel produit par des panneaux solaires standard d’environ 30 m2. Par conséquent, la surface du toit d’une maison individuelle est déjà suffisante pour subvenir aux besoins annuels en électricité de toute la famille au moyen d’une installation photovoltaïque. Un avantage supplémentaire du photovoltaïque réside dans ses caractéristiques qui permettent de toujours couvrir les besoins en énergie au maximum lorsqu’une quantité importante d’électricité solaire est produite. Si l’électricité solaire générée par son propre système est directement consommée à proximité immédiate de l’installation photovoltaïque et si elle est notamment utilisée de façon optimale grâce à une commande de consommation intelligente pendant les heures autour de midi, alors les réseaux électriques peuvent bénéficier d’un effet de soulagement supplémentaire lors des pics de consommation et de production. De plus, la production et la consommation de son électricité solaire génèrent un approvisionnement en énergie décentralisé et donc une indépendance énergétique à de nombreux égards. Les combustibles fossiles ne sont pas une ressource inépuisable, de même que les combustibles nucléaires. Chaque kilowattheure autoconsommé vous permet de réduire votre facture d’électricité. De plus, tout excédent d’électricité sera acheté et rétribué par votre compagnie d’électricité. Toutefois, la rétribution est la plupart du temps inférieure aux coûts relatifs au soutirage d’électricité. La rétribution unique pour les petites installations photovoltaïques est entrée en vigueur le 1er avril 2014. Toutes les installations d’une puissance inférieure à 10 kWc, qui ont été enregistrées à partir du 01/01/2013 sur la liste d’attente RPC, reçoivent une rétribution. Il est possible de choisir librement entre la rétribution unique et la RPC pour les installations ayant préalablement été enregistrées auprès de la RPC, ainsi que pour les installations d’une puissance comprise entre 10 et 30 kWc.
La rétribution unique permet de couvrir environ 30 % des coûts d’investissement.

Constante solaire

La constante solaire exprime la quantité d’énergie que reçoit par seconde une surface exposée perpendiculairement au rayonnement et située à une distance moyenne Terre-Soleil à la limite supérieure de l’atmosphère (valeur : 1,353 kW/m²).

Couche antireflet

À la différence des cellules cristallines de couleur, les cellules cristallines dites normales disposent d’une couche antireflet qui confère à la cellule sa couleur bleue caractéristique. Cette couche dirige la lumière solaire vers la couche photosensible, augmente ainsi le taux d’absorption et la fait paraître bleu foncé. Afin de réduire les pertes optiques à leur minimum, un traitement antireflet est appliqué à une cellule solaire au silicium cristallin au moyen d’un revêtement fin. Ce dernier permet à davantage de lumière de pénétrer dans la cellule et de pouvoir être absorbée car sans son application, la surface en silicium refléterait alors 30 % de la lumière solaire incidente. Par ailleurs, l’épaisseur de la couche antireflet confère à la cellule son impression chromatique. Les cellules solaires standard présentent une couleur bleue car elle permet d’obtenir un taux d’absorption maximal dans le cas d’une épaisseur de couche appropriée. Quitte à subir des pertes de rendement, il est également possible de modifier l’épaisseur de la couche de telle sorte que les cellules offrent un reflet de couleur or ou rouge ou bien des teintes de vert et de bleu différentes.

Couche de type n

La couche de type n est un matériau semi-conducteur chargé négativement. L’ajout ciblé d’impuretés chimiques (« dopage ») provoque ici un excédent d’électrons.

Couche de type p

La couche de type p est un matériau semi-conducteur chargé positivement. L’ajout ciblé d’impuretés chimiques (« dopage ») provoque ici un défaut d’électrons.

Courant continu

Le courant continu est un courant électrique qui circule à une intensité constante dans une seule direction. Les cellules solaires produisent un courant continu. Un onduleur permet de convertir le courant continu en courant alternatif pour que ce dernier soit compatible avec celui de 230 V et de 50 Hz du réseau électrique public.

Courant de court-circuit (ICC, ISC)

Le courant de court-circuit est le courant maximal dans un circuit électrique qui se forme lorsque la tension U est égale à zéro sur les bornes. Le courant de court-circuit d’un panneau solaire est indiqué sur sa fiche technique. Au cours de la mise en service d’une installation photovoltaïque, les courants de court-circuit des installations partielles sont mesurés. Le courant de court-circuit d’un panneau solaire ou d’un générateur solaire est pratiquement proportionnel au rayonnement solaire.

Courbe d’apprentissage

La courbe d’apprentissage représente la réflexion fondamentale selon laquelle la productivité augmente avec le degré de répartition du travail. Ceci produit un effet dit de courbe d’apprentissage d’après lequel une augmentation de la production fait baisser les coûts. Ce résultat n’est pas obtenu automatiquement car il doit être généré par la rationalisation, la standardisation et l’automatisation. Pour la filière photovoltaïque, il est également supposé que l’évolution des coûts du photovoltaïque suive une courbe d’apprentissage. Toutefois, les réductions de coûts sont non seulement réparties de façon inégale selon les classes de puissance, mais aussi en fonction des composants du système.

Crête

La puissance nominale d’une cellule solaire, d’un panneau solaire ou d’un générateur solaire équivaut à la puissance maximale possible fournie selon les conditions de test standard. Elle est signalée par l’ajout de la mention « crête » ou de la lettre « c » sous forme d’indice afin de désigner la puissance de crête. L’unité de mesure correspondante s’appelle le « watt-crête (Wc) », le « kilowatt-crête (kWc) » ou le « mégawatt-crête (MWc) ».

Diode

Une diode est un semi-conducteur électrique qui laisse circuler le courant électrique uniquement dans une seule direction. La structure d’une cellule solaire est pratiquement comparable à celle d’une diode.

Diode en parallèle

Les cellules solaires d’un panneau solaire peuvent subir une ombre portée éventuellement provoquée par des feuilles mortes, des saletés ou bien des obstacles à la lumière. Une cellule solaire perturbée par une ombre portée et par laquelle circule le courant des cellules restantes est susceptible de s’échauffer jusqu’à sa destruction (effet dit « hot spot »). Afin d’empêcher un tel phénomène de se produire, le courant sera alors détourné automatiquement de ces cellules au moyen d’une diode en parallèle. Un panneau solaire dispose habituellement de deux à quatre diodes en parallèle selon le nombre de cellules.

Dispositif de poursuite

Un dispositif de poursuite permet au générateur solaire d’effectuer une rotation dans le courant de la journée et de suivre ainsi la position du Soleil et le maximum de luminosité.
Les panneaux solaires sont toujours positionnés de façon optimale par rapport au Soleil grâce à un dispositif de poursuite à deux axes. Le rendement de l’installation peut ainsi enregistrer une augmentation d’environ 30 % en Suisse par rapport à une installation photovoltaïque montée sur un châssis rigide. Le dispositif de poursuite peut présenter aussi bien un axe que deux axes. Les installations de poursuite se prêtent particulièrement bien aux installations au sol.

Disposition des panneaux

Dans le cas d’un angle d’inclinaison d’environ 35° par rapport à l’horizontale, une surface de panneaux orientée vers le sud permet d’obtenir des rendements solaires maximum en Europe centrale, et ce, pendant les douze mois de l’année. Toutefois, les écarts entre une orientation sud-est et sud-ouest provoquent des pertes de rendement qui demeurent néanmoins relativement faibles.

Déphasage

Tant que le courant continu et la tension continue oscillent en cadence, le produit des deux grandeurs ondulées permet d’obtenir une puissance également ondulée présentant une valeur moyenne positive. Cette puissance s’appelle la puissance active. Dès que les sinusoïdes du courant et de la tension sont décalées l’une par rapport à l’autre, il résulte de leur produit une puissance présentant tour à tout un signe positif et négatif. Dans des cas extrêmes, le courant et la tension sont décalés d’un quart de période dans le temps. L’intensité atteint alors toujours son maximum lorsque la tension est égale à zéro, et inversement. Il en résulte une puissance réactive pure et les parts de puissance positives et négatives s’équilibrent totalement. Ce décalage des courbes de courant et de tension s’appelle un déphasage susceptible d’aller dans deux sens. En effet, il se forme lorsque les bobines ou les condensateurs se trouvent dans un circuit à courant alternatif, ce qui est à vrai dire toujours le cas. Tous les moteurs ou les transformateurs contiennent des bobines qui entraînent un déphasage inductif alors que les condensateurs génèrent quant à eux un déphasage capacitif.

Effet de vieillissement / Dégradation

L’effet de vieillissement est également désigné par la notion de dégradation. Exposées à un éclairage, les cellules solaires au silicium amorphe dégradent leur taux de rendement jusqu’à ce que ce dernier se fixe à une valeur stable (comprise entre 10 % et 30 % en dessous de la valeur initiale) en cours de service. Les fabricants prennent en considération un tel effet. Les panneaux qui reposent sur une technologie cristalline présentent généralement une dégradation inférieure à 10 % sur une période de vingt ans.

Effet hot spot

Si différentes cellules d’un panneau solaire subissent un ombrage, les cellules restantes montées en série (sans ombrage) font circuler le courant à pleine charge par les cellules solaires concernées qui sont de par leur nature électronique des diodes et qui fonctionnent désormais en sens inverse. Une résistance élevée entraîne un échauffement excessif des cellules subissant un ombrage qui sont par conséquent susceptibles d’être détruites. Afin d’empêcher la création de tels points chauds (« hot spots »), les diodes en parallèle sont utilisées pour contourner le courant.

Effet photovoltaïque

L’effet photovoltaïque désigne la transmission de l’énergie des photons (ou des quanta de rayonnement électromagnétique) aux électrons dans la matière. L’énergie des photons est ainsi transformée en énergie potentielle et cinétique par les électrons. L’électron reprend la totalité de l’énergie quantique du photon qui est définie comme le produit de la constante de Planck et de la fréquence des photons.
L’effet photoélectrique a été découvert en 1839 par Alexandre Edmond Becquerel. Au cours d’une expérience, il a constaté qu’un courant électrique dépendant de la lumière se formait entre deux cellules d’électrolyse.

EW

Cette abréviation désigne une entreprise électrique en Suisse (Elektrizitätswerk).

Garantie de puissance

La garantie de puissance désigne une garantie étendue du fabricant de panneaux solaires qui s’applique aux performances de ces derniers. Les fournisseurs de panneaux solaires de qualité garantissent 80 % de la puissance sur 20 ou 25 ans et éventuellement 90 % de la puissance sur 10 ou 12 ans. Si la puissance d’un panneau devait baisser en deçà de ces valeurs, le fabricant de panneaux serait notamment tenu de fournir ultérieurement la puissance manquante ou de mettre à disposition des panneaux de remplacement.

Gestionnaire de réseau

Le gestionnaire de réseau est l’entreprise en charge de l’exploitation et de l’entretien du réseau électrique public sur le site. Les gestionnaires de réseaux peuvent être des services municipaux locaux ou bien une entreprise électrique interrégionale (EE). Le gestionnaire de réseau est tenu d’acheter et de rétribuer l’électricité solaire.

Gigawatt (GW)

Désigne une unité de puissance. 1 gigawatt = 1 000 000 000 de watts, 1 000 000 de kilowatts ou 1 000 mégawatts.

Générateur

Dans le cas d’une installation solaire, l’intégralité des panneaux la constituant est considérée comme son générateur.

Générateur solaire

Les générateurs « produisent » de l’énergie. Autrement dit, ils transforment d’autres formes d’énergie en énergie électrique. La totalité des panneaux photovoltaïques d’une installation sont considérés comme le générateur solaire. Les installations d’envergure supérieure sont souvent subdivisées en plusieurs générateurs partiels. Afin d’obtenir des performances plus importantes, les panneaux solaires sont montés en série ou en parallèle. Le système interconnecté s’appelle un générateur solaire et une rangée de panneaux montés en série constitue une chaîne (string).

Inclinaison du toit

L’inclinaison du toit désigne l’angle d’un toit par rapport à l’horizontale. Le rendement d’une installation photovoltaïque dépend de l’orientation de la surface photovoltaïque. Dans le cas d’inclinaisons de toit comprises entre 10 et 50°, les panneaux solaires sont généralement montés parallèlement à la surface du toit. Leur avantage en termes de construction et une intégration visuellement harmonieuse de l’installation au bâtiment constituent les deux principaux atouts (voir également le point relatif à une orientation optimale d’une installation solaire). Pour les toits terrasses et les toits qui ne présentent qu’une légère inclinaison, les panneaux solaires ne sont pas posés parallèlement à la surface du toit. En Allemagne, ces derniers sont plutôt installés, la plupart du temps, à une inclinaison comprise entre 13 et 30°. Si les panneaux solaires sont inclinés à un angle inférieur à 13°, ils ne seront alors plus suffisamment débarrassés de la pluie et de la neige.

Indicateurs des cellules solaires

Afin de caractériser avec précision les cellules solaires et de les rendre comparables entre elles, il convient d’envisager des conditions de mesure standardisées. Cette démarche s’applique également aux panneaux. Ces conditions de mesure s’appellent les conditions de test standard (STC) et se réfèrent aux grandeurs de référence suivantes : la masse atmosphérique (AM 1,5), l’irradiance (Snom = 100 mW/cm², 1 kW/m²), la température (25 °C). Un panneau solaire est défini par ses caractéristiques électriques (par exemple pour la tension à vide et le courant de court-circuit).

Injection dans le réseau

Si la totalité ou une partie de l’électricité produite par l’installation photovoltaïque est conduite vers le réseau électrique local, le terme employé est le suivant : injection dans le réseau ou bien raccordement au réseau.

Installation au sol

Une installation au sol désigne une installation photovoltaïque posée sur une surface disponible et non pas sur un bâtiment. Il est possible de monter une installation au sol sur un châssis rigide ou bien sur un châssis poursuivant la position du Soleil. Seul un nombre réduit d’installations au sol ont été réalisées jusqu’à présent en Suisse. En effet, de nombreux bâtiments appropriés à la pose d’installations photovoltaïques sont encore disponibles afin de procéder à la construction de ces dernières.

Installation intégrée au toit

Pour ce type d’installation, l’installation photovoltaïque se substitue à plusieurs parties de la couverture du toit. Son avantage réside dans le fait que des éléments de toute façon nécessaires au toit sont remplacés par l’installation photovoltaïque. De plus, une telle installation promet également une amélioration de l’image du bâtiment qu’il convient de ne pas sous-estimer. Par ailleurs, une installation intégrée au toit se distingue d’une installation sur toiture.

Installation raccordée au réseau

Une installation photovoltaïque raccordée au réseau est reliée au réseau électrique local ou au réseau domestique et l’électricité solaire produite est ensuite vendue au gestionnaire de réseau. Cette installation est alors qualifiée d’installation raccordée ou connectée au réseau. Une installation non raccordée au réseau est désignée par le terme système en site isolé.

Installation solaire (thermique/photovoltaïque)

Une installation solaire est une installation qui transforme l’énergie solaire en une énergie utile. Les installations solaires thermiques servent à produire de l’eau chaude sanitaire et à fournir un appoint de chauffage. Les installations photovoltaïques sont quant à elles des installations solaires qui produisent de l’électricité.

Installation sur façade

Le terme d’installation sur façade désigne une installation photovoltaïque qui est posée sur la façade d’un bâtiment ou qui fait partie intégrante d’une façade. Dans le cas de panneaux solaires posés à la verticale et orientés vers le sud, les pertes de rendement avoisinent les 30 % par rapport à une installation photovoltaïque sur toit en pente orientés de façon fixe vers le sud. Du point de vue de leur rendement, les panneaux qui forment des abris ou des ombrages de fenêtre à un angle de projection compris entre 13 et 30° se révèlent intéressants.

Installation sur toit terrasse

Une installation sur toit terrasse désigne une installation photovoltaïque posée sur un toit terrasse. Ainsi, il est possible d’ancrer l’ossature porteuse dans le toit ou bien de la monter sans traversée du toit (montage flottant) et de la lester suffisamment. À l’heure actuelle, les panneaux solaires sont posés la plupart du temps avec un angle compris entre 5 et 15°. Afin de ne pas causer d’ombrage aux panneaux montés en série, il est nécessaire de ne pas occuper les surfaces entre les rangées de panneaux. Outre les systèmes surélevés qui sont orientés vers le sud, les surélévations dites est-ouest constituent également une option. L’avantage des systèmes est-ouest sur toit terrasse réside dans le fait que les distances entre les panneaux sont réduites à leur minimum et qu’il est donc possible d’installer une puissance supérieure sur le toit.

Installation sur toiture

Les panneaux photovoltaïques sont fixés aux chevrons au moyen de crochets de couvreur et de rails en aluminium (méthode classique pour les toits en tuiles). Dans le cas des toits terrasses, les panneaux photovoltaïques sont montés sur un châssis fixé au sol ou lesté.

Jonction p-n

La jonction p-n se forme à la limite située entre une couche n et une couche p d’un semi-conducteur.

Kilovoltampère (kVA)

Le kilovoltampère kVA est une unité de mesure légale de la puissance apparente S. Cette unité est employée dans le cas de grandeurs alternatives dans le domaine de la technologie électrique afin de signaler la puissance connectée des machines ou des transformateurs électriques.

Kilowatt (kW)

1 kW = 1 000 watts. Cette unité de puissance permet de mesurer la performance des installations photovoltaïques.

Kilowatt-crête (kWc)

Unité de la puissance maximale (« crête ») d’un panneau solaire ou d’un générateur solaire. L’indice courant « c » accolé à l’unité de puissance indique que la puissance du panneau solaire ou du générateur solaire a été déterminée conformément aux conditions de test standard (STC). Étant donné que les conditions de test standard ne sont que rarement remplies en raison de la température de service supérieure dans la pratique pour les panneaux photovoltaïques, la puissance d’un panneau ou d’un générateur solaire en service demeure la plupart du temps inférieure à la puissance de crête. 1 kWc équivaut à 1 000 Wc (watt-crête).

Kilowattheure (kWh)

Unité du rapport énergie/travail qui correspond à la puissance d’un kilowatt pendant une heure. Le rendement électrique d’une installation photovoltaïque est fréquemment exprimé en kilowattheure (kWh).

Laminé

Un laminé est un panneau solaire sans cadre. Afin que les cellules solaires sensibles et fragiles résistent aux sollicitations d’un matériau de construction pendant vingt ans et plus, elles seront encastrées et encapsulées (« laminées ») entre deux vitres (laminé bi-verre) ou entre un vitrage frontal et un film plastique arrière (laminé verre-Tedlar) dans l’EVA. Consultez à ce propos la définition du laminé verre-Tedlar et du laminé bi-verre.

Laminés bi-verre

Dans le cas de ce procédé de fabrication, les cellules solaires sont encastrées entre un vitrage frontal et un vitrage arrière conventionnel soit au moyen d’un film d’EVA (éthylène-acétate de vinyle), soit par l’application d’une résine de coulée. Si un film d’EVA est employé, le processus de fabrication est pratiquement identique à celui du laminé verre-Tedlar. Si la résine de coulée est appliquée, une petite entretoise permettra de fixer les cellules sur le vitrage arrière de telle sorte qu’elles se trouvent exactement au milieu du composite en verre une fois remplies de résine de coulée. Au regard des laminés avec film, cette structure présente un avantage considérable qui réside dans le fait que les cellules solaires sont moins sollicitées dans le cas de contraintes mécaniques exercées sur le verre, notamment par le vent ou par la neige, car les cellules solaires se trouvent dans la zone dite neutre de l’élément solaire. D’un point de vue spécifique, les connecteurs électriques situés entre les cellules ne sont que faiblement sollicités. Dans le contexte de cette technologie, les éléments solaires peuvent présenter des dimensions allant jusqu’à 2 x 3 m une fois fabriqués. La résine de coulée est tout particulièrement modifiée en ce qui concerne sa transparence, son adhésivité et sa stabilité à long terme. Les laminés bi-verre servent volontiers d’élément esthétique et créatif aux architectes car leurs deux principaux composants que sont le verre et la cellule offrent une multitude d’associations possibles en termes de forme, de couleur, de taille, de transparence et de design.

Laminés verre-Tedlar

Dans le cas de ce procédé de fabrication, les cellules solaires sont laminées entre une vitre frontale et un film de Tedlar sur la face arrière. Pour ce faire, un film d’EVA (éthylène-acétate de vinyle) servant de matériau de liaison est posé devant et derrière les cellules solaires. Cet ensemble est ensuite transformé en un « composite » dans un lamineur sous l’effet de la pression et de la température qui lui sont appliquées. La plupart des éléments solaires fabriqués à l’heure actuelle sont des laminés verre-Tedlar dotés en majeure partie de 36, 72 ou 144 cellules solaires. C’est la raison pour laquelle les laminés verre-Tedlar sont souvent appelés éléments ou panneaux standard. Ainsi sont générées des unités d’une puissance comprise entre 50 et 300 watts en fonction de la réalisation des cellules solaires laminées. Les laminés verre-Tedlar sont soumis à une forte pression concurrentielle et, pour des raisons liées à leur prix, ils sont quasi exclusivement produits à l’échelle industrielle avec un cadre périphérique en aluminium ou en acier inoxydable.

Liaison équipotentielle

Dans le contexte des installations photovoltaïques, une liaison équipotentielle désigne la connexion de l’ensemble des éléments conducteurs à enveloppe (onduleurs, etc.) et des équipements d’installation (cadres de panneaux solaires, système de montage, etc.) à la liaison équipotentielle du bâtiment. La liaison équipotentielle doit être réalisée de façon impeccable par un artisan afin d’éviter tout dommage ultérieur causé par d’éventuelles surtensions.

Lingot

Un lingot est un bloc de silicium pur qui sera taillé en tranches fines. Ces dernières s’appellent des wafers. Les lingots peuvent présenter une structure monocristalline ou multicristalline. Pendant la fabrication d’un lingot monocristallin, un silicium ultrapur sera fondu avant d’être extrait de son bain de fusion à l’aide d’une barre de silicium monocristallin à une température à peine supérieure à celle du point de fusion. Les lingots multicristallins (ou polycristallins) sont chauffés, puis ils sont soumis à un refroidissement contrôlé. C’est au cours de ce processus que se forme dans le lingot la structure multicristalline nécessaire à l’application photovoltaïque.

Lumière solaire

Le rayonnement solaire atteint l’atmosphère terrestre extérieure à une puissance de 1 367 W/m². En raison de la dispersion et de l’absorption, seule une partie du rayonnement peut être utilisée sur la Terre, soit 1 060 W/m² dans le meilleur des cas. Afin d’effectuer des comparaisons, le rayonnement de référence est celui d’une journée ensoleillée, à savoir 1 000 W/m². L’ensoleillement dépend bien entendu de l’emplacement du site concerné.

Microcristallin

Le silicium peut présenter différentes structures cristallines (morphologies). Si les atomes se rangent sous forme de grains de cristal dont les diamètres vont du nanomètre au micromètre, la structure est alors considérée comme microcristalline. Au contraire des structures macrocristallines visibles à l’œil nu, les substances microcristallines ne sont perceptibles qu’à l’aide d’un microscope. Alors que les atomes se disposent de façon régulière dans une structure en réseau dans le cas du silicium cristallin, la taille décroissante des particules dans le silicium microcristallin génère quant à elle un désordre structurel croissant. Le silicium microcristallin se compose par conséquent de grains cristallins encastrés dans un matériau amorphe. Ainsi, le silicium microcristallin présente des propriétés optiques telles que celles d’un matériau pour wafers cristallins. Toutefois, il est possible de l’appliquer sur tout type de surface, et ce, notamment grâce au processus de séparation du plasma.

Micromorphe

Mot créé à partir des adjectifs microcristallin et amorphe. La notion de « micromorphe » désigne une cellule multijonction qui repose sur deux matériaux semi-conducteurs à couche mince : le silicium microcristallin et amorphe (a-Si:H et µc-Si:H). Les deux matériaux sont reliés entre eux à l’intérieur de la cellule multijonction dans une couche supérieure (épaisse d’environ 0,3 µm) et inférieure (épaisse d’environ 1,5 µm). Leurs structures différentes permettent aux deux couches d’absorber diverses longueurs d’onde du spectre lumineux. Alors que la couche supérieure amorphe transforme la partie visible de la lumière solaire (de 400 à 700 nm), la couche inférieure microcristalline absorbe quant à elle une partie du spectre lumineux dans la gamme infrarouge (de 700 à 1 100 nm). La lumière solaire sera utilisée de manière optimale. Cette nouvelle technologie prometteuse à couche mince permet d’obtenir des taux de rendement supérieurs susceptibles d’atteindre les 15 %.

Micromètre (μm)

1 micromètre est égal à un millième de millimètre.

Mise en service

Le raccordement d’une installation photovoltaïque au réseau électrique doit être réalisé par un installateur-électricien. Une fois l’installation vérifiée, mesures de contrôle comprises, celle-ci sera alors mise en service. La réception de l’installation photovoltaïque est ensuite assurée par le gestionnaire de réseau.

Monocristallin

Appartient à un seul cristal. Les conditions régnant lors de la cristallisation entraînent une solidification du silicium dans un seul cristal régulier de grande taille.

Monosilicium

Le monosilicium est également désigné par le terme monocristal. Les monocristaux sont extraits d’un creuset contenant du silicium en fusion à l’aide d’un germe de cristal.

Montage en série

Le montage en série est utilisé pour fabriquer des panneaux de grande envergure à couche mince. Au cours du processus de fabrication, la cellule qui présente encore une surface importante est coupée en bandes au moyen d’un rayon laser. Une connexion de la face avant d’une cellule solaire à la face arrière de la cellule voisine permet d’obtenir un montage en série. Outre une économie de matériau et de matériel, la possibilité d’un montage en série intégré constitue l’un des atouts principaux de la technologie à couche mince.

Montage intégré au toit

Pour le montage intégré au toit ou l’intégration au toit, les panneaux solaires sont donc intégrés dans la toiture. Ainsi, la toiture existante est retirée et, dans le cas de bâtiments neufs ou de nouvelles couvertures, la surface prévue pour les panneaux sera évidée dès le départ Les montages intégrés au toit génèrent la plupart du temps un aménagement très séduisant du toit d’un point de vue optique. Néanmoins, une attention toute particulière doit être accordée à une bonne ventilation arrière des panneaux solaires afin de ne pas faire baisser le rendement de l’installation. De plus, un montage intégré au toit nécessite une réalisation artisanale impeccable pour que le toit demeure étanche en permanence. Le système intégré au toit Arres permet à Solarmarkt de proposer une solution conçue par ses soins qui réduit considérablement la durée de montage au regard des autres systèmes.

Montage sur toit

La plupart des installations photovoltaïques sont montées sur un toit déjà existant. Au contraire d’un montage intégré au toit, la toiture sera maintenue dans le cas d’un montage sur toit. Les panneaux solaires seront posés sur un système de montage au-dessus de la couverture du toit qui conservera donc sa fonction d’étanchéité et de protection.

MPP

Le MPP (en anglais : maximum power point) désigne le point de travail de la puissance maximale d’une cellule solaire, d’un panneau solaire ou d’un générateur solaire. L’onduleur a pour mission de faire toujours fonctionner le générateur solaire à son point de travail optimal (MPP) afin de soutirer la puissance maximale possible. Étant donné que le MPP d’un générateur solaire évolue en fonction des changements de conditions de rayonnement et de température, l’onduleur doit s’ajuster de nouveau selon les modifications du MPP avec rapidité et précision.

Multicristallin

Le silicium se compose ici de cristaux individuels qui présentent une orientation et une taille différentes. Ce type de silicium est parfois appelé polycristallin. Voir également

Mégawatt (MW)

Unité de puissance. 1 mégawatt = 1 000 kilowatts ou 1 000 000 watts.

Mégawatt-crête (MWc)

La puissance nominale d’une cellule solaire, d’un panneau solaire ou d’un générateur solaire équivaut à la puissance maximale possible fournie selon les conditions de test standard. Elle est signalée par l’ajout de la mention « crête » ou de la lettre « c » sous forme d’indice afin de désigner la puissance de crête. L’unité de mesure correspondante s’appelle le « watt-crête (Wc) », le « kilowatt-crête (kWc) » ou le « mégawatt-crête (MWc) ».
1 mégawatt-crête est égal à 1 000 kilowatts-crêtes.

Mégawattheure

Unité d’énergie ; la consommation d’énergie électrique est également exprimée en mégawattheure. Un mégawattheure est égal à 1 000 kilowatts pendant une période d’une heure.

Ombrage

Un ombrage partiel du générateur solaire a des répercussions importantes sur le rendement. Par conséquent, les panneaux solaires doivent rester le plus longtemps possible sans subir d’ombrage à toute heure de la journée. Le gestionnaire de réseau est tenu d’acheter et de rétribuer l’électricité solaire.

Ombre portée

Une ombre portée désigne un effet perturbateur qui fait obstacle localement à l’intensité de l’éclairage des panneaux solaires (par exemple un arbre, une cheminée ou une antenne) et qui réduit le rendement de l’installation solaire.

Onduleur

Un onduleur est également désigné par le terme convertisseur. Cet appareil sert à transformer le courant continu en courant alternatif. L’onduleur transforme donc le courant continu produit par le générateur solaire en courant alternatif, et ce, afin de faire marcher les appareils électriques conventionnels ou d’injecter l’électricité solaire dans le réseau public.

Onduleur / Site isolé

Un onduleur en site isolé est un onduleur destiné à un système en site isolé. L’onduleur dans un système en site isolé a pour mission d’autoriser le raccordement des récepteurs alimentés en courant alternatif et de définir et de maintenir une tension alternative stable. L’onduleur en site isolé est en mesure d’accomplir la plupart du temps cette tâche uniquement si des éléments de stockage (par exemple un accumulateur à batterie) sont intégrés au système en site isolé.

Onduleur/Réseau

L’onduleur réseau transforme le courant continu (CC) produit par le générateur solaire en courant alternatif (CA) pour que ce dernier puisse être injecté dans un réseau défini. Les grandeurs importantes des onduleurs réseau sont leur taux de rendement et leur fiabilité. D’une manière générale, il est possible, lors de son dimensionnement, d’augmenter la puissance du générateur solaire de 5 % à 15 % (maximum) par rapport à la puissance de sortie CA de l’onduleur. Afin de procéder à un dimensionnement optimal, veuillez utiliser le configurateur du fabricant d’onduleurs et prendre contact avec votre installateur.

Onduleurs pour panneaux

Les onduleurs pour panneaux, également appelés micro-onduleurs, offrent une alternative aux onduleurs de chaînes traditionnelles. En effet, ce type d’onduleur fonctionne au niveau des panneaux. Ainsi, chaque panneau dispose de son onduleur. Par conséquent, chaque panneau atteint son point de puissance maximale de façon individuelle, indépendamment des autres panneaux. Ce système permet d’obtenir une puissance maximale et optimale même dans le cas de toits présentant une situation complexe. C’est la raison pour laquelle les micro-onduleurs se prêtent particulièrement bien aux installations photovoltaïques dont les champs partiels font l’objet d’une orientation et d’un ombrage différents. De plus, ils constituent un complément idéal aux installations photovoltaïques déjà existantes ou bien une solution optimale pour une petite installation solaire posée par exemple sur le toit d’un garage. Les onduleurs pour panneaux sont monophasés et directement appliqués au panneau solaire.

Orientation optimale d’une installation solaire

En Suisse, il est recommandé d’orienter une installation solaire le plus au sud possible et de l’incliner à un angle de 30° (voir l’entrée Inclinaison du toit). Cependant, même dans le cas d’écarts allant jusqu’à 30° vers le sud-ouest ou le sud-est, la perte de rendement sera uniquement comprise entre 5 % et10 %. Voir également l’entrée Angle azimutal.

Panneau

Panneau solaire

Panneau solaire

Les cellules solaires sont encastrées dans du plastique et de la résine et munies d’un cache sur leurs faces avant et arrière afin de garantir une protection mécanique et de résister aux intempéries. L’unité mécanique et électrique obtenue s’appelle un panneau solaire. Le cache de la face avant constitue la plupart du temps une vitre en verre trempé qui offre une translucidité intéressante. Le cache de la face arrière est quant à lui souvent réalisé avec un assemblage de films ou bien également avec une vitre. Les panneaux solaires sont disponibles avec ou sans cadre. La boîte de jonction dotée de câbles solaires déjà raccordés et de connecteurs protégés contre les contacts directs facilite l’installation des panneaux solaires.

Panneaux solaires semi-transparents

Ces panneaux sont partiellement translucides et transparents jusqu’à un certain point. Les panneaux solaires semi-transparents protègent du Soleil et préservent la vue tout en laissant passer suffisamment de lumière pour l’éclairage.

Parité réseau

La parité réseau du photovoltaïque désigne un principe selon lequel la production d’électricité sur son toit est plus avantageuse que le soutirage d’électricité auprès du gestionnaire de réseau.

Performance des cellules solaires

La performance des cellules solaires est déterminée par les paramètres suivants :

• la taille des cellules (elle définit le courant de court-circuit et donc la puissance ; la tension à vide ne dépend pas de la surface)
• l’intensité du rayonnement (le courant de court-circuit et donc la puissance augmentent au fur et à mesure que l’intensité du rayonnement croît ; la tension à vide n’enregistre qu’une faible hausse)
• l’influence de la température (la tension à vide baisse au fur et à mesure que la température augmente, ce qui provoque une diminution des performances de la cellule ; le réchauffement naturel généré par le rayonnement solaire entraîne une baisse du taux de rendement de la cellule d’environ 0,5 % à chaque augmentation de la température de 1 °C)

Photons

Les photons désignent des quanta du rayonnement électromagnétique. Un photon est une particule de lumière élémentaire qui transporte l’énergie solaire sous la forme d’un bouquet d’énergie lumineuse et qui se déplace à la vitesse de la lumière. Dans la jonction p-n d’une cellule solaire, les photons sont absorbés par les électrons. Les électrons sont extraits et libérés de leur position initiale par l’énergie des « quanta » de lumière.

Photovoltaïque

Le photovoltaïque désigne la transformation directe de l’énergie de rayonnement en énergie électrique. L’énergie de rayonnement diffusée sur un semi-conducteur (très souvent du silicium) prétraité (« dopé ») libère dans ce dernier des porteurs de charge électrique qui peuvent être utilisés dans un circuit électrique extérieur par l’intermédiaire des contacts électriques. Les semi-conducteurs prétraités de cette façon s’appellent des cellules solaires.

Planification d’une installation

La planification d’une installation photovoltaïque nécessite d’apporter des réponses à quelques questions importantes. Quels sont les besoins en électricité et à quels moments cette dernière est-elle nécessaire (profil de charge) ? Quels sont les coûts de la consommation d’électricité ? L’utilisation d’un système de stockage par batteries est-elle rentable et quelles doivent être les dimensions de ce dernier dans l’idéal ? Combien de panneaux est-il possible d’installer sans ombrage et quelle sera la puissance nécessaire à l’installation ? Quel type de panneau et quel onduleur se prêtent le mieux à l’installation ? Comment les câbles seront-ils posés ? Quel poids votre toit sera-t-il autorisé à supporter et comment sera fixée l’installation photovoltaïque à ce dernier ? Pour quel dispositif de protection contre la foudre allez-vous opter ? Nos équipes ou l’un de nos partenaires compétents à proximité de votre domicile se tiendront à votre entière disposition pour répondre à toutes ces questions et vous fournir tout autre type de renseignement ou de conseil.

PNOCT

PNOCT – Normal Operating Cell Temperature. Cette abréviation désigne la puissance d’une cellule ou d’un panneau photovoltaïque à une température de service normale.

Point de coupure CC / Interrupteur général CC (courant continu)

Dès que la lumière est diffusée sur les panneaux solaires, une tension continue s’applique toujours jusqu’à l’onduleur dans le cas d’une installation photovoltaïque raccordée au réseau. Afin de pouvoir couper la tension continue de l’onduleur notamment dans l’éventualité d’une mesure de contrôle de l’installation ou d’une urgence, un point de coupure CC doit être intégré dans chaque installation photovoltaïque. Soit cet interrupteur-sectionneur CC est déjà incorporé dans l’onduleur, soit il sera posé sous la forme d’un dispositif externe.

Polycristallin

Les conditions régnant lors de la cristallisation entraînent une solidification du silicium en un seul bloc qui se compose de plusieurs cristaux plus petits de taille et d’orientation différentes et qui ne présente pas de disposition entièrement régulière des atomes dans sa globalité.

Polysilicium

Également appelé silicium multicristallin, le polysilicium s’obtient après sa transformation sous forme de grands blocs au terme d’un processus de coulée. Ces blocs sont ensuite coupés en tranches et transformés afin de présenter une épaisseur comprise entre 300 et 500 µm environ.

Pompe à chaleur pour la production d’eau chaude

Les pompes à chaleur pour la production d’eau chaude ne génèrent pas d’énergie de chauffage. Elles produisent de l’eau chaude sanitaire, soit une eau qui sera utilisée pour la douche, le rinçage, la boisson ou d’autres activités similaires. Les pompes à chaleur pour la production d’eau chaude sont généralement des appareils compacts qui se composent d’une pompe à chaleur et d’un ballon d’eau chaude. Étant donné que ces deux dispositifs sont associés à l’installation de chauffage existante, le chauffage peut être complètement éteint pendant les mois chauds de l’année. Les pompes à chaleur pour la production d’eau chaude que nous proposons se posent en toute simplicité dans une cave et elles utilisent l’air comme une source d’énergie. Une température ambiante de 6 °C est suffisante ; la pièce de montage sera légèrement refroidie et déshumidifiée.

Principe photovoltaïque

Pour résumer, la lumière libère des porteurs de charge dans la couche limite située entre deux matériaux semi-conducteurs différemment dopés. Dans le champ électrique de la couche limite, les particules négativement chargées (électrons) se déplacent vers la borne positive. Ainsi circule un courant électrique continu. Le courant électrique est produit par l’effet photoélectrique. Celui-ci a été découvert dès 1839 par Becquerel et mis en œuvre sous la forme du principe des cellules solaires par Bell Telephone en 1954. Ce processus se déroule dans un semi-conducteur qui contient aussi bien des porteurs de charge négatifs (électrons) que des porteurs de charge positifs (trous). Le principe de l’effet photoélectrique repose sur le fait que l’irradiation par la lumière et plus précisément l’absorption de cette dernière génèrent des porteurs de charge supplémentaires et par conséquent des électrons libres et des trous. Cet effet entraîne ainsi la formation d’une tension électrique. Par ailleurs, une structure définie pour la disposition des semi-conducteurs est nécessaire afin de séparer les porteurs de charge libres générés. Elle contient une jonction p-n, soit une zone dans laquelle une région avec excédent d’électrons entre en contact avec une région avec excédent de trous. Ainsi, dans le cas d’une structure semi-conductrice au silicium, une région n dopée au phosphore est contiguë à une couche p dopée au bore. Si une telle zone est irradiée par la lumière, un champ électrique se forme à la jonction p-n (zone de déplétion ou de charge d’espace). Dans les régions n et p, un bombardement de lumière arrache les électrons de l’assemblage d’atomes, ce qui génère la création d’une quantité similaire de trous. Afin de rétablir le poids de la charge, les électrons libres ainsi produits se déplacent de la région p vers la région n alors que les trous effectuent quant à eux le trajet inverse. Ce processus entraîne la formation d’un excédent d’électrons dans la région n et d’un excédent de trous dans la région p. Une tension dont la polarité est opposée au champ interne est ensuite générée sur les contacts métalliques. Si un circuit doté d’un récepteur est posé sur les contacts externes, alors le courant continu circule. Lors de la fermeture du circuit électrique, les électrons reviennent via le conducteur et se joignent de nouveau aux trous. L’influence de la lumière provoque à nouveau la séparation des électrons de l’assemblage des atomes tout en générant de nouveaux trous et le processus redémarre selon le principe d’un circuit.

Procédé de Czochralski

Le procédé de Czochralski désigne un procédé spécial destiné à la fabrication de monocristaux de silicium au cours duquel un cristal est extrait du bain de fusion du silicium. Les mouvements de tirage et de rotation entraînent une séparation d’un monocristal de silicium cylindrique à partir d’un germe de cristallisation. La fusion fait déjà l’objet d’une utilisation de morceaux de silicium polycristallins ultrapurs auxquels un silicium fortement dopé est ajouté en fonction du dopage souhaité pour le monocristal. Le monocristal de silicium permet de fabriquer les wafers et les cellules destinées aux panneaux photovoltaïques.

Production d’électricité photovoltaïque

NOutre la production de chaleur solaire thermique, la production d’électricité photovoltaïque constitue une forme supplémentaire d’utilisation directe de l’énergie de rayonnement solaire. À la différence du solaire thermique, l’énergie solaire est ici directement transformée en courant électrique. La production d’électricité photovoltaïque présente différents avantages :

  • les émissions (aucun bruit ni gaz d’échappement)
  • la durée de vie (aucune pièce mobile, donc une durée de vie très élevée et des panneaux solaires qui bénéficient de périodes de garantie de 20 ans et plus)
  • la compatibilité avec l’environnement (l’exploitation et l’élimination de cellules solaires au silicium ne posent aucun problème)
  • les ressources (le silicium est le deuxième élément le plus fréquent dans la croute terrestre ; par conséquent, il s’agit d’une matière première disponible en quantité pratiquement illimitée)
  • le domaine d’application (le photovoltaïque peut être employé dans un vaste domaine de puissance qui s’étend des micro-applications aux grandes installations de plusieurs mégawatts)

Protection contre la foudre

D’une manière générale, une installation photovoltaïque n’accroît pas le risque de coup de foudre sur un bâtiment. Néanmoins, l’installateur ou le planificateur de l’installation photovoltaïque est tenu de construire celle-ci conformément aux normes de protection contre la foudre en vigueur. D’une part, le respect de ces dernières permettra à l’installation photovoltaïque de se protéger contre d’éventuels dommages et, de l’autre, l’installation restante du bâtiment sera également préservée des surtensions susceptibles d’être induites par l’installation photovoltaïque.

Puissance

La puissance, une grandeur physique, est désignée par la lettre P ou N et définie comme le quotient du travail et du temps. L’unité de puissance du Système international est la suivante : 1 Nms-1 = 1 watt.

Puissance active

La puissance active désigne la puissance utile qui permet d’entraîner les machines, d’allumer des luminaires et de faire marcher les radiateurs à infrarouge. Par ailleurs, il convient ici de fournir des informations relatives à ce contexte. Chaque récepteur présente une résistance ohmique qui transforme entièrement sa puissance absorbée en chaleur lorsqu’il est utilisé. Si un récepteur dispose de bobines et de condensateurs en plus de la résistance ohmique, alors il se forme entre le courant et la tension un décalage temporel également appelé déphasage. C’est la raison pour laquelle la puissance active s’accompagne également d’une puissance réactive. La puissance active est exprimée en watt (W). Dans le cas d’une tension continue, la puissance active est égale à la puissance apparente.

Puissance apparente

Également appelée puissance raccordée ou connectée, la puissance apparente désigne la puissance électrique qui alimente un récepteur. La puissance apparente s’obtient en effectuant la somme de la puissance active et de la puissance réactive.

Puissance réactive

Une puissance réactive est toujours disponible lorsqu’une puissance active est générée. Toutefois, les caractéristiques de la puissance réactive sont différentes de celles de la puissance active : la puissance réactive ne se consomme pas et elle ne peut pas produire de travail. Elle fait uniquement la navette dans le réseau électrique, un mouvement qui vient de surcroît encombrer ce dernier. En effet, l’ensemble des lignes, des interrupteurs, des transformateurs et autres composants doivent tenir compte de la puissance réactive supplémentaire. La puissance réactive est susceptible d’avoir des répercussions sur le réseau électrique car elle fait baisser ou augmenter la tension ou car elle entraîne un déphasage.

PV

PV est l’abréviation courante de photovoltaïque.

Pyranomètre

Un pyranomètre est un capteur utilisé pour la mesure de l’irradiance du Soleil.

Raccordé au réseau

L’expression raccordé au réseau qualifie les installations photovoltaïques qui injectent l’électricité produite dans le réseau électrique via un raccordement direct, par exemple les installations sur les maisons et sur les entreprises industrielles et artisanales.

Rayonnement

Le rayonnement désigne l’énergie (solaire) diffusée sur une surface. Alors que l’irradiance quantifie la puissance surfacique instantanée en W/m², le rayonnement ou la somme de rayonnement inclut la quantité d’énergie totale qui atteint une surface pendant une période déterminée (annuelle la plupart du temps). Il est courant que le rayonnement soit exprimé en kWh/m² et qu’il se réfère à la surface horizontale.

Rayonnement diffus

Un rayonnement diffus désigne un rayonnement solaire qui atteint indirectement le générateur solaire ou l’absorbeur de toutes parts après dispersion dans les nuages, les molécules atmosphériques et les particules. En d’autres termes simplifiés, le rayonnement diffus constitue la part du rayonnement (solaire) provenant de toutes les directions de façon plutôt régulière, soit sans suivre une direction définie, qui est diffusé sur une surface après dispersion dans l’atmosphère terrestre (nuages, brouillard, etc.) et après réflexion. C’est la raison pour laquelle il ne génère aucune projection d’ombre.

Rayonnement direct

Le rayonnement direct désigne le rayonnement solaire qui atteint directement, soit sans dispersion, le générateur solaire ou l’absorbeur depuis la direction du Soleil. En d’autres termes simplifiés, il s’agit de la part du rayonnement qui est diffusé directement et sans déflexion sur la surface terrestre depuis le Soleil et qui provoque des ombres.
Si des impuretés (atomes d’impureté) présentant des propriétés électriques différentes de celles du semi-conducteur de sortie sont intégrées dans un matériau semi-conducteur tel que le silicium, un excédent d’électrons (couche de semi-conducteurs dopés de type n, charge négative) ou un défaut d’électrons (couche de semi-conducteurs dopés de type p, charge positive) est alors généré selon le type d’atome d’impureté. Dans les deux cas, la conductivité connaît une augmentation considérable.

Rayonnement global / Énergie de rayonnement

Le rayonnement global désigne la somme du rayonnement solaire diffus, direct et réfléchi sur une surface horizontale. Le rayonnement global annuel moyen sur l’horizontale avoisine les 1 000 kWh/m2 dans le Plateau suisse et les 1 400 kWh/m2 dans les Alpes.

Rayonnement solaire

L’atmosphère est en majeure partie imperméable au rayonnement solaire. La gamme des longueurs d’onde optiques (de 0,3 à 5,0 µm) et la gamme des basses fréquences (de 10-2 à 102 m) constituent les seuls domaines où le rayonnement est en mesure de franchir l’atmosphère (fenêtre dite optique de l’atmosphère). Dans ces deux régions, seule la fenêtre optique présente un caractère important pour l’utilisation de l’énergie solaire, et ce, pour des raisons de puissance. Cette fenêtre comprend la gamme de la lumière visible comprise entre 0,38 et 0,78 µm.

Rendement

Le rendement électrique d’une installation photovoltaïque peut se consulter directement sur le compteur d’injection (en kWh) dans le cas d’une installation raccordée au réseau. Afin de pouvoir comparer votre rendement énergétique à celui d’autres installations photovoltaïques, vous devez calculer le rendement annuel spécifique, soit le rendement électrique d’une année entière divisé par la puissance installée (en kWc) de l’installation (kWh par kWc). – En Suisse, les rendements moyens des installations photovoltaïques sont compris entre 900 et 1 400 kWh par kWc et par an selon la région, l’orientation, la pose, la qualité des composants et leur coordination.

Roll-to-roll

L’expression Roll-to-roll désigne un procédé de traitement de la technologie à couche mince qui consiste à dérouler le substrat d’un rouleau, à effectuer les différentes étapes sur un tapis roulant et à enrouler le substrat sur un second rouleau au terme du processus.

Réflexion

La réflexion désigne un rayonnement qui est renvoyé à l’interface de deux matières et, à titre d’exemple, sur une surface. Tout rayonnement non réfléchi sera soit laissé passé (transmission), soit absorbé (absorption). Une couche antireflet peut réduire la proportion du rayonnement reflété.

Rétribution

L’énergie électrique injectée dans le réseau électrique général d’un gestionnaire de réseau ou d’une entreprise électrique à partir d’une installation photovoltaïque raccordée au réseau fait l’objet d’une rétribution. Le montant de la rétribution est défini par votre compagnie d’électricité. La loi contraint les gestionnaires de réseaux à raccorder les installations photovoltaïques à leur réseau, à acheter l’électricité produite et à rétribuer celle-ci en fonction d’un tarif minimal déterminé. Les entreprises électriques sont tenues d’acheter également l’électricité solaire excédentaire. Le montant de la rétribution peut être défini par votre compagnie d’électricité. Renseignez-vous auprès de celle-ci afin de connaître le montant de la rétribution pour l’électricité solaire injectée. Les installations photovoltaïques d’une puissance supérieure à 10 kWc sont susceptibles de bénéficier du régime de la rétribution à prix coûtant (RPC). Elle est financée par le biais d’un supplément appliqué à chaque kilowattheure d’électricité acheté. Les propriétaires d’installation perçoivent un montant garanti par kWh d’électricité produite, et ce, pour une durée définie. À l’heure actuelle, plus de 17 000 installations ont d’ores et déjà fait l’objet d’un financement et pas moins de 12 000 d’entre elles étaient des installations photovoltaïques. Malheureusement, il existe une liste d’attente qui comprend près de 36 000 installations photovoltaïques inscrites (chiffres d’octobre 2015). Il est encore possible d’autoriser des tranches de 100 MW pour chaque année entre 2015 et 2017. Les parlementaires débattent actuellement d’une augmentation des moyens afin de pouvoir poursuivre ensuite la réduction de cette liste.

Rétribution unique (RU)

La rétribution unique pour les petites installations photovoltaïques est entrée en vigueur le 1er avril 2014. Les installations qui reçoivent une rétribution unique sont immédiatement prises en compte et peuvent éviter la liste d’attente.
Toutes les installations d’une puissance inférieure à 10 kWc, qui ont été enregistrées à partir du 01/01/2013 sur la liste d’attente RPC, reçoivent une rétribution. Il est possible de choisir librement entre la rétribution unique et la RPC pour les installations ayant préalablement été enregistrées auprès de la RPC, ainsi que pour les installations d’une puissance comprise entre 10 et 30 kWc.
Jusqu’au dernier relevé (chiffres d’octobre 2015), la rétribution unique a permis de promouvoir près de 5 500 installations.

Sable quartzeux

Le sable quartzeux permet d’obtenir du silicium métallurgique par réduction. Il présente des taux de pureté susceptibles d’atteindre les 99 %.

Semi-conducteur

Les semi-conducteurs sont des solides présentant une conductivité électrique entre les métaux (bons conducteurs) et les isolants (non conducteurs). Leurs propriétés électriques peuvent varier à l’intérieur d’une gamme étendue. Un semi-conducteur contient aussi bien des porteurs de charge négatifs (électrons) que des porteurs de charge positifs (trous). Un grand nombre de matériaux semi-conducteurs peuvent être utilisés pour la fabrication de cellules solaires. Le matériau semi-conducteur le plus connu est le silicium sous forme de débris, soit un résidu du secteur des semi-conducteurs. Le matériau est disponible en grandes quantités, non polluant et facile à traiter. Pour résumer, un semi-conducteur est un solide dont la bande interdite et donc la conductivité électrique sont comprises entre celles d’un conducteur et celles d’un non-conducteur (isolant). Ainsi, il ne conduit pas le courant en cas de très basses températures. Toutefois, sa conductivité s’accroît au fur et à mesure que la température augmente.

Silicium

Le silicium est le deuxième élément chimique le plus fréquent sur la Terre. Il est obtenu à partir de la matière première suivante : l’oxyde de silicium (sable). De plus, il est possible de transformer le silicium en silicium monocristallin, multicristallin et amorphe. Le silicium est un semi-conducteur qui joue un rôle important pour les secteurs de l’électronique et du photovoltaïque.

Silicium brut

En tant que deuxième élément chimique le plus fréquent dans la croûte terrestre, sous forme de dioxyde de silicium, le silicium se ramasse à la pelle sur notre planète. Première matière première pour le secteur du silicium, le silicium brut est fabriqué à partir du dioxyde de silicium obtenu sous forme de quartz.

Silicium cristallin

Les atomes du silicium cristallin sont disposés dans un réseau cristallin orienté et régulier. Une fois extrait du bain de fusion du silicium, un monocristal peut être alors scié sous forme de wafer avant d’être ensuite transformé en cellules monocristallines. Si le bain de fusion se transforme en blocs au terme d’une solidification contrôlée, alors un grand nombre de cristaux orientés seront formés dans le cristal de glace caractéristique des cellules solaires polycristallines (ou multicristallines).

Smart Grid Ready

L’expression Smart Grid Ready désigne les pompes à chaleur pour la production d’eau chaude qui peuvent être intégrées à un réseau électrique intelligent. Dans le cas d’une combinaison d’une installation photovoltaïque avec une pompe à chaleur pour la production d’eau chaude, un onduleur à contact sec sera utilisé à cette fin. Accompagnées d’une installation photovoltaïque, les pompes à chaleur pour la production d’eau chaude que nous proposons peuvent être intégrées en milieu extérieur via un système de gestion de l’énergie intelligent. L’objectif consiste à employer une quantité d’électricité maximale pour la production d’eau chaude et de stocker temporairement cette dernière dans le ballon de la pompe à chaleur. Ce système permet d’augmenter de manière efficace la consommation propre d’une électricité solaire avantageuse et respectueuse de l’environnement.

Sources d’énergie et combustibles fossiles

Les sources d’énergie et combustibles fossiles sont des matières premières énergétiques issues de la biomasse au fil des millions d’années, telles que le pétrole, le charbon et le gaz. L’aspect problématique de ces sources d’énergie et de ces combustibles est le suivant : ils ne sont pas disponibles en quantité illimitée et leur combustion provoque des nuisances environnementales. À ce propos, il est possible de distinguer les sources d’énergie fossiles primaires (par exemple le lignite) et les sources d’énergie fossiles secondaires (par exemple l’essence et le diesel). Au contraire de ces sources, les énergies renouvelables sont quant à elles disponibles en quantité illimitée.

Structure d’une installation photovoltaïque (raccordée au réseau)

Également désignés par le terme de générateur solaire dans leur intégralité, les panneaux solaires produisent un courant continu (CC) solaire passant par des câbles solaires avant de se diriger vers l’onduleur qui transforme ensuite le courant continu en courant alternatif (CA). Ce dernier passe alors par des compteurs électriques et poursuit son chemin vers le réseau électrique local via le raccordement au réseau du bâtiment. Par ailleurs, l’onduleur est doté du dispositif de surveillance du réseau. L’énergie électrique injectée par l’installation photovoltaïque sera enregistrée au moyen d’un compteur d’injection spécifique. Le compteur de soutirage déjà présent dans l’installation domestique continue quant à lui de mesurer l’énergie électrique soutirée par le gestionnaire de réseau.

Surveillance du réseau

Une installation photovoltaïque produit toujours de l’électricité lorsque la lumière atteint le générateur solaire. Dans le cas d’une réparation effectuée sur le réseau électrique, un risque serait susceptible de se présenter pour le personnel d’assistance du gestionnaire de réseau si une installation raccordée au réseau continuait d’injecter de l’électricité dans le réseau. C’est la raison pour laquelle l’installation est automatiquement déconnectée du réseau électrique dès que celui-ci est coupé ou subit une panne. Par conséquent, un dispositif de surveillance du réseau situé à l’intérieur de l’onduleur contrôle en permanence si le réseau électrique se trouve dans un état intact. Différents systèmes de surveillance du réseau sont disponibles, tels que celui doté d’organes de commande affectés et la surveillance de réseau triphasée. Dans le cas d’installations au sol de grande envergure, le point de coupure du réseau est la plupart du temps réalisé par un dispositif de déconnexion accessible à tout moment. Cette procédure permet de déconnecter et de reconnecter une installation photovoltaïque manuellement.

Surveillance triphasée du réseau / Surveillance triphasée de la tension

La surveillance triphasée du réseau (également connue sous le terme de surveillance triphasée de la tension) désigne un équipement qui contrôle en permanence la tension des trois phases. Si l’une des tensions devient inférieure à une valeur limite définie, alors elle entraîne automatiquement la déconnexion de l’onduleur. Si la tension du réseau est de nouveau appliquée, l’onduleur se remet en marche également de façon automatique. La surveillance triphasée du réseau est généralement intégrée à l’onduleur et elle sépare l’installation photovoltaïque du réseau électrique public si ce dernier devait être coupé. La surveillance triphasée du réseau nécessite la réalisation d’une contre-vérification à intervalles réguliers. En guise d’alternative, il est également possible d’utiliser un dispositif de surveillance du réseau avec organes de commande affectés dans le cas d’installations dont la puissance peut atteindre 30 kWc.

Surélévation

Les rendements énergétiques des panneaux photovoltaïques sont proportionnels à l’énergie solaire diffusée. C’est la raison pour laquelle l’orientation de la surface des panneaux vers le Soleil revêt une importance toute particulière. Il convient à ce propos de distinguer une surélévation rigide d’une surélévation à un ou deux axes poursuivant la position du Soleil. Un dispositif de poursuite est inévitable dans le cas de panneaux photovoltaïques à haute concentration. Toutefois, il permet également d’obtenir des gains d’énergie supplémentaire dans le cas de systèmes à concentration nulle.
En raison de la forte baisse des prix des panneaux, une surélévation optimale pour ces derniers ne constitue plus une condition fondamentale à une exploitation rentable de l’installation photovoltaïque à l’heure actuelle.

Système de montage

Système de fixation des panneaux solaires sur des toits, des façades ou des surfaces disponibles.

Système en site isolé

Les installations photovoltaïques en site isolé sont des systèmes d’approvisionnement en électricité hors-réseau qui se composent d’un ou de plusieurs panneaux solaires, régulateurs de charge, accumulateurs et éventuellement d’un onduleur pour systèmes en site isolé. Les systèmes en site isolé sont uniquement capables de fournir l’énergie produite par les panneaux et accumulée dans les systèmes de stockage électriques intégrés au système (en général des accumulateurs et des batteries). Les systèmes en site isolé constituent la plupart du temps la solution la plus élégante en matière d’approvisionnement en énergie si aucun raccordement au réseau n’est disponible, par exemple pour les pavillons, les maisons de vacances et les abris.

Taux d’utilisation du système

Le taux d’utilisation d’une installation photovoltaïque désigne le taux de rendement de l’ensemble du système. Autrement dit, il indique le pourcentage de l’énergie solaire diffusée qui a été transformé en courant électrique. À ce propos, il convient de prendre en compte le rapport du rendement solaire à l’énergie de rayonnement. De plus, l’énergie utilisée et l’énergie utilisable pour l’intégralité du système photovoltaïque, y compris les pertes causées notamment par la transformation dans l’onduleur ou les pertes en ligne, sont ajoutées à des fins d’évaluation. Les taux d’utilisation des systèmes sont toujours observés pendant une période prolongée (plusieurs mois ou une année) et ils servent principalement à fournir une évaluation énergétique d’une installation.

Taux de distorsion harmonique

Le taux de distorsion harmonique désigne l’ondulation résiduelle du courant de sortie d’un onduleur et par conséquent l’écart entre le courant fourni par un onduleur raccordé au réseau et la sinusoïde idéale du courant du réseau.

Taux de rendement

Le taux de rendement désigne l’efficacité de la transformation d’énergie. Les taux de rendement des panneaux solaires sont compris, de façon caractéristique, entre 11 % et 21 %. Ces pourcentages expriment la part d’énergie solaire diffusée qui est transformée en énergie électrique. Dans le cas des onduleurs, les taux de rendement sont compris entre 92 % et 98 % lors de la transformation du courant continu en courant alternatif (cf. l’entrée Taux de rendement européen des onduleurs).

Taux de rendement européen

Le taux de rendement de conversion d’un onduleur n’est pas constant dans toute sa plage de puissances. Le taux de rendement maximal d’un onduleur indique uniquement le point maximal d’une courbe caractéristique relative à ce taux. À titre d’exemple, l’onduleur fonctionne dans la plage de charge partielle inférieure à un taux de rendement moins intéressant. Le taux de rendement européen constitue un taux de rendement pondéré. Il se calcule en pondérant les différents taux de rendement en charge partielle et le taux de rendement à pleine charge en fonction de leur fréquence. Un onduleur présentant un taux de rendement européen supérieur de 1 % obtient généralement environ 1 % de plus d’énergie électrique d’une installation. Le taux de rendement européen des onduleurs courants est compris entre 92 % et 98 % environ.

Taux de retour énergétique

L’énergie est nécessaire à la fabrication, au transport et à l’entretien d’une installation photovoltaïque. Cette énergie, il est possible de la calculer, par exemple à l’aide de la facture d’électricité des usines concernées et de la consommation de carburant des camions entre autres données utiles. Dès que l’installation est posée, elle se met à produire de l’électricité. Le taux de retour énergétique indique la quantité d’énergie produite par l’installation au cours de son cycle de vie qui a été supérieure à la quantité d’énergie totale et nécessaire à sa fabrication, à sa mise en place et à son démontage. D’après les chercheurs de l’Université technique de Berlin, les taux de retour énergétique sont compris entre 4,8 et 7,4 pour les installations monocristallines, entre 6,2 et 14 pour les installations polycristallines et entre 8,6 et 21 pour les installations à couche mince, et ce, quelle que soit la durée de vie des systèmes. Cette notion est étroitement liée à celle du temps de retour énergétique qui indique la période au bout de laquelle une installation est amortie.

Tellurure de cadmium (CdTe)

Le tellurure de cadmium (CdTe) est un semi-conducteur composé doté d’un pouvoir d’absorption important employé dans le domaine de la production de cellules solaires à couche mince. Ce composé chimique est généré par la combinaison du tellure et du cadmium. L’avantage des cellules solaires à couche mince à base de tellurure de cadmium réside notamment dans le fait que la lumière solaire est bien absorbée et que le panneau à couche mince fournit également de très bons rendements dans des conditions météorologiques défavorables, telles qu’un temps nuageux ou une lumière faible et diffuse, ainsi qu’à des températures élevées. La production de cellules solaires à base de tellurure de cadmium est certes particulièrement avantageuse en termes de coûts, mais il est nécessaire de préciser que l’usage de cadmium présente également des risques pour l’environnement. En effet, le cadmium est un métal lourd toxique et il est interdit qu’il se retrouve dans l’environnement.

Temps de retour énergétique

Le temps de retour énergétique est également désigné par la notion de durée d’amortissement énergétique. Il indique la durée nécessaire à un système énergétique pour générer à nouveau l’énergie totale indispensable à sa fabrication et à sa construction. Ce n’est qu’à partir de la fin de cette période que le système est alors en mesure de présenter un bilan énergétique positif.

Tension (électrique)

La tension constitue la cause du courant électrique. Alors que la tension nominale désigne la tension aux conditions statiques de référence (STC pour le photovoltaïque), la tension de service indique quant à elle une valeur instantanée dans des conditions réelles de fonctionnement. Les cellules et les panneaux montés en série permettent d’obtenir une tension susceptible d’atteindre 1 000 V dans les installations photovoltaïques.

Tension d’entrée

La tension d’entrée désigne la tension à l’entrée de l’onduleur.

Tension à vide (Ul, UOC)

La tension à vide est la tension maximale dans un circuit électrique qui se forme lorsque le courant I est égal à zéro. La tension à vide d’un panneau solaire est indiquée sur sa fiche technique. Au cours de la mise en service d’une installation photovoltaïque, les tensions à vide des installations partielles sont mesurées. La tension à vide d’un panneau ou d’un générateur solaire dépend de la température des panneaux.

Toit en pente

Également appelé toit incliné, un toit en pente dispose de différentes couvertures. L’inclinaison du toit sert à évacuer l’eau de pluie de façon sûre. Les toits en pente sans ombrage dont la surface est orientée vers le sud-ouest ou le sud-est se prêtent très bien à la production d’électricité photovoltaïque.

Tolérance de puissance

La tolérance de puissance nominale indiquée par un fabricant pour un panneau solaire indique la plage dans laquelle doivent se trouver les puissances de chaque panneau. Dans le cas d’un montage des panneaux solaires sous forme de chaînes, les panneaux présentant une tolérance de puissance moindre se révèlent intéressants car ils réduisent leur inadaptation entre eux et augmentent ainsi le rendement de l’installation photovoltaïque. À titre d’exemple, les tolérances très faibles sont comprises entre -0 et +3 %.

Tracker MPP

Pour qu’un générateur solaire fonctionne toujours à son point de puissance maximale (MPP) et obtienne ainsi le meilleur rendement électrique possible, un tracker MPP d’un onduleur régule la tension à sa valeur nécessaire. Un tracker MPP fait désormais partie intégrante de l’équipement d’un onduleur pour les installations photovoltaïques.

Tracker solaire

Il existe deux types de dispositif : les trackers (suiveurs) solaires à un axe ou à deux axes. Dans le cas d’une installation à un axe, le champ de panneaux suit la position du Soleil uniquement à l’horizontale ou à la verticale. Les trackers à deux axes, quant à eux, sont capables de faire les deux et présentent par conséquent un rendement énergétique maximal.

Transformateur

Les onduleurs des installations photovoltaïques transforment le courant continu en un courant alternatif conforme aux exigences du réseau. Afin d’adapter la tension au niveau du réseau, un grand nombre d’onduleurs fonctionnent avec un transformateur interne. Cependant, il est également possible de faire marcher un onduleur sans transformateur. Ces appareils sans transformateur présentent un taux de rendement supérieur et permettent par conséquent d’obtenir un rendement plus important en règle générale.

Types de cellule solaire

Le matériau actuellement le plus utilisé pour la fabrication des cellules solaires est le silicium monocristallin ou polycristallin. Par conséquent, il existe deux types de cellule solaire : les cellules solaires au silicium monocristallin et celles au silicium polycristallin. C’est à la moitié des années 1970 que le silicium amorphe fit son apparition en tant que matériau destiné à la filière photovoltaïque. Outre les cellules solaires à une seule couche, les cellules solaires multijonction sont également en cours de conception, et ce, notamment pour les configurations à base de silicium amorphe et d’alliages de silicium amorphe contenant du carbone et du germanium. À ce propos, plusieurs cellules présentant des écarts énergétiques et des contacts transparents des deux côtés sont superposées dans une succession de couches. La cellule solaire à couche d’inversion MIS (Metal-Insulator-Semiconductor) suit un autre concept. Le nom de cette cellule solaire provient de l’effet d’une couche de charges positives fixes à la surface d’une couche dopée de type p. Il est alors question d’une couche d’inversion étant donné que la partie proche de la surface de la couche de type p se comporte pratiquement comme une couche de type n (d’où la quasi-inversion) en raison des charges fixes à la surface d’un champ électrique sortant. L’avantage de ces cellules réside dans le fait que seules six étapes de travail à des températures relativement basses suffisent à les fabriquer alors que les cellules monocristallines et polycristallines nécessitent jusqu’à 17 opérations différentes. Par ailleurs, les cellules à concentrateur constituent une alternative supplémentaire. De telles cellules fonctionnent à une intensité lumineuse accrue. Plusieurs systèmes de miroir et de lentille s’emploient pour la concentration du rayonnement. Afin d’obtenir des rendements énergétiques importants, il est nécessaire d’asservir de tels systèmes à concentrateur à la position du Soleil. La résistance série qui revêt une importance supérieure en cas de concentration accrue du rayonnement pose ici un problème. C’est pour cette raison que les cellules à concentrateur doivent être très fortement dopées et munies de contacts à pertes particulièrement faibles.

Volt

Unité de mesure de la tension électrique (watt, ampère)

Wafer

Les wafers sont de fines tranches de silicium de forme ronde ou carrée qui présentent une épaisseur caractéristique comprise entre 180 et 300 micromètres (μm). Ils constituent le socle permettant la fabrication des cellules solaires. À ce propos, il convient de distinguer deux types de wafer : les wafers multicristallins (ou polycristallins) et les wafers monocristallins. Ces deux types de wafer s’obtiennent après le sciage des lingots correspondants. Une fois traités au terme de plusieurs étapes successives, les wafers constitueront le matériau qui permettra de réaliser les cellules solaires indispensables à la fabrication des panneaux solaires.

Watt

Unité de mesure de la puissance électrique (volt, ampère)

Wc

Abréviation de l’unité watt-crête. 1 000 watts-crêtes (Wc) = 1 kilowatt-crête (kWc)

Wh

Abréviation de l’unité wattheure. 1 000 wattheures (Wh) = 1 kilowattheure (kWh).

Électricité verte

Ce terme désigne l’électricité obtenue à partir de sources d’énergie renouvelables.

Émetteur sélectif

Dans le cas de l’émetteur sélectif, un dopage supérieur est obtenu de manière sélective uniquement sous la face avant du réseau. À la différence d’un émetteur homogène, l’émetteur sélectif permet à la fois d’améliorer la résistance de contact, d’accroître la sensibilité spectrale, notamment dans la région spectrale bleue, et d’augmenter le taux de rendement de la cellule solaire.

Émissions de CO2 évitées

L’exploitation d’une installation photovoltaïque ne dégage aucune émission de dioxyde de carbone (CO2). De plus, une installation photovoltaïque produit au cours de sa durée de vie une quantité d’énergie nettement supérieure à celle nécessaire à sa fabrication. Un tel atout permet aux installations photovoltaïques d’éviter de générer des émissions de CO2. Pendant la durée de service de ces dernières, une quantité minimale de 7 tonnes de CO2 est ainsi évitée pour chaque kilowatt-crête (kWc) de puissance photovoltaïque installée.

Énergie primaire

Une énergie primaire est une énergie brute, soit la valeur énergétique des sources d’énergie qui ne sont pas encore soumises à une transformation, telles que les carburants fossiles comme la houille, le lignite, le pétrole brut, le gaz naturel et les combustibles nucléaires. Les sources d’énergie primaires désignent des matières qui n’ont pas encore fait l’objet d’une transformation technique et qui permettent d’exploiter des sources d’énergie secondaires directement ou bien après une ou plusieurs transformations.

Énergie solaire

L’énergie solaire désigne l’énergie électromagnétique diffusée sur la Terre par le Soleil. Au regard de la totalité de l’énergie convertie sur la Terre, l’énergie solaire présente une part de 99,9 %. L’énergie diffusée sur la Terre par le Soleil est atténuée à l’intérieur de l’atmosphère et elle est transformée en partie dans d’autres formes d’énergie (éolien, hydraulique, biomasse, etc.).

Énergie utile

L’énergie utile désigne l’énergie disponible dans les appareils du consommateur après la dernière transformation et destinée à la satisfaction des besoins respectifs de ce dernier (climatisation des pièces, préparation des aliments, information, déplacement, etc.). Elle est obtenue à partir de l’énergie finale, minorée des pertes liées à cette dernière transformation (par exemple les pertes consécutives à l’émission de chaleur d’une ampoule pour la production de lumière).

Énergies renouvelables

Les énergies renouvelables sont également appelées sources d’énergie renouvelables. Il s’agit de sources d’énergie disponibles de façon « inépuisable » à l’échelle du temps humain. À ce propos, l’énergie diffusée par le Soleil (rayonnement solaire) est responsable d’une multitude d’énergies renouvelables supplémentaires (énergie éolienne, hydraulique, etc.). En outre, les sources d’énergie renouvelables comprennent également l’énergie marémotrice générée par la gravitation et le mouvement de la planète, ainsi que l’énergie géothermique et la géothermie.

Éthylène-acétate de vinyle (EVA)

Il s’agit d’un film plastique polymère transparent et résistant à la lumière et aux chocs thermiques qui sert de masse de scellement lors du laminage des cellules solaires. Seuls les verres feuilletés présentant une couche intermédiaire en film PVB sont considérés comme des verres de sécurité feuilletés. Les panneaux solaires sous forme de système en verre feuilleté doté d’une couche intermédiaire en EVA sont par conséquent des produits de construction non réglementés.