Il n'y a pas de pièces mobiles. Il n'y a pas de combustion et aucun son n'est produit. Aucun espace n'est nécessaire autre que la surface de votre toit. Il ne nécessite aucun carburant, juste la lumière du soleil. Et malgré tout cela, il peut alimenter toute votre maison et produire un surplus d'énergie que vous pouvez exporter vers vos voisins.
Oui, je parle de l'énergie solaire. La façon dont cela fonctionne semble si remarquable et mystérieuse qu'elle ressemble presque à de la magie. Mais la production d'énergie solaire est en fait assez simple. Et, croyez-le ou non, la technologie solaire utilisée dans les panneaux solaires modernes est restée essentiellement inchangée depuis les années 1950.
Alors, comment fonctionne l'énergie solaire ? Que faut-il faire pour convertir la lumière solaire ordinaire en électricité pouvant alimenter vos appareils électroménagers ?
Ce blog répond à ces questions. Il examine également le fonctionnement de l'énergie solaire la nuit et le rôle que jouent les batteries dans les systèmes d'énergie solaire.
Comment l'énergie solaire alimente-t-elle votre maison ?
Dans cette section, nous expliquons le processus par lequel les maisons peuvent générer et utiliser l'énergie solaire à l'aide de panneaux solaires.
L'énergie solaire utilisable est produite en 4 étapes :
- Les panneaux solaires génèrent de l'électricité en courant continu
- L'onduleur solaire convertit l'énergie en électricité CA utilisable
- L'onduleur solaire alimente la maison en électricité
- L'énergie solaire excédentaire est exportée vers le réseau
1. Les panneaux solaires génèrent de l'électricité en courant continu
Les maisons équipées de systèmes d'énergie solaire ont généralement entre 15 et 25 panneaux solaires sur leur toit.
Chaque panneau solaire est constitué d'un réseau de 60 ou 72 cellules photovoltaïques, chacune en silicium monocristallin ou polycristallin. Les cellules solaires sont conçues pour capter la lumière du soleil et la convertir en courant continu (DC) grâce à l'effet photovoltaïque.
La quantité d'électricité solaire générée dépend de la force de la lumière du soleil et de la conception du panneau solaire. A partir de 2021, les panneaux solaires individuels produiront généralement entre 300 et 350 watts chacun dans des conditions optimales.
2. L'onduleur solaire convertit l'énergie en courant alternatif utilisable
Les appareils électroménagers sont conçus pour utiliser du courant alternatif (AC), de sorte que le courant continu généré par les cellules solaires doit être converti avant d'être fourni à la maison. Cette fonction est assurée par un onduleur solaire.
Dans la plupart des maisons, un seul onduleur "string" est installé. Ces onduleurs de chaîne, également appelés « onduleurs centraux », reçoivent la puissance combinée de tous les panneaux solaires avant qu'ils ne soient convertis.
Cependant, les onduleurs solaires peuvent également être installés au niveau du module ; dans ces cas, de petits micro-onduleurs sont attachés à chaque panneau solaire individuel pour effectuer la conversion AC-DC.
3. L'onduleur solaire alimente la maison en électricité
L'onduleur fournira alors un courant alternatif avec la tension requise (120 V/240 V) à votre circuit imprimé ; cette puissance est maintenant disponible pour desservir toutes les charges électriques de votre propriété.
Avec les systèmes solaires reliés au réseau - le type de système solaire le plus couramment installé dans les maisons - vous pouvez utiliser l'énergie solaire, l'alimentation du réseau ou une combinaison des deux à tout moment.
Si la charge de votre maison dépasse la puissance fournie par l'onduleur, votre charge peut être prise en charge par une combinaison de sources : en partie à partir de l'énergie solaire de votre toit et en partie à partir du réseau.
Plus d'informations : Systèmes d'énergie solaire connectés au réseau
4. L'énergie solaire excédentaire est exportée vers le réseau
Si vous avez installé des panneaux solaires, il est courant de générer plus d'énergie solaire que votre charge électrique totale (qui correspond à vos besoins énergétiques). Lorsque cela se produit, l'énergie excédentaire s'écoule de la maison vers le réseau via votre compteur d'énergie.
Le compteur de services publics doit être un "compteur de réseau" spécial, qui peut suivre séparément l'électricité que vous exportez vers le réseau et ce que vous consommez du réseau.
Comment fonctionne un système d'énergie solaire la nuit ?
Les panneaux solaires ont besoin de la lumière du soleil pour générer de l'électricité, mais nous savons tous que le soleil ne brille pas la nuit. Pour alimenter vos charges électriques après la tombée de la nuit, un système de panneaux solaires relié au réseau - le type de système solaire le plus courant - dépend de l'électricité importée de votre entreprise de services publics.
Heureusement, il y a de fortes chances que vous n'ayez pas à payer cher l'électricité que vous importez du jour au lendemain. C'est le cas si vous vivez dans un état avec une mesure de réseau 1: 1, qui est actuellement de 38 états sur 50. Voici la puissance excédentaire de votre système pendant la journéeexporté, utilisé pour annuler le coût de votre importation d'électricité du jour au lendemain.
Cette vidéo explique comment un système solaire connecté au réseau fonctionne en exportant de l'énergie pendant la journée et en important de l'énergie la nuit.
Comment fonctionne le stockage des batteries solaires ?
Jusqu'à présent, nous n'avons parlé que du type d'installation solaire le plus populaire aux États-Unis, les systèmes solaires connectés au réseau.
Vous avez peut-être remarqué que ces systèmes fonctionnent sans piles. Lorsque le réseau est disponible, comme c'est le cas pour la plupart des gens, l'ajout de batteries à un système d'alimentation solaire domestique est facultatif.
En outre, l'achat d'un stockage d'énergie solaire n'a généralement pas de sens économique. Les solutions de stockage sur batterie sont coûteuses et ont une durée de vie relativement courte, de sorte qu'elles ne s'autofinancent généralement pas.
Cela dit, les solutions de stockage sur batterie gagnent en popularité, aidées par la montée en puissance de solutions lithium-ion polyvalentes telles que le Tesla Powerwall.
Ce sont les deux scénarios courants dans lesquels les propriétaires choisissent d'utiliser des solutions de batterie avec leurs systèmes de panneaux solaires :
Scénario 1 : Utilisation de batteries dans le cadre d'un système hors réseau
Certaines personnes utilisent l'énergie solaire pour répondre à tous leurs besoins en électricité ; c'est soit parce qu'ils recherchent un mode de vie hors réseau, soit parce que les connexions réseau sont indisponibles ou coûteuses à connecter (souvent le cas dans les zones reculées).
Dans de tels cas, les propriétaires relient leurs panneaux solaires au stockage de la batterie pour créer un système solaire hors réseau. Cela leur permet de stocker leur énergie solaire excédentaire pendant la journée pour l'utiliser la nuit.
Les systèmes solaires hors réseau utilisent généralement des batteries au plomb, similaires à celles que l'on trouve dans les batteries de voiture. Il s'agit de la solution de batterie la plus abordable et, en tant que telle, de l'option préférée lorsque de grandes quantités d'espace de stockage sont nécessaires.
Scénario 2 : Utilisation de piles pour l'alimentation de secours
Les propriétaires vivant dans des zones sujettes aux pannes d'électricité se tournent de plus en plus vers le stockage sur batterie comme source d'alimentation de secours. Ils sont plus silencieux et plus propres que les générateurs diesel traditionnels et n'ont pas besoin de sortir pour acheter du carburant.
Aujourd'hui, la plupart des gens qui achètent des batteries pour l'alimentation de secours optent pour de nouvelles options lithium-ion comme le Tesla Powerwall ou sonnen Eco. Ces batteries ont un faible encombrement et peuvent être facilement configurées pour fonctionner comme une alimentation de secours indépendante en cas de panne de courant.
Il convient de noter, cependant, que les solutions de batterie sont coûteuses et de courte durée, avec des garanties de seulement 5 à 10 ans. L'économie s'améliore un peu dans des endroits comme la Californie, où vous pouvez profiter d'incitations à l'achat de batteries et profiter des tarifs de temps d'utilisation (TOU) pour réaliser des économies.
Faites fonctionner l'énergie solaire pour votre maison
Le processus de l'énergie solaire peut sembler compliqué au premier abord. Mais avec les bonnes ressources, vous aurez un système de panneaux solaires sur votre toit en quelques semaines.
Le premier défi est de comprendre comment fonctionne la technologie solaire. Le fait que vous lisiez ce blog signifie que vous êtes sur la bonne voie pour vous attaquer à cette tâche.
La prochaine étape de votre voyage solaire peut être encore plus délicate : déterminer si l'énergie solaire vous convient.
Une fois les panneaux solaires installés, vous êtes prêt. Les panneaux solaires sont conçus pour durer au moins 25 ans et nécessitent un minimum d'entretien. Vous pouvez ensuite vous asseoir et profiter de l'énergie propre que vous produisez - et de toutes les économies financières que vous réaliserez au cours du processus.