Selon l’Agence internationale de l’énergie (AIE), l’énergie solaire photovoltaïque est l’énergie la moins chère de l’histoire. C’est encore plus vrai pour une installation photovoltaïque en site isolé encore appelé hors réseau ou off grid. Et pour cause, celle-ci évite des coûts de raccordement élevés. Configuré spécifiquement pour le site inaccessible, le photovoltaïque convient parfaitement à de nombreuses applications scientifiques, industrielles ou domestiques. Attention toutefois, la question du dimensionnement du projet est centrale.
Pourquoi choisir une installation photovoltaïque en site isolé ?
Les avantages du photovoltaïque en site isolé sont nombreux. Toutefois, les personnes qui choisissent ces systèmes le font essentiellement par manque de réseau d’électricité. Ils peuvent poursuivre d’autres buts :
- de la puissance disponible tout le temps pour de nombreuses applications ;
- une flexibilité d’installation dans le respect de l’environnement ;
- système de production d’électricité fiable à faible maintenance.
Ceux qui ont un réseau électrique à proximité cherchent les économies d’énergie ou l’indépendance énergétique.
Les composants d’une installation photovoltaïque off grid
Qu’est-ce qu’une installation photovoltaïque en site isolé ? C’est un système de production d’électricité autonome qui utilise l’énergie solaire. Il se compose de panneaux photovoltaïques, de batteries de stockage, d’un régulateur de charge, de câbles et de systèmes de fixation du panneau. Le tableau suivant récapitule les principaux éléments.
| Composants des kits photovoltaïques en site isolé | Description des produits et éléments | Détails et compléments | |||
| Panneaux photovoltaïques | Panneaux capteurs de l’énergie solaire | Différents panneaux solaires monocristallins, polycristallins PET. | |||
| Batteries de stockage | Une batterie seule ou plusieurs reliées au système | Batterie lithium, ou batterie à décharge lente GEL (électrolyte à gel de silicium). | |||
| Régulateur de charge | Chargeur/déchargeur de batterie | Mode de régulation MPPT idéal, tension adaptée à la tension des panneaux et des batteries. | |||
| Onduleur | Convertisseur de courant électrique des panneaux en courant utilisable | Convertit la tension DC en tension AC. Onduleur seul ou onduleur/chargeur | |||
| Structures de fixation des panneaux photovoltaïques | Cadre principal et rails de fixation des panneaux solaires | Système d’inclinaison, système antivol, mise à la terre. |
Fonctionnement des systèmes de production d’électricité photovoltaïque en un clin d’oeil
Les sites isolés de production d’électricité exploitent une énergie renouvelable. Éloignés d’un réseau électrique, ils s’appuient sur l’autonomie. Leur fonctionnement peut se décrire en cinq phases, allant de la captation de l’énergie solaire à la gestion de la consommation.
1 — Captation de l’énergie solaire
Les panneaux photovoltaïques captent l’énergie solaire. Ils se composent de cellules photovoltaïques qui convertissent les photons en énergie électrique. Cette énergie électrique est un courant continu (DC). La tension de sortie peut être par exemple de 5, 16, 17, 18 ou 35 volts.
2 — Régulation de la charge des batteries
L’énergie électrique produite par les panneaux est pilotée par le régulateur de charge. En clair, il gère la charge et la décharge des batteries. Sa tension est adaptée à celle des panneaux et à leur puissance. S’il est MPPT, il optimise en permanence le rendement des panneaux solaires (30 % de plus).
3 — Stockage de l’énergie
L’énergie électrique d’origine solaire doit être stockée. Pour ce faire, le système doit comporter des batteries dont la capacité est appropriée aux besoins des appareils. Leur rôle est de stocker le courant électrique non consommé quand l’énergie solaire est disponible. Les batteries restituent cette électricité la nuit, par temps nuageux ou lors de pic de consommation.
4 — Conversion du courant électrique
La tension du courant électrique stocké dans les batteries est continue (DC). Or parfois, cette tension ne correspond pas à la tension des appareils utilisés. Le plus souvent, ils nécessitent une tension alternative (AC). L’onduleur convertit la tension continue de sortie des batteries en courant alternatif.
5 — Distribution et gestion de l’énergie
Un pack d’installation photovoltaïque en site isolé complet comporte un système de distribution de l’électricité. Il se compose de câbles, de connecteurs et d’une protection électrique. Il peut également prévoir un logiciel de gestion de la production électrique. Certains systèmes proposent une fonctionnalité de gestion à distance.
Les étapes clés pour installer un système photovoltaïque en site isolé
Un projet de mise en place d’un système de production d’électricité en site isolé requiert une démarche spécifique. La gestion de l’énergie occupe une place centrale. Le principe est d’adapter parfaitement la quantité d’électricité produite aux appareils électriques connectés.
Estimation et calculs des besoins en énergie
Votre prestataire ou vous-même devez estimer la consommation d’énergie quotidienne et annuelle. Elle se quantifie en kWh. Pour ce faire, il est crucial d’établir une liste d’appareils à alimenter. Il peut s’agir d’éclairage, de capteurs de température, d’appareils médicaux, de réfrigérateurs, de pompes, de bornes de détresses.
Dimensionnement du système de production
Le dimensionnement du système photovoltaïque est central. Il s’appuie sur l’énergie solaire disponible sur le site. Il tient compte également de la puissance des panneaux solaires, exprimée en kWc (puissance crête). La capacité des batteries doit être déterminée (en Ah). Le choix de l’onduleur et du régulateur de charge fait également partie de cette étape.
Choix de l’emplacement des panneaux
Respecter les règles de l’art est fondamental. L’objectif est d’optimiser la production d’énergie solaire. L’emplacement des panneaux doit permettre une exposition continue au rayonnement solaire. Vérifiez l’absence d’ombres portées sur les panneaux. Choisissez une inclinaison optimale.
Installation du système
Une fois choisi l’emplacement des panneaux solaires, vous pouvez réaliser l’installation. Privilégier la fixation des support des panneaux sur des installation robustes ou au sol, sur un socle en béton. Ensuite, les étapes d’installation sont :
- fixation des panneaux solaires sur les structures ;
- câblage des panneaux solaires entre eux ;
- raccordement du champ solaire à la boîte de jonction des panneaux ;
- choix d’un coffret sécurisé pour la ou les batteries ;
- installation de l’onduleur et le régulateur de charge dans un compartiment séparé des batteries ;
- ajout d’une éventuelle source électrique de secours (batterie amovible rechargeable sur secteur ou rallonge électrique) ;
- système de protection du site (fusibles, mise à la terre, parafoudre).
Les applications du photovoltaïque en site isolé
En site isolé, par rapport à un raccordement au réseau, la production d’électricité via un kit de panneaux solaires est très compétitive. Monocristallin ou polycristallin, un kit bien dimensionnné répond aux besoins de nombreuses applications. Il peut s’agir d’appareils de loisirs comme d’équipements professionnels. Découvrez quatre types d’applications.
Habitat résidentiel et de loisirs
Les systèmes photovoltaïques autonomes sont adaptés pour les maisons en zones reculées ou les cabanes de montagne. Ils délivrent une alimentation électrique propre à alimenter les appareils du quotidien. Ces systèmes solaires peuvent également alimenter des appareils spécifiques de campings et des sites de loisirs. Lorsque la connexion au réseau électrique est abordable, la revente de l’électricité est possible.
Recherche scientifique
Les sites de recherche scientifique situés dans des régions isolées ont également besoin d’alimentation électrique. Les stations de recherche en haute montagne ou en milieu désertique sont les meilleurs exemples. Les systèmes photovoltaïques offgrid fournissent l’énergie électrique pour alimenter :
- les appareils de mesure, les capteurs de température, d’écoulement d’eaux, de remontées de nappes ;
- les systèmes de communication et notamment de connexion à internet ;
- les appareils nécessaires aux installations de vie.
Surveillance et sécurité
Les systèmes photovoltaïques en site isolé sont utilisés pour alimenter les équipements de surveillance et de sécurité. Cela inclut les caméras de sécurité, les capteurs de mouvement et les systèmes de détection de pollution. Les appareils se composent également de bornes d’accès et de serrures à codes. L’énergie solaire assure un fonctionnement continu. Elle garantit la continuité des mesures, la transmission des datas, mais également la sécurité des biens et des personnes.
Agriculture et industrie en site éloigné
Les exploitations agricoles et les installations industrielles très éloignées du réseau électrique peuvent également utiliser les systèmes photovoltaïques. En agriculture, ces systèmes peuvent alimenter des pompes d’irrigation, des systèmes de ventilation de serres et des capteurs de température. Pour les industries, l’énergie solaire peut alimenter :
- l’éclairage de zones d’extraction minière ;
- des caméras de sécurité de zone portuaire ;
- des conteneurs réfrigérés ;
- ces panneaux de signalisation ou d’information lumineux ;
- des bornes de recharge pour chariots élévateurs.
Une installation photovoltaïque en site isolé est une garantie de liberté et d’autonomie. En choisissant un nombre de panneaux une tension appropriée, vous pouvez alimenter tout type d’équipements. Equipementier en énergie autonome, Jade Technologie vous propose des panneaux solaires adaptés à votre projet. N’hésitez pas à contacter nos experts.