Au même titre que l’eau et l’air, le soleil est à la base de la vie sur Terre, à laquelle il apporte chaleur  et lumière. Inépuisable, disponible, non polluante, l’énergie solaire fournit toutes les 50 minutes de quoi répondre à la consommation annuelle des habitants de la Planète. Le défi est de recueillir une part, même infime, de cette énergie calorique et rayonnante.

Deux grandes technologies ont été identifiées pour en tirer le meilleur profit :

• d’une part le solaire photovoltaïque, qui transforme directement le rayonnement du soleil en électricité grâce à des panneaux formés de cellules de semi-conducteurs,
• d’autre part le solaire thermique qui capte la chaleur du soleil. La chaleur collectée est utilisée comme telle ou bien transformée en énergie mécanique, puis en électricité. Dans ce dernier cas, on parle de solaire thermodynamique.

Deux types d’installations très distincts en dérivent :

• des équipements individualisés, s’adressant aux particuliers ou à de petites collectivités. Des panneaux photovoltaïques permettent d’alimenter des équipements électriques tandis que des capteurs thermiques chauffent la maison ou l’eau chaude sanitaire.
• de grandes unités, des « centrales solaires », qu’elles soient photovoltaïques ou centrales thermodynamiques, déployées sur des centaines d’hectares, produisent à grande échelle de l’électricité intégrable sur les réseaux électriques.

C’est cette grande flexibilité, cette puissance de grandes centrales solaires alimentant villes et industries, et en même temps cette capacité d’autonomie dans les zones rurales les plus isolées, qui font l’attractivité du solaire au sein des énergies renouvelables .

Le solaire photovoltaïque

L’effet photovoltaïque (ou photoélectrique) consiste à convertir de la lumière en électricité. Il a été découvert par le physicien français Edmond Becquerel en 1839 et a reçu une application industrielle à partir de 1954. Le principe ? Le courant électrique est un déplacement d’électrons . Pour provoquer ce déplacement, les photons (particules constitutives de la lumière) vont exciter les électrons périphériques de certains atomes d’éléments semi-conducteurs.

Dans la pratique, une cellule photovoltaïque reçoit la lumière solaire et la transforme en électricité par le biais d’un semi-conducteur , le plus souvent du silicium . Plusieurs cellules constituent un module photovoltaïque produisant un courant continu, ensuite transformé en courant alternatif par un onduleur .

Les modules peuvent être utilisés dans des petites installations ou de grandes centrales.

Le solaire thermique

Le solaire thermique consiste à produire de la chaleur à partir des rayons du soleil et à utiliser celle-ci directement. Il s’agit de dispositifs opérant à basse température (moins de 100 °C) pour les usages de l’habitat et du secteur tertiaire (eau chaude sanitaire et chauffage) et pour les divers besoins de l’industrie. C’est aujourd’hui la part prépondérante du solaire dans le monde.

On utilise des capteurs thermiques, destinés à absorber la chaleur solaire et à la restituer à un fluide caloporteur qui circule vers les lieux d’utilisation. Différents types de capteurs vont des plus simples pour les usages domestiques aux plus sophistiqués pour les installations industrielles.

Dans les utilisations les plus courantes, il s’agit de capteurs plans, composés d’un corps noir absorbant le rayonnement solaire, d’un isolant thermique et d’une vitre assurant l’effet de serre . L’élévation de température par rapport à l’air ambiant peut atteindre +70 °C. Il existe aussi des capteurs à air (pour le séchage agricole par exemple) et des capteurs non vitrés, en caoutchouc ou en plastique, utilisés notamment pour chauffer les piscines. Les capteurs sous vide sont adaptés aux applications industrielles nécessitant de hautes températures (nettoyage d’abattoirs, pasteurisation de conserves, etc.). Ils sont constitués de tubes en verre mis sous vide (pour une isolation thermique optimale). À l’intérieur, un récepteur (appelé absorbeur) capte l’énergie solaire et la transfère au fluide.

Le solaire thermodynamique

Il consiste à concentrer le rayonnement solaire (on parle d’énergie solaire concentré – ESC) à l’aide de collecteurs pour chauffer un fluide caloporteur (gaz, huiles, sels fondus…) à haute température. Il échange sa chaleur avec un réseau d‘eau, dont la vapeur fait tourner une turbine (énergie mécanique) qui produit de l’électricité.

La collecte du rayonnement solaire est assurée dans de grandes centrales composées de miroirs plans ou paraboliques, disposés sur de vastes espaces. La technologie est adaptée aux pays où le rayonnement est intense, par exemple les espaces désertiques.

Quel panneau solaire photovoltaïque choisir

• Le panneau polycristallin sera privilégié lorsque la place ne manque pas et que le prix est le premier critère de choix.
• Le panneau monocristallin ayant un rendement légèrement supérieur, il sera plus petit à puissance équivalente.
• Le panneau monocristallin back-contact a le rendement le plus élevé et l’encombrement le plus faible.

HYBRIDES

Les systèmes solaires hybrides sont des systèmes électriques hybrides qui combinent le système photovoltaïque avec une autre source d’énergie. Cependant, le terme « panneaux solaires hybrides» fait référence au stockage solaire et à batterie connecté aux systèmes de réseau.

Les systèmes photovoltaïques hybrides présentent l’avantage qu’il n’est pas nécessaire de surdimensionner considérablement le générateur solaire pendant des périodes de faible irradiation. Cela représente une économie de coûts considérable. Le système utilise toujours l’énergie produite par le module en priorité.

Ces systèmes disposent de batteries pour les emplacements isolés et d’un groupe électrogène de secours, démarrant si l’énergie obtenue n’est pas suffisante.

Les systèmes solaires hybrides génèrent de l’énergie de la même manière qu’un système solaire raccordé au réseau standard. Les combinaisons les plus courantes d’énergie solaire hybride sont :

• Utilisation de générateurs diesel. Ce sont des moteurs thermiques qui utilisent des dérivés de combustibles fossiles. C’est donc une source d’énergie non renouvelable.
• Utilisation de générateurs d’énergie éolienne. L’énergie éolienne est également intermittente, mais nous pouvons la compléter assez bien avec l’énergie solaire.
• Nous pouvons combiner le PV avec le solaire thermique. Ce type de système hybride combine les deux technologies d’énergie solaire dans un même panneau solaire.

Le système solaire hybride le plus économique utilise un simple onduleur hybride qui contient un onduleur solaire et un onduleur / chargeur de batterie.

En l’absence de soleil, l’onduleur utilisera l’énergie exclusivement des batteries ou pourra être alimenté par le réseau public. Cela dépend de la consommation d’énergie

Qu’est-ce qu’un système hybride éolien-solaire?

Un système hybride éolien-solaire est un système qui combine la puissance de l’énergie solaire et de l’énergie éolienne.

La meilleure façon de réduire la consommation de combustibles fossiles est d’utiliser ce type de système.

Ces sites sont souvent des systèmes solaires hors réseau utilisés dans des endroits éloignés, et le transport de diesel sur de longues distances est coûteux. Le secteur minier et sur les îles utilisent souvent ce système hybride solaire.

L’énergie éolienne et l’énergie solaire se complètent. Les heures de pointe de chaque système se produisent à des moments différents de la journée et de l’année.

La production d’électricité de ces installations solaires hybrides est plus constante et fluctue moins que les sous-systèmes à deux composants. Si le raccordement au réseau est accessible, il peut être connecté au réseau électrique. De cette manière, il est possible de vendre le surplus d’ électricité produit. L’inconvénient est qu’il n’a la capacité de stocker l’énergie solaire qu’à l’aide de systèmes de batteries

Les solutions d’énergie hybride permettent de minimiser les émissions de CO2. Cela se produit parce que le groupe électrogène devient une source d’alimentation de secours, fonctionnant en cas de besoin au lieu des 24 heures habituellement utilisées.

De cette manière, nous réduisons la consommation d’énergie puisque nous obtenons de l’énergie à partir de sources renouvelables et illimitées. Être connecté au réseau électrique n’est pas indispensable, et par conséquent, la consommation est réduite.

Panneaux solaires avec générateurs diesel

Un type courant est un système solaire hybride combinant un moteur diesel avec un système photovoltaïque. Ce type combine des générateurs solaires photovoltaïques (PV) et diesel, ou des groupes électrogènes diesel. La production d’ énergie photovoltaïque a un coût presque marginal. Par conséquent, il est traité en priorité dans le réseau.

De nombreuses installations sans raccordement électrique au réseau adoptent ce type de système. Dans certains cas, nous pouvons utiliser des générateurs diesel en cas de panne de courant.

Il est souvent une option viable d’inclure le stockage de la batterie. La batterie est utile en raison de la fluctuation de l’énergie solaire et de la portée limitée d’un générateur. Le dimensionnement des batteries doit être pensé pour servir et optimiser la contribution des panneaux solaires photovoltaïques aux systèmes hybrides.

Systèmes solaires photovoltaïques et thermiques hybrides

Ces systèmes fonctionnent en combinant des cellules photovoltaïques avec la production thermique

L’un des problèmes avec l’énergie solaire photovoltaïque est que les panneaux solaires deviennent chauds. Cette chaleur est une énergie perdue mais entraîne également une baisse des performances des cellules photovoltaïques.

Un panneau solaire hybride met le panneau en contact avec un réfrigérateur. Cependant, il est beaucoup plus avantageux que la chaleur extraite du réfrigérateur soit stockée dans un accumulateur thermique.

Les panneaux solaires hybrides permettent de générer de l’ énergie électrique et de l’ énergie thermique dans le même panneau solaire. Ces systèmes peuvent stocker plus facilement l’énergie solaire excédentaire à l’aide de réservoirs thermiques. Ce type d’ énergie renouvelable est idéal pour les maisons unifamiliales.

Utilisations des systèmes solaires hybrides

Les solutions hybrides sont conçues pour les sites présentant des problèmes de réseau électrique, un manque d’électricité ou des pannes régulières du réseau. Ces systèmes peuvent être appliqués dans différentes situations, par exemple:

• De l’utilisation pour les infrastructures, telles que les applications d’élevage avec une consommation d’énergie élevée continue
• Applications industrielles
• Électrification résidentielle isolée (abris) ou rurale.

STOCKAGE D’ÉNERGIE

1. Fourniture & installation des batteries : Fournir et installer les batteries Lead Acide/GEL 12V-7 à 200AH; 6V/ 9 à 200AH; 2V-300 à 3000AH et LITHIUM 48V/100AH
2. Audits des Batteries : Test resistance interne des batteries et différentes mesures sur l’état des batteries