Économisez de l'argent avec l'énergie solaire : Technologie de l'énergie solaire 101

Un bref aperçu de l'histoire de l'énergie solaire

Bell Labs a créé la première cellule photovoltaïque au silicium en 1954.

Bien que l'énergie solaire ait déjà été captée et convertie en énergie utilisable par différentes méthodes, ce n'est qu'en 1954 que l'énergie solaire est devenue une source d'électricité viable pour alimenter des appareils pendant de longues périodes.

Les premières cellules solaires ont converti le rayonnement solaire en électricité avec un rendement de 4% - à titre de comparaison, de nombreux panneaux solaires largement disponibles aujourd'hui peuvent convertir la lumière du soleil en énergie solaire avec un rendement de 20%, un nombre en constante augmentation.

Bien que l'acceptation de l'énergie solaire ait été lente au début, diverses incitations et politiques étatiques et fédérales ont contribué à réduire suffisamment le coût des panneaux solaires pour les rendre plus largement acceptés.

Les fixations de toit servent de base à tout panneau solaire.

Il existe plusieurs types et styles d'accessoires solaires, chacun étant conçu pour un matériau de toiture spécifique.

Le matériau de couverture le plus courant est le bardeau d'asphalte de composition.

Les produits de fixation de toit en bardeaux de composition différente servent à la fois d'ancrage structurel et de solin étanche.

Ces produits « intégrés » aident à réduire le temps et les coûts associés à l'installation des fixations au toit.

Les toits de tuiles et d'ardoises, d'autre part, nécessitent des produits plus complexes et des procédures d'installation longues.

Ces difficultés sont exacerbées par le fait que les carreaux sont délicats et peuvent se fissurer s'ils ne sont pas correctement manipulés.

Lorsqu'ils acceptent les offres des installateurs solaires, les propriétaires de ces types de toit doivent s'attendre à payer un peu plus.

De plus, il est préférable de discuter à l'avance de la manière dont l'installateur entend éviter ou remplacer les carreaux endommagés.

Ce que vous devez savoir sur l'énergie solaire Tech 101

L'énergie solaire est une source d'énergie propre et moins chère qui peut être une bonne alternative au service imprévisible de votre entreprise de services publics locale.

Avec le panneau solaire, vous pouvez sauvegarder votre alimentation des pannes d'équipement aux catastrophes naturelles et être la seule maison de votre quartier avec des lumières allumées.

Avec un système d'énergie solaire, vous pouvez réduire votre dépendance au réseau électrique traditionnel tout en générant des économies d'énergie mensuelles qui réduisent votre facture d'électricité mensuelle.

Les panneaux solaires absorbent les rayons du soleil sur votre toit, qui est composé de cellules solaires.

L'électricité produite par ces rayons passe par votre onduleur, un composant de votre système qui convertit l'énergie reçue par vos panneaux en énergie dans votre maison.

Si votre système de toiture produit plus d'énergie que vous ne pouvez en utiliser, vous pouvez le stocker avec des batteries solaires pour une utilisation ultérieure, par exemple la nuit ou par temps nuageux, afin de ne jamais rester dans le noir.

La plupart des panneaux solaires ont une durée de vie de 25 à 30 ans.

Néanmoins, les panneaux solaires perdent leur capacité à absorber la lumière du soleil avec le temps.

Ainsi, s'ils continueront sans aucun doute à fonctionner après quelques décennies, ils le feront à une capacité moindre et avec moins d'efficacité au fil du temps.

La durée de vie spécifiée par le fabricant du panneau solaire indique quand la capacité du panneau se détériorera au point de ne plus être efficace.

Sur réseau ou hors réseau ?

Une autre considération sera de savoir si vous souhaitez rester connecté au réseau électrique de votre compagnie d'électricité en tant que source d'énergie de secours ou passer complètement à l'énergie solaire.

Être complètement hors du réseau nécessiterait un stockage par batterie solaire lorsque l'énergie solaire disponible est insuffisante.

Lorsque votre système connecté au réseau est nuageux ou la nuit, vous obtenez votre énergie du réseau et payez les prix de l'énergie du réseau.

Les systèmes d'énergie solaire hors réseau tireront de l'énergie de votre stockage de batterie pour maintenir les lumières allumées et une transition transparente du jour à la nuit.

Voici une ventilation des systèmes d'énergie solaire sur réseau et hors réseau :

Système d'énergie solaire sur réseau

Les panneaux photovoltaïques (PV) sont connectés au réseau électrique.

Pendant la journée, les modules solaires fournissent de l'électricité à votre maison.

Le panneau solaire peut être installé sur le toit ou au sol.

Avant d'investir dans un système solaire connecté au réseau, vous devez déterminer la taille de la batterie dont vous aurez besoin pour répondre à tous les besoins énergétiques de votre maison.

Les modules PV sont connectés à un onduleur lors de l'installation du panneau solaire.

Il existe différents types d'onduleurs solaires sur le marché, mais ils font tous la même chose : convertir le courant continu (DC) du soleil en courant alternatif (AC), qui est nécessaire pour alimenter la plupart des appareils ménagers.

Lorsque vos besoins en énergie dépassent ce que vos panneaux peuvent fournir, comme la nuit ou par temps nuageux, le réseau électrique fournit de l'électricité à votre maison.

Si votre panneau solaire génère plus d'électricité que vous n'en avez besoin, il est envoyé au réseau électrique sous forme de courant alternatif (AC) pour alimenter d'autres maisons ou entreprises.

Les propriétaires dans les juridictions de mesurage net aux États-Unis reçoivent un crédit de facture pour l'excédent.

Les personnes éligibles à la facturation nette peuvent recevoir des tarifs de détail ou de gros, selon leur lieu de résidence.

Plus tard, lorsque leur panneau solaire ne génère pas suffisamment d'énergie pour répondre à la demande, les propriétaires « rachètent » leurs crédits en utilisant l'électricité du réseau.

Les compagnies d'électricité de certaines régions peuvent facturer des tarifs plus élevés pendant les périodes de pointe.

Les propriétaires qui ont l'énergie solaire peuvent atténuer l'impact des coûts plus élevés pendant la demande diurne de pointe, car leur panneau solaire compense le besoin en électricité des services publics.

Néanmoins, les pannes de courant entraînent également l'arrêt de votre générateur photovoltaïque car vous êtes connecté au réseau.

Cela protège les électriciens réparant les lignes de transmission d'être blessés ou tués par une tension sous tension envoyée par vos panneaux.

Système d'énergie solaire hors réseau

Les bricoleurs et ceux qui recherchent une indépendance énergétique complète peuvent opter pour un générateur solaire autonome.

Ce système hors réseau n'est pas relié au réseau électrique.

Le hors réseau est également approprié pour les personnes qui vivent dans des zones reculées loin des lignes électriques, car le coût d'installation des câbles de transmission et de distribution est prohibitif en comparaison.

L'énergie solaire hors réseau est également idéale pour les personnes ayant des besoins spécifiques en matière d'installation électrique, comme dans une grange, une remise à outils, une clôture, un camping-car, un bateau ou une cabine.

Étant donné que les systèmes autonomes ne sont pas connectés au réseau, l'énergie solaire captée par vos cellules photovoltaïques et stockée dans les batteries est tout ce que vous avez pour l'alimentation.

À moins, bien sûr, que vous disposiez d'une autre source d'énergie renouvelable ou d'un groupe électrogène à combustible fossile.

Certains propriétaires hors réseau préfèrent combiner solaire et éolien en installant des éoliennes résidentielles.

La logique veut que lorsqu'il y a des nuages qui réduisent la production solaire, le vent prendra probablement le relais.

Les personnes envisageant le solaire hors réseau doivent calculer leurs besoins en énergie sur une période spécifique (souvent plusieurs jours au moins).

Si vous ne le faites pas, vous pourriez être privé d'électricité pendant une période prolongée - et il n'y a pas de réseau pour vous sauver.

Bien sûr, l'avantage du solaire hors réseau est que vous ne recevez jamais de facture d'électricité.

Plusieurs calculateurs en ligne sont disponibles pour vous aider à déterminer la quantité d'électricité dont vous aurez besoin pour alimenter tous les appareils que vous souhaitez utiliser.

Le montant total détermine la taille de votre batterie (si vous décidez d'en utiliser une).

Une batterie est simplement un ensemble de batteries interconnectées.

La batterie peut être coûteuse.

En 2020, les consommateurs paieront entre 400 $ et 750 $ le kWh, bien que le coût total des marques de la plus haute qualité puisse être beaucoup plus élevé.

Une autre façon de voir les choses est que les batteries solaires coûtent généralement entre 200 $ et 2 000 $ l'unité, selon leur capacité à stocker de l'énergie.

Un bloc-piles hors réseau habituel peut comprendre 12 piles.

La plupart des entreprises vendent des kits de panneaux solaires hors réseau qui incluent tout ce dont vous avez besoin pour configurer votre propre système hors réseau.

Un contrôleur de charge est requis pour les systèmes hors réseau.

Le contrôleur de charge, qui se trouve entre les modules PV et le bloc-batterie, est un composant essentiel des systèmes hors réseau.

Le contrôleur de charge protège la batterie de diverses manières.

Premièrement, pour éviter les surcharges, cet appareil limite la quantité et le taux de charge que vos batteries reçoivent pendant la journée.

Il empêche également les batteries de se décharger vers vos panneaux pendant la nuit.

Enfin, un contrôleur de charge a une déconnexion basse tension.

Cela signifie que lorsque la batterie est presque vide, le contrôleur coupe l'alimentation de vos appareils.

Il les rallumera une fois qu'ils auront été rechargés.

Cette fonction protège vos batteries contre les dommages causés par un épuisement excessif.

Sur le marché aujourd'hui, il existe deux types de contrôleurs de charge : PWM et MPPT.

Le meilleur pour vous est déterminé par la tension de votre générateur photovoltaïque, votre charge et la tension de votre batterie.

Dans la plupart des applications solaires hors réseau, où les modules PV ont une tension considérablement plus élevée que la batterie, le contrôleur MPPT est la meilleure option.

En raison de la grande taille requise pour alimenter une maison entière pendant quelques jours, semaines ou même mois, le coût d'un système solaire hors réseau est souvent astronomique, atteignant facilement 50 000 $ ou plus.

Cela pourrait être beaucoup moins si vous faites des recherches approfondies pour les meilleurs prix et que vous l'installez vous-même.

Les coûts initiaux diminuent à mesure que la technologie PV et la technologie des batteries progressent.

Des crédits d'impôt fédéraux et étatiques sont également disponibles pour les projets solaires résidentiels hors réseau.

Parce que toutes les batteries sont chargées uniquement par des énergies renouvelables, elles sont également éligibles à des crédits d'impôt.

Néanmoins, si vous chargez parfois votre batterie avec un générateur de secours fonctionnant aux combustibles fossiles, vous ne pourrez pas recevoir le plein crédit de votre investissement dans la batterie.

Système d'alimentation solaire hybride

Un système hybride, c'est lorsque vos panneaux solaires restent connectés aux lignes électriques du réseau et disposent d'un système de batterie de secours pour stocker l'excès d'énergie.

L'énergie absorbée par les panneaux solaires du soleil est convertie en électricité utilisable par un onduleur.

L'électricité est ensuite acheminée vers votre domicile, votre batterie ou le réseau.

L'avantage d'un système solaire hybride est que vous aurez toujours de l'électricité quoi qu'il arrive.

L'énergie excédentaire générée par vos panneaux solaires (mais non utilisée par votre maison) est stockée dans une batterie de secours.

Lorsque le soleil ne brille pas, cette batterie vous permet de passer la nuit, les pannes du système et les intempéries.

Si vous utilisez toute la puissance de votre batterie sur un système solaire hybride, vous pouvez tirer de l'énergie du réseau électrique.

Un système solaire hybride fonctionne en dirigeant l'énergie solaire vers votre onduleur, en dirigeant l'énergie vers votre maison.

L'énergie excédentaire qui n'est pas utilisée pour alimenter votre maison est stockée dans la batterie de votre maison.

Lorsque vos panneaux solaires ne produisent pas d'électricité, cette batterie peut alimenter votre maison.

S'il reste de l'énergie après toutes ces étapes, elle est envoyée au réseau.

Suivi des performances solaires

La surveillance solaire est l'une des principales considérations lors du passage à l'énergie solaire, car elle fournit des informations sur le suivi de votre production d'énergie solaire.

La surveillance de l'électricité produite par le système d'énergie solaire garantit que vos panneaux solaires sont en bon état de fonctionnement.

Une fois cette surveillance installée, vous pouvez déterminer si vos panneaux fonctionnent efficacement et génèrent le meilleur rendement possible, comme indiqué lors de l'achat du système.

L'aspect le plus important de tout cela est que vous aurez une bonne idée de combien d'argent vous économisez sur les factures d'électricité et quel sera votre retour sur investissement pour l'achat et l'utilisation de votre système d'énergie solaire.

Dans le cas peu probable où vous remarqueriez que votre système ne fonctionne pas aussi bien qu'il le devrait, le système de surveillance solaire peut identifier les problèmes qui empêchent votre système d'énergie solaire de fonctionner aussi bien qu'il le devrait et vous aider à résoudre rapidement un problème.

, soit en appelant un ingénieur solaire qualifié, soit en nettoyant simplement les panneaux solaires de toute poussière.

Le système de surveillance solaire idéal vous fournira des données en temps réel sur les différents aspects du fonctionnement de votre système solaire, tels que la configuration matérielle, l'efficacité, l'utilisation à long terme, etc.

La surveillance de la production, de la consommation et des performances d'énergie solaire peut être effectuée de différentes manières :

Connexion directe au PC

L'onduleur est connecté à un PC à l'aide d'un périphérique Bluetooth ou d'un câble CAT5 dans cette méthode.

Vous pouvez obtenir un logiciel de surveillance gratuit sur le site Web du fabricant de l'onduleur.

Cette méthode a l'avantage de l'acquisition de données et est l'une des méthodes de surveillance solaire les plus abordables.

Utilisation des appareils mobiles

Vous pouvez désormais surveiller votre système solaire depuis votre smartphone, grâce aux avancées technologiques.

Étant donné que la plupart des onduleurs prennent en charge l'intégration Bluetooth, vous pouvez le connecter à votre appareil mobile et le suivre à partir de là.

Cette méthode vous permet de surveiller à distance votre système d'alimentation et les paramètres de contrôle central pour créer des profils d'utilisateurs personnalisés.

La surveillance de l'énergie solaire sans fil est possible avec le système.

De plus, en fonction de vos paramètres, vous pouvez afficher les données à distance via des connexions Internet ou des SMS.

Unité d'affichage de surveillance

Historiquement, c'était la principale et unique méthode de surveillance de votre système solaire.

Le procédé consiste à collecter des données d'un ou plusieurs onduleurs combinés et à les afficher sur une unité d'affichage.

Les données sont collectées à l'aide d'unités Bluetooth ou du câble CAT5.

Surveillance basée sur Internet

Cette méthode envoie des données de production d'électricité à un routeur, les rendant disponibles sur Internet.

Les informations sont alors facilement accessibles car chaque utilisateur dispose d'un site Internet dédié protégé par mot de passe.

Un avantage de cette méthode est que vous pouvez accéder à ces données à distance à tout moment.

Utilisation des fonctionnalités de visualisation des données historiques

La génération actuelle d'unités de surveillance solaire permet une interconnexion simple avec divers systèmes de stockage de données.

Par conséquent, le système vous permet d'afficher les données de performance historiques de votre système.

Vous pourrez ainsi mieux comprendre vos habitudes d'utilisation et identifier les axes d'amélioration.

Garanties solaires

Les garanties des panneaux solaires sécurisent votre investissement et sont un élément essentiel de toute installation solaire.

Il existe plusieurs types de garanties qui protègent vos panneaux.

Comprendre les différences entre eux et quels produits ont les meilleures garanties est essentiel pour vous assurer d'obtenir la meilleure offre pour votre système d'énergie solaire.

Si vous installez un système solaire photovoltaïque pour votre maison ou votre entreprise, vos panneaux fonctionneront très probablement sans problème pendant des décennies.

Cependant, des problèmes de panneaux solaires surviennent occasionnellement, donc si vous rencontrez un problème avec un panneau solaire après son installation, vous devez comprendre que le reste de votre système ne sera pas rendu inutilisable.

Un panneau solaire est généralement accompagné de deux types de garanties : la garantie d'efficacité et la garantie d'équipement.

La garantie d'efficacité sur un panneau solaire garantit 90 % de rendement après 10 ans et 80 % de rendement après 25 ans.

D'autre part, la garantie du produit se concentre sur la fabrication artisanale du produit et vous garantit un minimum de 25 ans.

La plupart des fabricants offrent des garanties ou des garanties limitées sur certains ou tous les composants de votre système d'énergie solaire.

Si une entreprise est prête à soutenir un produit pendant plusieurs décennies, c'est généralement un signe de haute qualité.

Votre système pourrait durer 25 ans ou plus si vous choisissez l'équipement et les panneaux solaires de bonne qualité et si vous disposez d'un installateur compétent pour vous aider à améliorer leurs performances.

L'évaluation et la comparaison de la couverture de garantie des produits des fabricants de panneaux peuvent aider à garantir que vos besoins de service et d'assistance seront satisfaits si un problème de panneau solaire survenait.

Les garanties de produits des fabricants sont donc un complément important à d'autres facteurs dans l'évaluation des détails de performance d'un fabricant de panneaux et de ses pratiques commerciales.

Si un panneau solaire tombe en panne, le fabricant vous enverra un panneau de remplacement et, dans certains cas, paiera même les frais d'expédition et de main-d'œuvre pour le remplacer.