Une installation solaire photovoltaïque fonctionne comme un système. Chaque sous-ensemble a un rôle précis et des exigences de sécurité propres. Ce guide détaille les composants indispensables, leur dimensionnement, les protections à prévoir et les bonnes pratiques d’installation pour obtenir performance, sécurité et durabilité.
Nous conservons les références utiles : l’article sur les indices de protection IP, le catalogue Solera et la page d’accueil Solera. Vous trouverez également ci-dessous d’autres liens internes pour approfondir selon le composant.
Résumé rapide
| Élément | Rôle principal | Protections clés | Points de vigilance |
|---|---|---|---|
| Modules photovoltaïques | Convertir le rayonnement solaire en énergie électrique DC | Parafoudre DC, mise à la terre, câbles PV H1Z2Z2-K | Orientation, ombrage, tension de string dans la fenêtre MPPT |
| Régulateur de charge (systèmes avec batteries DC) | Optimiser la charge des batteries et les protéger | Fusibles DC, sectionneur, parafoudre DC | Choix MPPT vs PWM, courant/voltage compatibles |
| Batteries | Stocker l’énergie pour un usage différé | BMS, protections DC, ventilation selon chimie | Profondeur de décharge, cycles, température |
| Onduleur | Convertir DC en AC utilisable par le réseau interne | Parafoudre AC, DDR, disjoncteur | Dimensionnement DC/AC, anti-îlotage, rendement |
| Tableaux de protection DC/AC | Assurer la sécurité des biens et des personnes | Sectionneur DC, fusibles gPV, SPD type 2, DDR | Choix d’IP adapté, repérage, sélectivité |
1) Modules photovoltaïques / Panneaux solaires
Les modules photovoltaïques constituent la surface collectrice. Assemblés en strings (connexion en série), ils doivent fournir une tension compatible avec la fenêtre de suivi MPPT de l’onduleur et une intensité cohérente avec les sections de câbles et protections.
Dimensionnement de base : déterminer la puissance crête souhaitée, puis le nombre de modules par string pour respecter la tension à vide mini/maxi de l’onduleur, y compris aux températures extrêmes. Gérer l’ombrage, l’orientation et l’inclinaison pour maximiser le rendement saisonnier. Une légère sur-allocation DC par rapport à la puissance AC de l’onduleur est usuelle pour lisser les pertes à faible irradiance.
Protections et câblage : câble PV H1Z2Z2-K, connectique de type MC4, parafoudre DC côté générateur, et mise à la terre des structures. Pour le choix de l’enveloppe qui recevra ces protections, consultez l’article IP et la gamme d’enveloppes du catalogue Solera.
2) Régulateur de charge
Présent surtout dans les systèmes autonomes avec batteries côté DC, le régulateur de charge gère la conversion et la qualité de la charge. Les régulateurs MPPT optimisent le point de puissance, surtout utile en conditions variables. Les régulateurs PWM sont plus simples mais moins performants.
À vérifier : compatibilité de tension/courant avec le champ PV, courbe de charge adaptée à la chimie de batterie, limites thermiques et environnementales de l’équipement. Intégrer sectionneur DC, fusibles gPV et SPD DC dans une enveloppe à indice IP conforme au lieu d’installation. Voir les options d’enveloppes dans le catalogue Solera.
3) Batteries
Les batteries stockent l’énergie pour une utilisation hors ensoleillement. On distingue principalement le plomb (AGM, gel) et le lithium (LiFePO4 notamment). Le lithium offre densité énergétique et cycles élevés, avec un BMS qui protège la batterie.
Sizing rapide : capacité (kWh) ≈ consommation journalière × jours d’autonomie ÷ profondeur de décharge admissible. Prévoir les puissances de pointe et la température ambiante. Installer dans une enveloppe ventilée et protéger le circuit DC par fusibles, sectionneur et SPD adaptés. Pour la sélection des coffrets et boîtiers, référez-vous au catalogue Solera.
4) Onduleur solaire
L’onduleur convertit le courant continu en courant alternatif. Plusieurs architectures : onduleur central/string, micro-onduleurs et systèmes avec optimiseurs de puissance au niveau module.
- String/central : solution standard, maintenance centralisée.
- Micro-onduleurs : utile en cas d’ombres partielles, suivi module par module.
- Optimiseurs : compromis en conservant un onduleur central.
Dimensionnement : vérifier la fenêtre MPPT, la tension max DC, le courant d’entrée, le rendement européen et les exigences de raccordement réseau. Côté protections AC : disjoncteur, DDR approprié et parafoudre AC. Héberger ces protections dans des enveloppes avec IP adapté aux conditions (intérieur/extérieur) et consulter les solutions dans le catalogue Solera.
5) Tableaux de protection DC et AC
Le tableau de protection regroupe les dispositifs qui protègent les personnes et les biens. En photovoltaïque, on distingue souvent un tableau DC (côté générateur) et un tableau AC (côté onduleur/réseau).
5.1 Tableau DC : protections typiques
- Sectionneur DC à coupure en charge.
- Fusibles gPV par string ou pôle selon l’architecture.
- Parafoudre DC (typiquement type 2) dimensionné pour la tension système.
- Barres de terre et repérage clair des polarités.
Installer l’ensemble dans une enveloppe avec indice IP adapté aux intempéries et aux UV. Voir les solutions d’enveloppes et boîtiers dans le catalogue Solera.
5.2 Tableau AC : protections typiques
- Disjoncteur adapté au courant nominal de l’onduleur.
- Dispositif différentiel (type et sensibilité selon onduleur et réseau interne).
- Parafoudre AC (type 2) proche de l’onduleur et coordination avec le TGBT.
Choisir une enveloppe et des accessoires compatibles avec l’environnement. Pour comparer les options, consultez Solera et le catalogue.
6) Câblage, connectique et mise à la terre
Utiliser des câbles PV certifiés pour l’extérieur, des connecteurs compatibles et correctement sertis, des passe-câbles avec étanchéité fiable et une liaison équipotentielle soignée.
- Sections : dimensionner pour la chute de tension et l’échauffement.
- Cheminement : limiter les boucles, protéger des arêtes vives et des UV.
- Repérage : étiquetage clair des strings, polarités, protections.
Pour choisir des boîtiers et coffrets avec l’IP adéquat et des accessoires compatibles, référez-vous au catalogue Solera.
7) Supervision, maintenance et sécurité
La supervision via l’onduleur ou des passerelles dédiées permet d’analyser la production, détecter les dérives et planifier la maintenance. Mettre en place un plan de maintenance : contrôle visuel des câbles et coffrets, test des différentiels, vérification des serrages et de la continuité des terres, inspection des connecteurs.
En phase de travaux : verrouillage des sectionneurs, affichage des consignes, EPI adaptés. Après mise en service : dossier technique avec schéma unifilaire, fiches techniques des protections et repérage dans les tableaux. Les coffrets et enveloppes adaptés sont disponibles chez Solera et détaillés dans le catalogue.
8) Dimensionnement pas à pas : méthode pratique
- Charge et profil : estimer la consommation journalière et les pointes.
- Générateur : choisir modules et nombre par string selon la fenêtre MPPT.
- Onduleur : sélectionner la puissance AC, MPPT, rendement, protections.
- Stockage (si requis) : capacité kWh, courant max, BMS, ventilation.
- Protections : définir tableaux DC/AC, SPD, fusibles gPV, DDR.
- Enveloppes : choisir IP selon le lieu, voir IP et catalogue Solera.
- Validation : chutes de tension, échauffements, sélectivité, repérage.
9) Erreurs courantes à éviter
- Sous-dimensionner ou sur-dimensionner la tension de string par rapport à la fenêtre MPPT.
- Oublier la coordination des parafoudres entre tableaux DC et AC.
- Négliger l’IP de l’enveloppe face aux UV, à la pluie ou aux poussières.
- Mélanger des connecteurs de marques incompatibles.
- Absence de repérage des circuits et de documentation dans le tableau.
10) Foire aux questions
Combien de modules pour 1 kWc ?
Selon la puissance unitaire des modules du projet. La plupart des toitures résidentielles utilisent aujourd’hui quelques modules de plusieurs centaines de watts crête. Calculez le nombre total pour atteindre la puissance souhaitée et respectez la tension admissible de l’onduleur.
Faut-il toujours des batteries ?
Non. Elles sont nécessaires en site isolé ou lorsque l’objectif est d’augmenter l’autoconsommation. Sans stockage, la production injectée est consommée en temps réel.
Quel indice IP pour les coffrets ?
Il dépend de l’emplacement. En extérieur, privilégier des enveloppes avec IP élevé. Retrouvez les principes et exemples d’application dans l’article IP et sélectionnez vos enveloppes dans le catalogue Solera.
Conclusion
Les 5 éléments indispensables d’une installation solaire photovoltaïque sont : modules, régulateur de charge (si stockage DC), batteries (selon le projet), onduleur et tableaux de protection DC/AC. Leur dimensionnement et leur protection conditionnent la performance et la sécurité de l’ensemble. Pour choisir des enveloppes adaptées à chaque zone, appuyez-vous sur l’article IP, explorez le catalogue Solera et rendez-vous sur la page d’accueil Solera pour accéder aux solutions disponibles.
Comme vous le savez déjà, il s’agit des composants électriques indispensables pour n’importe quelle installation solaire photovoltaïque, même s’il en existe d’autres également importants et dont nous vous parlerons dans d’autres articles. Nous espérons que ce guide vous aide à structurer vos projets et à sélectionner les enveloppes et protections adaptées.