FAQ

❖ En cas de coupure du courant du réseau de distribution, une installation photovoltaïque « classique » cesse de fonctionner.
❖ Il est tentant de penser que posséder une installation photovoltaïque permet de se prémunir d’une coupure de courant, au moins en journée. Malheureusement, il n’en est rien mais c’est justifié, il s’agit d’une question de sécurité.
❖ Un système photovoltaïque est doté d’un dispositif de sécurité afin d’empêcher d’injecter l’électricité potentiellement produite sur le réseau si ce dernier est défaillant. Il s’agit d’une protection de découplage, un dispositif de déconnexion automatique entre le système photovoltaïque et le réseau qui empêche donc toute injection de l’électricité. C’est une obligation légale afin de sécuriser le réseau et toute intervention des techniciens et agents.
❖ Ainsi, sans un équipement spécifique, les panneaux photovoltaïques ne peuvent en aucun cas produire de l’électricité en cas de panne du réseau. 
❖ Lorsque le courant est rétabli, le système photovoltaïque se remet automatiquement en marche, il n’y a rien à faire !
❖ En cas de coupure de courant, seul un système de stockage avec batterie(s) et onduleur adapté peut permettre de continuer à bénéficier de l’énergie produite. Selon la quantité d’énergie stockée, cette électricité disponible permet une alimentation de secours. Certains onduleurs en mode back-up peuvent permettre de maintenir l’alimentation grâce à l’énergie produite par le générateur photovoltaïque ou l’énergie stockée disponible (injection sur le réseau impossible). Les coupures de courant étant toutefois généralement rares, l’intérêt de tels dispositifs (plus coûteux) est surtout de gagner en autonomie, l’énergie produite pouvant être consommée la nuit ou lorsque le rayonnement solaire est insuffisant.  
       ➥ Voir l’article   Installation solaire photovoltaïque : l’onduleur. Fonctions et types

❖ Comme évoqué dans le chapitre dédié aux garanties, le rendement d’un panneau photovoltaïque diminue effectivement quelque peu dans le temps. Cette baisse est principalement liée à son exposition aux rayons UV et aux variations météorologiques (et surtout thermiques). L’altération de la capacité de production d’un panneau photovoltaïque s’explique notamment par le vieillissement de l’EVA (jaunissement), l’apparition d’une légère opacité du verre au fil du temps, et la formation de microfissures au sein même des cellules photovoltaïques (détérioration de la plaquette de silicium, voire des conducteurs).
❖ Le vieillissement est inéluctable mais toutefois très modéré, la plupart des fabricants garantissent au moins 80 à 85% environ de la puissance nominale initiale après 25 ans. Cette garantie de performance signifie que le module continuera de produire au moins 80% de la puissance affichée, après 25 ans d’utilisation. Les panneaux de dernière génération bénéficient généralement d’une garantie de performance sur 30 ans,  pour les panneaux TOPCon par exemple, la puissance de sortie minimale est garantie au-delà de 87,5% de la puissance nominale initiale (au moins 90 % environ après 25 ans)
❖ Certains fabricants certifient également une garantie linéaire de performance, c’est à dire une dégradation maximale de la puissance par an sur une période déterminée. 
❖ Plusieurs études récentes ont par ailleurs démontré que la performance ne baisse en moyenne que de 5 à 12% après 25 ans, et sont généralement supérieures aux valeurs garanties, soit une diminution de la puissance entre 0,2% et 0,5% par an.
❖ Rappelons que la durée de garantie produit des panneaux photovoltaïques (= garantie fabricant) varie entre 12 et 40 ans. Pour un grand nombre de marques et modèles elle est de 25 ans. Il ne faut pas confondre la garantie produit avec la durée de vie des panneaux photovoltaïques qui est comprise entre 30 et 40 ans.

❖ La production électrique d’un système photovoltaïque est variable et irrégulière, elle dépend de l’ensoleillement, elle fluctue selon l’heure de la journée, la saison, et les conditions météorologiques, notamment la nébulosité. Une cellule photovoltaïque permet de convertir l’énergie des photons lumineux en énergie électrique, mais l’exposition directe au soleil n’est pas nécessaire.
❖ Même si la couverture nuageuse est importante, la luminosité reste suffisante pour générer une production d’énergie.
❖ « L’absence de soleil » le jour fait effectivement chuter la production, mais elle est bel et bien réelle. Le soleil n’a pas besoin de briller de mille feux pour qu’un système photovoltaïque produise de l’énergie, même si elle est moindre, elle couvrira malgré tout une partie des besoins en électricité. En bref, un ciel couvert implique une baisse de la capacité de production potentielle mais ne signifie pas qu’il y a « absence » de production.
❖ Vous l’avez compris le rayonnement diffus suffit pour produire de l’électricité, par conséquent, une installation photovoltaïque permet de produire de l’énergie même par temps couvert et même l’hiver !
❖ La météo est un facteur de variation de la production, la saisonnalité a donc elle aussi une incidence. La production d’énergie est plus importante l’été mais moindre l’hiver et sur une plage horaire plus courte alors que les besoins énergétiques sont quant à eux bien plus élevés (chauffage et éclairage notamment). La production est maximale aux beaux jours, le soleil est plus proche de la Terre et plus haut, le rayonnement est donc plus intense. Or cette capacité de production ne coïncide pas forcément à la période où la consommation est la plus importante, c’est un fait et le propre du photovoltaïque dont chacun a conscience, le caractère variable et imprévisible de la production est un aspect et une contrainte qu’il faut bien entendu accepter si on fait le choix du solaire photovoltaïque.
❖ Si le dimensionnement et l’implantation du système photovoltaïque est cohérent, il doit permettre une autoconsommation et une autoproduction minimales de 30%. Il est important de comprendre qu’il est nécessaire de considérer la production énergique et sa consommation sur l’ensemble d’une année.

❖ Un panneau photovoltaïque produit de l’électricité grâce au rayonnement solaire, ce n’est pas une révélation ! 😉 Les cellules captent l’énergie des photons lumineux et sont conçues pour générer un courant électrique. Plus la longueur d’onde des rayons lumineux est courte et de petite fréquence, plus la quantité d’énergie d’un photon est grande. Plus le rayon lumineux est intense, et plus le nombre de photons est grand. Par déduction évidente, on comprend pourquoi la production d’énergie dépend de l’exposition aux rayons (orientation et inclinaison) et de l’intensité du rayonnement solaire.
❖ Plus l’intensité est forte, plus le rendement et la capacité de production de production sont élevés. Il n’est pas nécessaire que le rayonnement soit direct, il peut s’agir d’un rayonnement diffus, il sera toutefois d’une moins grande intensité. Ainsi et sans surprise, plus un panneau est ombragé moins il produit de l’électricité.
❖ L’ombrage peut être dû à la présence d’arbres, de bâtiments ou poteaux à proximité, à une partie de la toiture, une cheminée, une antenne … Les reliefs naturels à proximité ou lointains peuvent également créer des zones d’ombre à certains moments de la journée. L’ombrage peut également être causé par des feuilles, débris, déjections d’oiseaux qui sont en surface des cellules photovoltaïques. Bien entendu les nuages empêchent également un rayonnement direct, un temps couvert induit une capacité de production moindre, les fluctuations de productions sont en partie dues à l’ombrage engendré par la présence de nuages et leur déplacement.
❖ L’ombrage peut être total. Dans ce cas, un élément en contact direct sur la face exposée du panneau photovoltaïque fait entièrement obstacle aux rayons lumineux. L’objet occultant empêche tout rayonnement direct ou indirect d’atteindre une ou plusieurs cellules, ou une partie d’une cellule photovoltaïque. Lorsqu’une cellule est complétement occultée, elle ne capte pas l’énergie solaire, elle ne peut donc pas générer de courant électrique.
❖ Lorsqu’il y a ombrage partiel, un élément fait obstacle aux rayons solaires directs et projette une ombre sur une ou plusieurs cellules photovoltaïques. Chaque cellule exposée et ombragée capte l’énergie des rayons lumineux, néanmoins le rayonnement étant indirect, ou dit diffus, la quantité d’énergie reçue est moindre comparativement à une exposition au rayonnement direct. Le nombre de photons lumineux cédant leur énergie aux cellules photovoltaïque est réduit, in fine, la quantité d’énergie électrique produite est elle aussi diminuée.
❖ L’ombrage peut être temporaire ou permanent. Bien évidemment, il n’y a pas d’intérêt à placer un panneau photovoltaïque à un endroit où l’ombrage serait permanent.

     ✥ Impact et gestion de l’ombrage au niveau d’un panneau photovoltaïque  

⤷ Attention, la baisse de production d’énergie n’est pas proportionnelle à la zone ombragée ! Les panneaux photovoltaïques sont constitués de plusieurs chaînes de cellules connectées en série. Le branchement en série des cellules photovoltaïques permet d’additionner les tensions (V) de chacune des cellules en conservant la même intensité (I). C’est l’intensité la plus faible qui prime. L’intensité du courant de l’ensemble d’une chaîne de cellules s’aligne sur l’intensité la plus faible. Par conséquent, le courant électrique généré par une chaîne de cellules est déterminé par la production de la cellule qui produit le moins (puissance P (en Watt) = U (en Volt) x I (en Ampère)).
⤷ Plus encore, si une cellule est très fortement ombragée et donc trop déficiente en production par rapport aux autres cellules d’une même chaîne (intensité de courant très diminuée), elle agit comme un obstacle à la circulation du courant. En fait, la tension à ses bornes augmente et s’inverse (inversion de polarité), cette cellule se comporte alors comme un récepteur et non plus comme un générateur de courant. Au lieu de produire de l’énergie, elle absorbe et dissipe l’énergie des autres cellules sous forme de chaleur par effet joule. Un phénomène de surchauffe se produit, on parle de l’effet Hot spot (effet point chaud), ce qui peut entrainer une dégradation irréversible et même la destruction de la cellule. Les risques de surchauffe sont d’autant plus élevés lorsque l’ombrage est total puisque la production d’électricité au niveau de la cellule est nulle.
⤷ Pour éviter l’effet Hot spot les panneaux sont équipés de diodes by-pass (ou diodes de dérivation). Ces diodes se situent dans le ou les boîtier(s) de jonction en face arrière où sont connectées les diverses chaînes de cellules. Chaque chaîne de cellule est associée à une diode by-pass. Une diode agit à la manière d’un pont, le courant passe par la diode plutôt que de circuler dans la chaîne où une ou plusieurs cellules sont trop fortement ombragée. La chaîne de cellules impactée est donc contournée.
⤷ Les panneaux standards sont équipés de 3 diodes donc de 3 chaines de cellules, le panneau est donc en réalité divisé en 3 zones de productions distinctes (1/3 + 1/3 + 1/3).  Les panneaux à demi-cellules disposent de 6 diodes, donc de 6 chaînes de cellules. Chaque panneau est dans ce cas scindé en 2 parties, il y a deux fois 3 zones de production (partie supérieure = 1/3 + 1/3 + 1/3,  partie inférieure = 1/3 + 1/3 + 1/3). L’impact sur la production dépend donc du type de panneau. Si une seule chaîne est impactée par un ombrage, alors la capacité de production de tout le panneau est diminuée d’un tiers s’il y a 3 chaînes, ou d’un sixième s’il y a 6 chaînes. Les autres chaînes de continuent de produire normalement.

     ✥ Importance du rôle des diodes by-pass et de l’homogénéité de production 

⤷ Une diode by-pass constitue un composant clé des panneaux photovoltaïques, c’est un dispositif de protection qui permet de surcroit une gestion de l’ombrage. Malgré un ombrage partiel, un panneau photovoltaïque peut continuer de produire de l’électricité. Le courant continue de circuler dans les cellules photovoltaïques en évitant la zone partiellement ombragée.
⤷ Il faut néanmoins se souvenir que l’homogénéité de la production électrique est un facteur essentiel. Une diminution de production isolée peut affecter les autres cellules connectées en série, et engendrer par conséquent une diminution de la production d’électricité du panneau.

     ✥ Impact de l’ombrage sur la production de toute l’installation photovoltaïque 

⤷ A l’échelle de l’ensemble de l’installation, la diminution de production globale peut être fortement impactée.
⤷ Lorsque les panneaux photovoltaïques sont branchés en série, si un panneau est ombragé (sur une ou plusieurs chaînes de ses cellules), alors la production de toute la chaîne de panneaux à laquelle il est connecté est affectée.  L’ombrage n’impacte pas seulement le panneau concerné mais tous les panneaux au sein de la même chaîne (dit string). Tout comme cela a été expliqué pour les cellules, l’intensité du courant de l’ensemble d’une chaîne de panneaux s’aligne sur l’intensité la plus faible, donc celle du panneau le plus ombragé. Il suffit qu’un seul panneau photovoltaïque soit dans une zone d’ombre pour que la puissance du courant de toute la chaîne soit considérablement réduite. Si l’installation comporte une seule chaîne de panneaux, c’est l’entièreté de la production qui est impactée même si les autres panneaux bénéficient d’un grand ensoleillement.

      ✥ Les solutions pour limiter l’impact de l’ombrage sur la production photovoltaïque 

⤷ Il existe plusieurs solutions pour limiter l’impact d’une ombre portée sur la production d’une installation photovoltaïque. Certaines reposent sur le choix des équipements : onduleur multi-string avec plusieurs MPPT, micro-onduleurs, optimiseurs et/ou panneaux demi-cellules. D’autres consistent à jouer sur la disposition des panneaux et leur position (paysage ou portrait).
⤷ Nous abordons toutes les solutions dans le chapitre dédié à l’implantation des panneaux photovoltaïques.
➥ Voir la question  En cas d’ombrage comment limiter l’impact sur la production de l’installation photovoltaïque ?

     ✥ Les précautions à prendre en cas d’ombrage lors de l’étude du projet photovoltaïque

⤷ La production d’une installation photovoltaïque dépend de l’énergie solaire reçue, or l’environnement peut faire obstacle au rayonnement et générer un ombrage sur une partie de la surface exposée. Tout obstacle empêchant les cellules photovoltaïques de capter l’énergie des rayons lumineux impacte la production d’électricité. Bien évidemment, il est primordial de veiller à ce que l’ensemble des panneaux photovoltaïques profite de conditions d’exposition optimales et d’un ensoleillement maximal au fil des heures de la journée et au fil des saisons.
⤷ Certes un panneau photovoltaïque partiellement ombragé peut produire de l’électricité, toutefois l’incidence du masque solaire sur la capacité de production ne doit pas être négligée.
⤷ Lors de l’étude de projet il est impératif d’identifier les potentielles sources d’ombrage et d’évaluer les éventuelles ombres portées sur la future installation photovoltaïque. Une fois les zones d’ombrage connues, il convient de trouver la meilleure solution d’emplacement des divers panneaux afin de limiter l’impact des masques solaires sur la production photovoltaïque. Le choix des équipements et des solutions techniques est également déterminant. L’objectif est de ne pas compromettre la rentabilité et la pertinence économique de l’installation photovoltaïque.
⤷ Il est extrêmement important de s’assurer que l’ombre portée sur les panneaux photovoltaïques ne soit pas permanente ou ne perdure de manière trop prolongée, notamment pendant les périodes de fort ensoleillement (durant l’été). Lorsque l’ombrage est fortement occultant sur une longue période, ou si certaines cellules sont constamment à l’ombre, les diodes by-pass sont très, trop, sollicitées, cela peut altérer leur durabilité. Elles sont certes efficaces pour éviter les risques de surchauffe des cellules ombragées mais elles ne sont pas conçues pour une utilisation aussi intensive.
⤷ D’une manière générale, si une zone d’ombre est permanente ou perdure trop longtemps, il est préférable de ne pas y installer de panneaux. Il peut être moins préjudiciable d’installer moins de panneaux que d’obtenir une production plus faible en raison de l’ombrage. Une capacité de production constamment ou quasi constamment altérée par l’ombrage peut être très pénalisante en termes de rentabilité.
⤷ Une installation photovoltaïque est vouée à produire pendant au moins 30 ans, il ne faut pas omettre de prendre en considération la croissance de la végétation à proximité. Il faut anticiper ! Selon l’environnement il faudra vérifier la présence d’ombrage ou son évolution au fil du temps. Si besoin, il pourra être nécessaire de « rafraichir la coupe »!

       ➥ Pour plus de détails, voir la question En cas d’ombrage comment limiter l’impact sur la production de l’installation photovoltaïque ?

❖ C’est une question sensible, et il y a souvent un grand clivage dans les avis. Pourtant il n’y a pas de réponse catégorique, il ne s’agit pas de dire qu’une installation photovoltaïque est plus performante avec un onduleur de chaîne ou des micro-onduleurs. Ce sont deux technologies très fiables qui fonctionnent aussi bien, il est toutefois indispensable de choisir l’onduleur adapté selon la configuration et divers critères qu’il convient d’avoir connaissance.
❖ Qu’il s’agisse d’un onduleur de chaîne ou d’un micro-onduleur, les fonctions sont identiques, l’onduleur permet de convertir le courant continu généré par les panneaux photovoltaïques en courant alternatif aux caractéristiques identiques au courant provenant du réseau de distribution. Il doit également analyser et optimiser la production des panneaux.
❖ L’onduleur de chaîne est relié à l’ensemble des panneaux, eux-mêmes branchés en série et associés en une ou plusieurs chaînes. Un seul et même onduleur gère donc l’ensemble des panneaux (et l’ensemble des chaînes si elles sont multiples).
❖ Le micro-onduleur est une version « miniature » de l’onduleur, toutefois pour ce type d’installation, chaque panneau a son propre micro-onduleur (voire un micro-onduleur pour deux ou quatre modules). Chaque panneau photovoltaïque est géré par le micro onduleur qui lui est associé.
❖ Il est en réalité impossible de répondre à cette question de choix entre les deux types d’onduleurs de manière concise. Apporter des éléments de réponse pertinents et objectifs nécessite une approche comparative rigoureuse tant le champs des éléments à prendre en compte est vaste. Acsolue Energie a donc consacré tout un article sur ce sujet complexe. Le choix du type d’onduleur reposant sur divers critères, l’article s’articule autour de chacun d’eux. Point par point, les comparaisons sont construites en fournissant les explications et données appropriées. Chaque point abordé constitue ainsi un critère pour permettre à chacun de s’orienter vers la solution qui lui convient.

Voici les diverses thématiques de comparaisons abordées :

⤷ Choix du type d’onduleur photovoltaïque : tenir compte de l’ombrage et son impact sur la production
⤷ Choix de la puissance et du modèle d’onduleur photovoltaïque
⤷ Choix du type d’onduleur photovoltaïque : tenir compte du coût
⤷ Choix du type d’onduleur photovoltaïque : tenir compte de la garantie
⤷ Choix du type d’onduleur photovoltaïque : tenir compte du SAV
⤷ Entretien, lieu de pose et surveillance selon le type d’onduleur photovoltaïque
⤷ Evolution de la puissance selon le type d’onduleur photovoltaïque

➥ Voir l’article dédié complet Onduleur de chaîne ou micro-onduleurs pour une installation photovoltaïque
➥ Pour plus d’informations sur les onduleurs, voir l’article  Installation solaire photovoltaïque :  l’onduleur, fonctions, rôles et types

❖ Comme évoqué dans le chapitre consacré à la détermination de la puissance, si les besoins évoluent, il est tout à fait possible d’augmenter la puissance installée en ajoutant des panneaux photovoltaïques supplémentaires.
❖ La modularité concerne également le mode d’exploitation, si l’objectif est de gagner encore en autonomie, un système de stockage peut être envisagé. Selon l’équipement initial il faudra éventuellement changer l’onduleur en place s’il n’est pas adapté et ajouter une ou des batteries de stockage.
❖ Si l’installation comporte des micro-onduleurs Enphase, les modèles les plus récents sont compatibles avec des batteries de la même marque, certains équipements sont toutefois nécessaires pour obtenir un système avec stockage opérationnel. A l’heure actuelle, les coûts restent élevés.
❖ Quelle que soit le système initial, il faudra presque assurément prévoir d’installer des panneaux photovoltaïques supplémentaires (selon la surface disponible). Si le dimensionnement de la puissance installée a convenable été adapté et défini en fonction des besoins en électricité, avec un système de stockage il faudra alors avoir suffisamment de production additionnelle pour permettre son stockage en batterie. Il faut tenir compte de l’énergie électrique produite et consommée instantanément, à laquelle s’ajoute la quantité d’énergie à produire en supplément et non consommée qui pourrait être stockée en batterie. Le dimensionnement de la puissance totale nécessaire doit être étudié en fonction des besoins et le degré d’autonomie souhaité tout en intégrant le nombre de batteries adapté (en fonction de la capacité de stockage de chacune). Ainsi, l’électricité non consommée et stockée pourra être utilisée ultérieurement.
❖ Contrairement aux idées reçues, les systèmes de stockage sont parfaitement opérationnels même s’ils sont associés à des systèmes photovoltaïques de puissance relativement modestes, ils sont donc utilisables en résidentiel.

❖ Une centrale photovoltaïque ne peut produire de l’électricité la nuit puisqu’il n’y a pas de rayonnement solaire.
❖ Pour utiliser l’électricité produite pendant le jour, il est nécessaire d’être équipé d’un système de stockage avec batterie. L’autonomie en électricité pendant la nuit dépend alors de l’électricité produite, non consommée et stockée pendant les heures d’ensoleillement.

❖ Un rayonnement solaire de grande intensité est très favorable à la production d’énergie, tadada quelle surprise !  😉 La puissance du courant généré atteint effectivement la valeur maximale lorsque les conditions d’exposition sont optimales et l’ensoleillement maximal.
❖ Mais gare à la chaleur ! Si le grand ensoleillement est l’allié et l’ami idéal d’un panneau photovoltaïque dans sa mission de conversion de l’énergie solaire en électricité, en réalité un panneau n’a pas du tout la même affinité avec les fortes chaleurs. Contrairement à ce que l’on pourrait penser la chaleur excessive peut s’avérer être un « ennemi » nuisible… En fait, une chaleur trop élevée altère effectivement la capacité de production d’électricité. Ce n’est pas parce qu’il fait chaud que les panneaux photovoltaïques produiront mieux !

     ✥ Pourquoi la capacité de production photovoltaïque diminue t-elle si la chaleur est trop élevée ?

⤷ Un module photovoltaïque monocristallin convertit en moyenne 20 % de l’énergie du rayonnement solaire en énergie électrique. C’est ce que l’on appelle le rendement. Outre la perte d’énergie par réflexion, l’énergie absorbée non-transformée en électricité se dissipe sous forme de chaleur.
⤷ Au-delà de 25 °C en température de surface des cellules, les performances d’un panneau ne sont plus optimales et le rendement en énergie accuse une perte. Selon les caractéristiques électriques données par les fabricants, les coefficients de température indiquent en moyenne une dégradation de puissance de 0,4 % par degré d’élévation. Ainsi, un panneau peut perdre jusqu’à 0,4 % de sa puissance par degré supplémentaire au-delà de 25 °C (en température de surface). En effet, plus la température augmente au sein des cellules, plus la tension baisse et plus la puissance diminue. L’intensité du courant est par contre très peu impactée par la température.
⤷ Sachant que la puissance P (en Watts) est égale au produit de la tension U (en volts) par l’intensité I (en ampères), soit P = UxI, on comprend aisément alors pourquoi la puissance baisse si la température est élevée.
⤷ La température de 25°C est la valeur retenue pour les conditions STC. Il s’agit des conditions de laboratoire permettant de tester la puissance maximale pouvant être atteinte par un panneau (en watts-crête). Ainsi, un panneau de 410 Wc, peut atteindre cette puissance maximale seulement dans des conditions similaires au conditions STC :

‣ ensoleillement instantané de 1000 W/m²
‣ une température de 25°C max (au niveau des cellules, il ne s’agit pas de l’air ambiant).
‣ un coefficient du spectre solaire Air-Masse de 1,5

⤷ En plein été, par canicule, la température en surface des cellules photovoltaïque peut atteindre 70 °C. Aie !
⤷ Les températures atteintes en surface d’un module sont bien entendu très variables, elles dépendent des conditions climatiques mais aussi de la ventilation plus ou moins favorisée selon le mode de fixation. Un panneau mal ventilé voit sa température monter plus rapidement et sa production en énergie plus impactée. Une bonne ventilation induit donc une meilleure production électrique. Si l’on considère les installations sur toiture actuelles, la pose en surimposition favorise la ventilation des modules (comparativement à la pose en intégration utilisée auparavant).
⤷ Un bel ensoleillement de mi-saison peut ainsi s’avérer plus profitable en termes de production à l’instant T qu’un soleil radieux par forte chaleur en pleine été. Point positif à garder en tête, pendant l’été le temps d’ensoleillement est par contre plus long, la production sera donc plus importante sur l’ensemble de cette période !

     ✥ Exemple de calcul de la perte de puissance par température élevée

⤷ Prenons l’exemple d’une installation photovoltaïque avec des panneaux TOPCon. Cette technologie dernière génération  permet aux cellules d’avoir une meilleure résistance aux températures élevées. La perte de puissance et de tension peut atteindre 0,3 % pour chaque degré d’augmentation de la température au-delà de 25°C. En d’autres termes, cela signifie que pour chaque degré Celsius au-dessus de 25°C, la puissance de sortie maximale (Pmax) du panneau diminue de 0,3%.
    Soit Coeff. / Pmax = – 0,30% / °C.
⤷ Imaginons donc un panneau TOPCon de 410 Wc, dans des conditions idéales équivalentes aux conditions STC. La puissance maximale serait donc de 410 W par 25°C max. Si la température s’élève à 55°C au niveau des cellules, la perte est alors estimée à 9% :

‣ Ecart de température : 55 – 25 = 30°C 11,55% de la puissance de sortie
‣ Perte selon le coefficient de température du panneau lorsque les cellules atteignent 55° C : 30°C x 0,3%/°C = 9 %.
‣ Soit une baisse de 36,9 W : 410 x 9% = 36,9 W
‣ La puissance maximale délivrée serait donc de 373,1 W par 55°C : 410 – 9% (36,9 W) = 373,1 W

➥ Voir article  Panneaux solaires TOPCon, innovations et avancées technologiques post PERC 

❖ La question de la résistance des panneaux photovoltaïques aux intempéries est incontournable.  Cette inquiétude est verbalisée dans tous les échanges avec les éventuels intéressés. Plus précisément encore, tous demandent quels sont les risques de casse ou de dommages en cas de grêle.
❖ Les panneaux photovoltaïques sont destinés à être installés en extérieur, et donc à subir les aléas climatiques et toutes formes d’agressions extérieures. Cette réalité implique une évidence : ils doivent être robustes pour résister à l’environnement dans le temps. Et ils le sont !
❖ Un panneau photovoltaïque est en réalité un assemblage de diverses strates superposées, l’ensemble de la structure est conçu afin de protéger les cellules de silicium cristallin qui le composent. Ces dernières sont d’une très grande fragilité en raison de leur faible épaisseur et de leur forte sensibilité à l’environnement, il est donc crucial de garantir leurs performances ainsi que leur longévité en les préservant de toute forme de dégradation et détérioration.
❖ L’EVA :  les cellules sont donc prises en sandwich entre deux films d’EVA (résine transparente de polymères thermoplastiques), il s’agit donc d’un encapsulement hermétique qui empêche l’air, l’humidité et l’oxydation d’altérer les cellules et l’effet photovoltaïque.
❖ Les boucliers en face avant et arrière : pour conférer robustesse, protection et étanchéité, les cellules et films EVA sont disposés entre une plaque de verre trempé en face avant et une feuille de fond isolante en face arrière (généralement du Tedlar, une membrane en polymère). Le verre, d’une épaisseur de 3 et 5 mm, est de qualité solaire photovoltaïque pour répondre à des critères de transmittance des rayons lumineux et de résistance, outre la protection et la solidité, il assure également la rigidité nécessaire. Le verre et la feuille de fond agissent en boucliers avant et arrière contre tous les facteurs de dégradation et d’altération du système. Un cadre en aluminium enserre les diverses strates.
❖ La robustesse peut encore être accrue avec l’utilisation d’une plaque de verre en face arrière, ce type de panneau dit bi-verre, peut par exemple être utile en montagne pour mieux résister au poids de la neige. Le panneau est par contre aussi plus lourd.
❖ Le verre trempé, la feuille de fond, l’étanchéité et le système de fixation répondent à des critères et normes afin de résister aux agressions extérieures, aux aléas climatiques ou aux éventuels chocs. Les facteurs environnementaux sont divers : la grêle, l’humidité, le gel, les températures extrêmes et changements brusques de température, les UV, le vent, la neige, le brouillard salin, les particules de l’air abrasives (sable et poussières par exemple), corrosion chimique (ammoniac notamment), et les éventuels impacts.
❖ Les panneaux photovoltaïques doivent répondre à un ensemble de normes élaborées par une organisation internationale de normalisation, la CEI, Commission Electrotechnique Internationale (IEC en anglais). En France, ces normes sont gérées, validées et publiées par l’AFNOR (Association Française de Normalisation) qui est également membre de la CEI. Les tests de conformité sont réalisés par des laboratoires d’essais et de contrôles.
❖ Il convient de vérifier que l’équipement choisi est certifié NF (Norme Française), cette certification délivrée par l’Afnor garantit la conformité aux normes applicables et exigences ad hoc.

Voici certaines normes applicables :
➛ la norme NF IEC 61215 s’applique aux panneaux de silicium cristallin, elle établit des exigences de conception, de qualité, de performances et de sécurité. Pour être conformes à la norme IEC 61215, les panneaux sont testés pour vérifier leurs caractéristiques électriques, leurs performances, leur qualité de conception et leur résistance aux aléas climatiques et conditions environnementales :
Les principaux tests réalisés :

✓ tests de sécurité électriques : test de Résistance d’isolement, test de courant de fuite à haute température et à forte humidité, et des tests pour vérifier les éventuelles microfissures et dégradations sont effectués.
✓ tests de contrôle des performances selon les conditions de test Standard STC (coefficient de température, tension en circuit ouvert, puissance maximale de sortie…).
✓ tests environnementaux : tests d’exposition aux variations de températures extrêmes (test de cyclage thermique), aux UV, à la grêle… Divers tests rigoureux sont réalisés afin de déterminer la capacité à résister à la pénétration de l’humidité (pluie, brouillard, humidité-gel, humidité par températures élevées (= test Damp-heat)…
✓ tests thermiques: test d’endurance aux points chauds (échauffement localisé), test des diodes bypass…
✓ tests de charge mécanique afin de déterminer la vulnérabilité à la fissuration sous la pression du vent, de la neige ou de la glace.
Alors, qu’en est-il concrètement concernant la résistance à grêle ? Les panneaux sont ultra résistants, à moins de subir un épisode de grêle d’une extrême violence, les risques de dommage sont très négligeables. Les panneaux sont soumis à des impacts de boules de glace en 11 emplacements pour tester leur résistance selon des spécifications strictes en termes de diamètres et masses des grêlons, et de vitesses de propulsion. Un panneau obtient la conformité à la norme IEC 61215 s’il passe avec succès un test de résistance à des grêlons de 8 grammes environ et 25 mm de diamètre, projetés à une vitesse de 23 m/s. Il existe une échelle de classification de Resistance à la Grêle allant jusqu’à 5, il ne s’agit pas de normes mais d’évaluations, la norme IEC 61215 se situe entre les classes RG2 et RG3. Certains fabricants ont néanmoins la volonté de proposer des panneaux photovoltaïques ayant obtenu la classe RG4 dépassant les exigences de résistance minimales, ils sont testés pour résister à des grêlons de 4 cm de diamètre et d’une trentaine de grammes. La classe RG4 (HR4 en anglais) est selon nous un critère qu’il convient de vérifier. 

➛ la norme NF EN IEC 61701 vise à tester la résistance à la corrosion et au vieillissement due au brouillard salin (air venant du large chargé en chlorure de sodium (NaCl). Les panneaux ayant obtenu cette certification sont à privilégier pour les installations en front de mer.
➛ la norme IEC 60068-2-68 concerne la capacité à résister à une exposition importante au sable abrasif. Cette certification atteste de la résistance à l’abrasion et la pénétration des particules de sable et poussières chargées dans l’air.
➛ la norme IEC 62716 détermine la résistance à la corrosion due à l’ammoniac. La présence d’ammoniac en forte concentration dans l’air peut engendrer une dégradation des panneaux. Cette conformité constitue un critère de grande importance lorsque les panneaux sont sur les bâtiments agricoles ou d’élevage, ou même à proximité.
➛ la norme IEC TS62804 permet déterminer si le panneau est sensible à l’effet PID (Dégradation Induite par le Potentiel) pouvant apparaitre lorsque le panneau fonctionne à une tension élevée sur une période prolongée. Il s’agit de courants de fuite indésirables dus à une différence de potentiel entre les cellules et les autres composants du panneau. Une forte humidité et des températures élevées sont des facteurs favorisant le phénomène, il est en outre dépendant de la qualité de l’encapsulation et des matériaux utilisés. Le PID altère la puissance et le rendement. Un test négatif au PID garantit une meilleure stabilité des performances globales et une durabilité accrue.

❖ Toute installation ou équipement électrique peut constituer un risque d’électrisation pour les personnes et les animaux et un risque de départ de feu. En France, la certification NF (Norme Française) délivrée par l’AFNOR (Association Française de Normalisation) atteste de la conformité des équipements aux normes en vigueur, et exigences ad hoc, pour garantir la sureté et la sécurité des biens et des personnes. Il existe également les normes IEC élaborées par la Commission Electrotechnique Internationale, une organisation internationale de normalisation comptant l’AFNOR parmi ses membres. Les normes sont diverses et nombreuses, nous vous présentons ici les plus incontournables liées aux risques électriques.

Normes applicables aux installations photovoltaïques pour garantir sureté et sécurité :
➛ la norme NF C 15-100 s’applique aux installations électriques basse tension en bâtiments et spécifie les exigences de conception et de mise en œuvre.
➛ la norme NF CEI 61727 établit les exigences techniques pour le raccordement des installations photovoltaïques au réseau électrique et à l’installation électrique du site.
Pour répondre à toutes les exigences de sécurité et sureté, il est indispensable de respecter les guides pratiques et techniques définissant les prescriptions de conception, de mise en œuvre et de maintenance disponibles sur le site de l’AFNOR :
➛ le Guide ute c15-712-1 : pour les installations photovoltaïques sans stockage et raccordées au réseau de distribution (une mise à jour dite Guide Complémentaire a été ajoutée en extension) .
➛ le Guide ute c 15-712-2 : pour les installations photovoltaïques autonomes non raccordées au réseau de distribution avec stockage par batterie.
➛ la Norme XP C15-712-3 : pour les installations photovoltaïques avec dispositif de stockage et raccordées au réseau de distribution.

Normes applicables aux équipements pour prévenir les risques électriques et garantissant la conformité aux exigences en vigueur en termes de protection et de sécurité :
➛ la Norme NF EN IEC 61730 spécifie les exigences mécaniques en termes de construction et d’essais des panneaux photovoltaïques pour assurer la sureté de fonctionnement et la sécurité. Les impératifs stricts établis ont pour objectif de prévenir et éviter les chocs électriques, les départs de feu et les accidents corporels.
➛ la norme NF IEC 61215 s’applique aux panneaux de silicium (cristallins et amorphes), elle établit des exigences de conception, de qualité, de performances, de durabilité et de sécurité. Cette homologation doit impérativement être vérifiée.
➛ la Norme NF EN 61140 vise à garantir la sécurité des humains et animaux contre les risques d’électrisation. Cette norme en termes de protection s’applique à tous les appareils fonctionnant à l’électricité, et donc aux panneaux photovoltaïques.
➛ la Norme NF EN 62446 établit les exigences en matière de vérifications et tests à effectuer lors de de mise en service des installations photovoltaïques, elle définit également les informations et la documentation exigées devant être fournies au producteur afin de vérifier la sécurité et le bon fonctionnement de l’installation.
➛ la Norme NF EN IEC 61701 détermine la résistance à la corrosion des panneaux photovoltaïques due au brouillard salin (embrun marin chargé de sel), la corrosion et l’assimilation de sel de certains composants peuvent provoquer des détériorations et dégradations dans le temps compromettant le bon fonctionnement et la sureté de l’installation photovoltaïque.
➛ la Certification DIN VDE 0126-1-1 VFR2019 ou désormais EN 50549-1 des onduleurs atteste les exigences techniques relatives aux dispositifs de découplage des installations photovoltaïques et aux fonctions de protection contre les surtensions et perturbations électromagnétiques. Elle définit la protection anti-îlotage, les seuils et valeurs limites de tension et de fréquence et les dispositifs d’arrêt d’urgence permettant à l’onduleur de se déconnecter afin d’interrompre la production et l’injection de l’électricité sur le réseau. La conformité inclut également des exigences en matière de surveillance et contrôle, l’onduleur doit en outre pouvoir moduler et réguler la puissance active (P en Watts) selon les variations de tension et fréquence du réseau. Ces dispositifs répondent à des impératifs et normes de sécurité obligatoires en cas d’incident ou de dépassement des seuils de tension et/ou de fréquence sur le réseau. L’objectif est de garantir le bon fonctionnement de l’installation photovoltaïque, d’assurer la sécurité et la sureté de l’ensemble du système électrique et ainsi des biens et personnes, mais aussi de préserver la stabilité et la sureté du réseau. Ces exigences sont notamment indispensables pour protéger les techniciens intervenant sur le réseau contre risques d’électrocution.

❖ Une installation photovoltaïque peut présenter des risques électriques qu’il ne faut en aucun cas négliger. Il convient de vérifier que les équipements et l’installation sont en conformité aux normes électriques en vigueur afin de garantir la sécurité et la fiabilité du système. Les normes sont en outre constamment mises à jour pour suivre les évolutions des équipements et usages.
❖ Il est ainsi essentiel de s’assurer que l’installation est réalisée par une un professionnel qualifié, ou au minima par une personne disposant des mêmes compétences et connaissances et ayant une parfaite maîtrise des exigences en matière de sécurité et de conformité aux normes en vigueur.
❖ La stricte conformité aux normes en vigueur est obligatoire pour le raccordement au réseau électrique et la mise en service d’une installation photovoltaïque. Le CONSUEL (Comité National pour la Sécurité des Usagers de l’Electricité) est l’organisme chargé de la vérification de la conformité des installations électriques, et à fortiori des installations photovoltaïques, aux normes en vigueur. Le CONSUEL se base notamment sur le Guide ute c15-712-1 et la Norme XP C15-712-3 selon le type d’installation photovoltaïque. Un dossier technique est à fournir dont le type dépend des équipements utilisés et la présence ou non de stockage par batterie. A l’issue de la procédure de contrôle, si la conformité est avérée, le CONSUEL délivre le CERFA d’attestation de conformité ad-hoc : attestation bleue pour les installations de production d’électricité ou attestation violette pour les installations de production d’électricité avec dispositif stockage.

❖ Publication à venir 

❖ Non, il n’y a absolument aucune obligation !
❖ Néanmoins, pour les exploitations en autoconsommation avec injection et vente du surplus hors contrat d’Obligation d’Achat (par EDF OA), le changement de fournisseur peut être nécessaire. En effet, si le producteur choisit de vendre son surplus de production au marché libre à un fournisseur alternatif qui le propose, ce fournisseur peut exiger de devenir également le fournisseur d’électricité (pour la consommation donc). Il est important de bien se renseigner sur toutes les obligations et conditions du contrat à souscrire et de comparer les offres (tous les coûts inhérents, tarifs d’achat de l’électricité produite en surplus, tarifs de vente de l’électricité consommée…).
❖ Si le producteur vend son surplus de production à EDF OA, il peut choisir de rester chez son fournisseur pour la consommation d’électricité ou d’en changer à tout moment selon son choix.
❖ Il est courant de constater des erreurs de distinction entre le distributeur, le fournisseur et EDF OA, c’est pourquoi de nombreux producteurs pensent devoir changer de fournisseur.

Voici quelques précisions pour clarifier les choses :
➛ Enedis : il s’agit du gestionnaire national du réseau de distribution d’électricité en France métropolitaine. Cette entité gère l’acheminement de l’électricité en basse tension jusque chaque site utilisateur raccordé au réseau (= point de livraison). En amont, c’est RTE qui est responsable du transport de l’électricité en très haute et haute tension depuis les sites de production. Enedis est responsable de l’exploitation, l’entretien, la maintenance et le développement du réseau de distribution. Enedis opère sur 95 % du territoire, dans certaines communes ou intercommunalités, les régies historiques sont restées gestionnaires du réseau local, ainsi chaque Entreprise Locale de Distribution (ELD) assure les fonctions d’Enedis.
 si une centrale photovoltaïque est installée sur un site connecté au réseau, il est obligatoire de déclarer celle-ci au distributeur responsable et de faire les démarches nécessaires (voir sur le site d’ Enedis). 
➛ le fournisseur d’électricité : le fournisseur agit en tant qu’intermédiaire sur le marché de l’électricité, il achète et négocie l’électricité auprès des producteurs et la revend à ses clients consommateurs finaux. Le consommateur contractualise une offre de fourniture d’électricité et paye au fournisseur choisi les kWh consommés, les divers coûts de gestion et d’abonnement, ainsi que toutes les taxes et contributions dues. Depuis l’ouverture des marchés de l’électricité à la concurrence en 2007, le consommateur est libre de choisir son fournisseur d’électricité (sauf si le réseau est géré par une ELD qui reste généralement l’unique fournisseur possible). En France, il existe une quarantaine de fournisseurs alternatifs : EDF, ENGIE, TotalEnergies, Plenitude (Eni), Iberdrola, Énercoop, EkWateur, Mint Energy, Octopus Energy, Elmy,…
➛ EDF OA : le dispositif d’Obligation d’Achat (OA) permet aux producteurs d’énergie renouvelable de bénéficier d’une garantie d’achat de l’électricité produite sur le long terme. Le fournisseur d’énergie historique EDF a été mandaté par l’état pour acheter l’énergie produite. EDF, via son entité dédiée EDF Obligation d’Achat (EDF OA), est ainsi l’acheteur obligé par défaut. EDF OA a ainsi l’obligation légale d’acheter l’électricité photovoltaïque injectée sur le réseau public au tarif fixé par les pouvoirs publics. Un contrat d’Obligation d’Achat est alors souscrit. L’ELD concernée a la même obligation d’achat si le réseau n’est pas géré par Enedis. A la demande du producteur, le contrat d’Obligation d’Achat peut par la suite être transféré à un fournisseur ayant obtenu l’agrément pour se substituer à EDF OA.
       ➥ Pour plus d’informations, voir la question Quelles sont les aides financières pour une installation photovoltaïque ? 
➛ fournisseur d’électricité et acheteur hors EDF OA : certains fournisseurs d’électricité proposent d’acheter le surplus d’électricité injecté sur le réseau hors dispositif d’Obligation d’Achat. Le fournisseur détermine le tarif d’achat et les conditions.

❖ Tout consommateur d’électricité peut choisir son fournisseur, de la même manière, tout producteur propriétaire d’une installation photovoltaïque peut choisir le fournisseur pour la vente de son surplus de production. La décision est personnelle mais doit être murement réfléchie en prenant en compte tous les aspects.
       ➥ Pour plus d’informations, voir la question Quel fournisseur peut acheter la production photovoltaïque en surplus ?

❖ Publication à venir