Comment fonctionne une installation photovoltaïque ?

Le fonctionnement d’une installation photovoltaïque repose sur la conversion de l’énergie lumineuse du soleil en électricité utilisable dans le logement. Cette conversion se fait grâce à des cellules photovoltaïques, principalement à base de silicium, qui composent les panneaux solaires. Lorsqu’ils sont exposés au rayonnement solaire, les électrons dans le silicium s’agitent, générant un courant électrique continu. Ce courant est ensuite transformé en courant alternatif par un onduleur afin d'être compatible avec les appareils électriques domestiques (réfrigérateurs, machines à laver, TV, etc...)

Une installation solaire repose sur plusieurs éléments techniques qui, ensemble, permettent de produire, transformer, protéger et gérer l’électricité.

Tout commence par les panneaux photovoltaïques, qui sont généralement posés sur le toit du bâti, bien que certaines installations soient prévues au sol ou en façade. Chaque panneau est composé de cellules en silicium qui transforment la lumière du soleil en courant électrique continu. Le rendement de ces panneaux dépend de plusieurs facteurs : leur orientation, l’inclinaison de la toiture, la température extérieure, et bien sûr le niveau d’ensoleillement. Plus ces conditions sont optimales, plus la production est importante.

L’électricité produite par les panneaux circule ensuite à travers un réseau de câblage électrique. Les panneaux sont reliés entre eux en série ou en parallèle selon la configuration choisie, puis connectés à un premier boîtier de protection appelé coffret DC (courant continu). Ce coffret joue un rôle de sécurité indispensable : il contient des éléments de protection tels que des disjoncteurs, des parafoudres et un sectionneur. Il permet d’isoler l’installation en cas d’anomalie ou lors d’une intervention technique.

Une fois sécurisée, l’électricité en courant continu est envoyée vers un onduleur. Il peut s’agir d’un onduleur central unique, ou de plusieurs micro-onduleurs installés directement sous chaque panneau. Dans les deux cas, le rôle de ces équipements est le même : transformer le courant continu en courant alternatif, compatible avec le réseau électrique du logement (230 V). Les micro-onduleurs offrent un avantage supplémentaire : ils optimisent la production panneau par panneau, notamment en cas d’ombrage partiel, ce qui maximise le rendement global de l’installation. De plus, les onduleurs modernes sont souvent connectés à Internet, ce qui permet de suivre en temps réel sa production solaire depuis une application.

Le courant alternatif ainsi généré passe ensuite par un second boîtier : le coffret AC, situé après l’onduleur. Ce coffret protège l’installation en courant alternatif et regroupe divers dispositifs de sécurité : disjoncteurs, interrupteurs différentiels, parafoudres, et parfois un relais de découplage. Il assure la connexion directe avec le tableau électrique de la maison et garantit que l’électricité est distribuée en toute sécurité aux différents circuits du logement.

Si le logement est en autoconsommation avec revente du surplus, l’installation est obligatoirement équipée d’un compteur bidirectionnel, le plus souvent un compteur Linky. Celui-ci mesure à la fois la quantité d’électricité injectée dans le réseau public et celle prélevée par le logement lorsque la production solaire est insuffisante (par exemple la nuit). Il permet donc un suivi précis de votre consommation, de votre production, et de l’électricité éventuellement revendue.

Enfin, pour aller encore plus loin dans l’autonomie, certaines installations intègrent une batterie de stockage, qui permet de conserver l’électricité non consommée en journée pour une utilisation ultérieure, notamment en soirée ou en cas de coupure. Il en existe plusieurs types (lithium-ion, plomb-acide, sel de sodium) avec des capacités et des durées de vie variables. Les batteries sont de plus en plus populaires dans les projets d’autoconsommation car elles améliorent significativement l’indépendance énergétique d’un foyer

Imaginons une journée classique dans une maison équipée de panneaux photovoltaïques.

Le matin, dès 8h, la production commence doucement. Le soleil se lève, les panneaux captent l’énergie, et l’électricité alimente les premiers appareils du quotidien : cafetière, chauffage, éclairages, ordinateurs… La consommation est essentiellement directe, sans passer par le réseau.

Vers midi, la production atteint son pic. Le soleil est au zénith, et les panneaux fonctionnent à pleine puissance. C’est le moment idéal pour faire fonctionner les appareils programmables : lave-linge, lave-vaisselle, ballon d’eau chaude. Si tout n’est pas consommé, l’excédent est soit stocké dans une batterie, soit injecté dans le réseau pour être revendu.

En soirée, à partir de 18h, la production solaire diminue jusqu’à s’arrêter. Les besoins en électricité augmentent : on allume les lampes, on cuisine, on regarde la télévision. À ce moment-là, le foyer utilise en priorité l’énergie stockée dans la batterie. Si celle-ci est vide, l’installation bascule automatiquement sur le réseau public.

Ce scénario illustre parfaitement l’intelligence et la souplesse d’une installation bien conçue, capable de s’adapter à chaque moment de la journée.

Une installation photovoltaïque est un investissement durable, mais comme tout équipement technique, elle nécessite un minimum d’entretien pour rester performante sur le long terme.

Les panneaux solaires eux-mêmes ont une durée de vie moyenne de 25 à 30 ans. Leur rendement peut diminuer légèrement au fil du temps, de l’ordre de 0,5 % par an. Un simple nettoyage annuel suffit généralement à préserver leur efficacité, surtout si l’installation est bien inclinée et que les salissures (feuilles, poussière, neige) ne s’accumulent pas.

L’onduleur, en revanche, est plus sensible à l’usure. Sa durée de vie est souvent estimée entre 10 et 15 ans. Il peut donc être nécessaire de le remplacer une fois au cours de la vie des panneaux. Les versions connectées permettent d’être alerté en cas de baisse de performance.

Quant aux batteries de stockage, leur longévité dépend du type de technologie utilisée et du nombre de cycles de charge/décharge. Une batterie lithium-ion peut tenir entre 10 et 15 ans si elle est bien dimensionnée. Des vérifications périodiques permettent de s’assurer de son bon état de fonctionnement.

Enfin, les coffrets de protection (AC et DC), ainsi que le câblage, doivent faire l’objet de contrôles réguliers par un professionnel qualifié. Cela garantit non seulement la sécurité de l’installation, mais aussi sa conformité réglementaire.

L’installation photovoltaïque est un système intelligent et bien pensé, capable de transformer une simple toiture en véritable centrale électrique. Bien conçue, bien installée et correctement entretenue, elle peut fonctionner de manière autonome pendant plusieurs décennies, tout en réduisant considérablement les factures d’électricité.

C’est une solution à la fois écologique et économique, qui permet de produire une énergie propre, renouvelable et locale. Elle s’adapte à tous les styles de consommation : que vous soyez en autoconsommation totale, partielle, avec ou sans stockage, vous participez activement à la transition énergétique.

En investissant dans le solaire, vous prenez également soin de votre patrimoine. Une maison équipée de panneaux valorise sa performance énergétique, et donc sa valeur sur le marché immobilier.