Installateur de Systèmes Photovoltaïques cheat sheet

Loi d'Ohm : U = R × I ; puissance : P = U × I = R × I² = U² / R. En continu, la puissance s'exprime en watts (W) et l'énergie en wattheures (Wh).

Une cellule PV se comporte comme un générateur de courant : le courant photogénéré Iph est proportionnel à l'éclairement (≈ 1000 W/m² en STC), tandis que la tension est fixée par la jonction (≈ 0,6–0,7 V par cellule).

Points caractéristiques de la courbe I-V : Isc (courant de court-circuit), Voc (tension à vide), Pmax au point de puissance maximale (MPP), avec Imp et Vmp ; facteur de forme FF = Pmax / (Voc × Isc).

Conditions STC : éclairement 1000 W/m², spectre AM 1,5, température de cellule 25 °C. La puissance crête (Wc) d'un module est mesurée dans ces conditions.

Coefficients de température : la tension Voc diminue quand la température augmente (typiquement −0,25 à −0,35 %/°C), le courant Isc augmente légèrement (+0,04 à +0,06 %/°C) et Pmax baisse d'environ −0,30 à −0,45 %/°C.

Rendement d'un module : η = Pmax / (surface × 1000 W/m²). Un module de 400 Wc de 2 m² a un rendement de 400 / 2000 = 20 %.

Effet photovoltaïque : absorption des photons dans le semi-conducteur (silicium dopé P et N), création de paires électron-trou, séparation par le champ de la zone de déplétion et collecte par les contacts.

Association de modules : en série, les tensions s'additionnent et le courant est limité par le module le plus faible (attention à l'ombrage) ; en parallèle, les courants s'additionnent et les tensions doivent être identiques.

La puissance d'entrée solaire de référence est de 1000 W/m² ; l'énergie produite en kWh = puissance (kW) × durée d'ensoleillement équivalent (h).

Bilan de besoins : relever la consommation annuelle (kWh), la puissance de raccordement, le profil horaire et le taux d'autoconsommation visé avant de choisir la puissance PV.

Ratio de dimensionnement courant en résidentiel : 1 kWc installé produit en France métropolitaine environ 900 à 1 400 kWh/an selon la région et l'inclinaison ; le ratio kWc/kW de consommation annuelle sert de première estimation.

String sizing : la tension à vide corrigée à froid (Voc × N × (1 + coefficient × (Tmin − 25))) doit rester inférieure à la tension DC maximale admissible de l'onduleur (souvent 1000 ou 1100 V).

La tension MPP corrigée à chaud (Vmp × N × (1 + coefficient × (Tmax − 25))) doit rester supérieure à la tension de démarrage et dans la plage MPPT de l'onduleur.

Chute de tension : ΔU = 2 × ρ × L × I / S en monophasé (aller-retour) ; limite usuelle 1 % en DC et 3 % en AC pour l'ensemble de l'installation selon les guides UTE.

Ombrage : une ombre partielle sur une cellule peut annuler la production d'une chaîne ; utiliser des diodes bypass intégrées, un optimiseur par module ou des micro-onduleurs pour limiter l'impact.

Protections DC : fusibles gPV ou disjoncteur DC dimensionnés selon Isc et 1,25 × Isc, sectionneur DC, parafoudre DC si nécessaire ; protections AC : disjoncteur de branchement, différentiel et parafoudre AC.

Orientation et inclinaison : en France métropolitaine, une inclinaison de 30 à 35° plein sud est optimale ; un écart d'azimut de 30° entraîne une perte d'environ 3 à 5 %.

Production estimée : E (kWh/an) = Pc (kWc) × irradiation du plan incliné (kWh/m²/an) × PR (performance ratio, typiquement 0,75 à 0,85).

Monocristallin : rendement cellulaire élevé (souvent 20–23 % au module), aspect homogène noir, bon comportement à faible éclairement ; polycristallin : rendement légèrement inférieur, aspect bleuté avec motifs visibles.

Couches minces (CdTe, CIGS, silicium amorphe) : rendement plus faible mais meilleur comportement à température élevée et à faible éclairement, coefficients de température plus favorables, souplesse possible.

Onduleur string : un seul appareil pour toute la chaîne, rendement élevé (97–98 %), MPPT centralisé ; micro-onduleur : un par module, MPPT indépendant, pas de tension DC élevée sur le toit, mais coût et maintenance plus élevés.

Optimiseur de puissance : MPPT par module avec onduleur central, utile en cas d'ombrage partiel ou d'orientations multiples ; il ne remplace pas l'onduleur.

Batteries : plomb-acide (coût faible, durée de vie limitée, profondeur de décharge 50 %) ; lithium fer phosphate LiFePO4 (durée de vie élevée, rendement 90–95 %, profondeur de décharge 80–90 %).

Structures de fixation : rail aluminium avec crochets de toiture ou fixations sur bac acier, sur charpente ou au sol ; respecter les zones de vent et de neige et l'étanchéité de la couverture.

Câbles DC : câbles solaires souples résistants UV et ozone, double isolation, section calculée selon le courant et la chute de tension ; connecteurs MC4 compatibles entre eux et verrouillés.

Onduleurs hybrides : intègrent la gestion des batteries et parfois un secours en cas de coupure réseau ; vérifier la compatibilité batterie/onduleur et la puissance de charge.

Pose des modules : respecter les zones de serrage indiquées par le fabricant, laisser un espace de ventilation sous les modules et éviter les zones de chevauchement d'ombre portée.

Cheminement des câbles : utiliser des chemins de câbles ou des goulottes, maintenir les câbles DC à l'écart des sources de chaleur, éviter les boucles et les points de frottement.

Raccordement DC : vérifier la polarité avant branchement, ne jamais connecter ou déconnecter un connecteur sous charge, respecter le repérage + et −.

Mise à la terre : liaison équipotentielle des masses (rails, boîtiers) ; la mise à la terre du cadre des modules est requise selon les guides UTE et les prescriptions du fabricant.

Protections électriques : disjoncteur DC côté modules, sectionneur AC, parafoudre DC et AC, différentiel adapté ; respecter le schéma de liaison à la terre de l'installation.

Autoconsommation : injection du surplus ou vente totale ; le raccordement au réseau nécessite une convention avec le gestionnaire de réseau (Enedis) et un compteur adapté.

Étanchéité : chaque perçage de toiture doit être traité (crochets à joint, mastic adapté) ; ne jamais percer dans une zone de noue ou sous une tuile cassée.

Repérage et documentation : identifier les circuits, poser les étiquettes de sécurité DC/AC et remettre le schéma unifilaire au client.

Risque DC : une chaîne PV sous éclairement reste sous tension même onduleur arrêté ; la tension peut atteindre 1000 V et plus. Le sectionnement DC ne supprime pas la tension côté modules.

Risque AC : coupure par disjoncteur et consignation (séparation, condamnation, vérification d'absence de tension, mise à la terre) avant toute intervention.

Travail en hauteur : échafaudage ou nacelle conforme, garde-corps, harnais antichute avec point d'ancrage vérifié ; ne jamais travailler seul sur une toiture.

EPI : casque, gants isolants, chaussures de sécurité, lunettes, vêtements couvrants, harnais ; vérifier périodiquement l'état des EPI.

Conditions météo : ne pas intervenir sur le toit en cas de vent fort, de pluie, de gel ou d'orage ; risque de chute et de foudre.

Premiers secours : en cas d'électrisation, couper le courant avant de toucher la victime, alerter le 15 ou le 112, pratiquer la réanimation cardio-pulmonaire si nécessaire.

Sécurité incendie : les modules PV continuent de produire sous éclairement ; informer les pompiers de la présence de panneaux et de l'emplacement du sectionneur.

Consignation : identifier, séparer, condamner, vérifier l'absence de tension, puis baliser la zone de travail.

NF C 15-100 : règles des installations électriques basse tension (sections, protections, mise à la terre, différentiels).

NF C 15-712 (parties 1 et 2) : règles spécifiques aux installations photovoltaïques, notamment le raccordement, les protections DC et la mise à la terre.

Guides UTE C15-712-1 et C15-712-2 : recommandations pratiques pour les installations PV raccordées au réseau et les installations avec stockage.

Déclaration préalable de travaux en mairie pour une installation en toiture, sauf cas d'exemption selon le PLU et la puissance ; délai d'instruction généralement d'un mois.

Raccordement au réseau : demande de raccordement auprès du gestionnaire de réseau (Enedis), convention d'autoconsommation ou contrat d'achat selon le dispositif.

Aides et subventions : prime à l'autoconsommation, tarifs d'achat, TVA réduite selon les cas, aides locales ; les conditions évoluent et doivent être vérifiées à la date du projet.

Qualification RGE : exigée pour que le client bénéficie de certaines aides et primes ; elle atteste de la compétence de l'entreprise.

Attestation de conformité Consuel : obligatoire pour la mise sous tension après raccordement au réseau et pour certaines installations.

Contrôles avant mise sous tension : vérifier la polarité, la continuité des liaisons, l'isolement (mesure à 1000 V DC entre conducteurs actifs et terre), la présence et le serrage des protections.

Mesures : tension Voc de chaque chaîne, courant Isc ou courant de fonctionnement, continuité de terre, isolement ; comparer aux valeurs attendues et à celles des autres chaînes.

Test de fonctionnement : mise en service de l'onduleur, vérification de la production, contrôle de la communication et de la supervision.

Diagnostic de panne : distinguer défaut d'isolement, défaut de chaîne (courant nul ou faible), défaut d'onduleur (code erreur), défaut de communication et défaut réseau.

Entretien préventif : nettoyage des modules, contrôle visuel des fixations et des câbles, vérification des serrages et des parafoudres, mise à jour du firmware de l'onduleur.

Suivi de production : comparer la production réelle à la production attendue (irradiation, PR) ; une baisse brutale signale souvent un défaut de chaîne ou d'ombrage nouveau.

Sécurité des interventions : ne jamais intervenir sur une chaîne sous tension ; utiliser un multimètre adapté à la tension DC et des pinces ampèremétriques DC.

Traçabilité : consigner les mesures, les interventions et les remplacements dans un carnet de maintenance remis au client.

Performance ratio (PR) : rapport entre l'énergie réellement produite et l'énergie théorique attendue ; un bon PR se situe généralement entre 0,75 et 0,85.

Bilan carbone : l'énergie grise d'un module silicium est amortie en quelques années (souvent 1 à 3 ans) grâce à la production ; le bilan global dépend du mix électrique local.

Recyclage des modules : le silicium, le verre, l'aluminium et le cuivre sont recyclables ; la filière française est encadrée par des éco-organismes dédiés.

Recyclage des batteries : les batteries lithium et plomb sont soumises à des filières de collecte spécifiques ; ne jamais les jeter avec les déchets ordinaires.

Bonnes pratiques d'installation : respecter les prescriptions du fabricant, soigner le cheminement des câbles, éviter les ombrages parasites et documenter les réglages.

Satisfaction client : expliquer le fonctionnement, remettre la documentation technique, le schéma unifilaire, les attestations et les consignes de sécurité.

Documentation technique : fiche de mise en service, mesures, garanties, notices des équipements, attestation Consuel et contrat de raccordement.

Qualité de l'énergie : limiter les chutes de tension, éviter les boucles de masse et vérifier la compatibilité des onduleurs avec le réseau (protection de découplage).