Technologies et composants : modules, onduleurs, stockage et structures
Ce domaine teste la connaissance des familles de modules, des architectures d'onduleurs et des accessoires, avec un souci de choix argumenté selon le contexte du chantier.
Modules
- Monocristallin (PERC, TOPCon, HJT, IBC) : rendement 19 à 23 %, meilleur comportement en température, standard actuel du résidentiel.
- Polycristallin : 15 à 17 %, en net recul, disponible surtout en remplacement.
- Couches minces (CdTe, CIGS, silicium amorphe) : rendement surfacique plus faible, coefficient de température souvent meilleur, intéressant en forte chaleur ou sur grande surface, parfois bifacial. Le bifacial et le demi-cellule réduisent les pertes par mismatch et par ombrage partiel.
Onduleurs et électronique
- Onduleur string : rendement 97 à 98,5 %, un ou plusieurs MPPT, coût maîtrisé, sensible à l'ombrage hétérogène.
- Micro-onduleur : MPPT par module, sortie AC directement sous le module, sécurité DC réduite, coût plus élevé, adapté aux toitures complexes.
- Optimiseur : convertisseur DC-DC par module, MPPT local et coupure de sécurité, utile en cas d'ombrage ou de strings hétérogènes.
- Onduleur hybride : intègre la gestion du stockage et les fonctions de secours.
Stockage et structures
Batteries LFP : profondeur de décharge utile 80 à 100 %, 4000 à 6000 cycles, bon compromis sécurité/durée de vie. Batteries NMC : énergie massique supérieure, surveillance thermique renforcée. Plomb : DoD limitée à 50 %, durée de vie réduite. Rendement aller-retour typique : 90 à 95 %. Structures : rails aluminium et crochets adaptés au type de couverture (tuiles, bac acier, ardoise), lestage sur toit plat, ventilation sous modules d'au moins 10 à 15 cm, visserie inox. Câbles solaires H1Z2Z2-K 1,5 kV DC, résistants UV, connecteurs compatibles entre eux et sertis avec l'outil adéquat.
Exemple raisonné
Besoin de 5 kWh utiles par jour, batterie LFP avec DoD de 90 % et rendement aller-retour de 95 %. Capacité nominale = 5 / (0,90 × 0,95) = 5,85 kWh, soit une batterie de 6 kWh. Si l'on avait retenu une DoD de 50 %, il faudrait 10,5 kWh : le choix de technologie double le coût.
Pièges classiques
- Comparer des modules sur la seule puissance crête sans regarder le coefficient de température et la surface.
- Mélanger connecteurs de marques différentes (échauffement, arc).
- Poser des modules sans respecter les zones de fixation du fabricant.
- Dimensionner une batterie sur sa capacité nominale sans corriger par la DoD et le rendement.