Découvrez comment les systèmes solaires hybrides peuvent vous offrir le meilleur des deux mondes. Vous vous demandez sans doute ce qu'est un système solaire hybride. Cette technologie innovante offre un moyen durable et efficace de répondre à vos besoins énergétiques en alliant sans effort l'énergie propre des panneaux solaires à la fiabilité du réseau électrique. Bienvenue dans un avenir où vous pourrez bénéficier de l'énergie solaire tout en disposant d'une alimentation de secours après le coucher du soleil.
Qu'est-ce qu'un système solaire hybride ?
Il existe trois principaux types de systèmes de panneaux solaires : les systèmes raccordés au réseau, les systèmes autonomes et les systèmes hybrides. Les systèmes raccordés au réseau, les plus répandus dans les secteurs résidentiel et industriel, sont les systèmes de panneaux solaires connectés au réseau électrique. Les systèmes autonomes, quant à eux, ne sont pas raccordés au réseau électrique et utilisent un système de stockage par batteries. Enfin, les systèmes hybrides combinent les avantages des systèmes raccordés au réseau et des systèmes autonomes. Ce type de système est à la fois connecté au réseau électrique et dispose d'un système de stockage par batteries.
Les systèmes solaires hybrides sont préférablement installés dans les zones dépourvues d'alimentation électrique fiable, où les pannes de courant sont fréquentes et où des systèmes de secours sont nécessaires. Ils présentent l'avantage de combiner les caractéristiques des systèmes de panneaux solaires connectés et hors réseau.
En principe, le fonctionnement d'un système hybride est similaire à celui d'un système solaire hors réseau, mais une fois les batteries chargées et les besoins satisfaits, un système solaire hybride est capable d'exporter l'excédent d'énergie produite vers le réseau. Un compteur bidirectionnel mesure l'énergie nette à partir des importations et des exportations entre le réseau et le système photovoltaïque.
Comment fonctionne un système solaire hybride ?
La quantité de courant continu (CC) produite par les panneaux solaires dépend de l' ensoleillement qu'ils reçoivent. Ce courant continu est transmis à des régulateurs de charge qui contrôlent l'alimentation de la batterie. L'énergie provenant des régulateurs de charge est ensuite acheminée vers l'onduleur qui la convertit en courant alternatif (CA) , utilisable pour alimenter les appareils électroménagers.
Ce courant alternatif est ensuite transféré à différentes charges via le réseau électrique. Les panneaux solaires envoient le surplus de courant continu produit au réseau électrique via un onduleur et un compteur électrique. Ce processus intervient une fois les batteries entièrement chargées par l'énergie produite par les panneaux solaires. Votre fournisseur d'électricité vous paiera la quantité d'électricité injectée dans le réseau électrique par vos panneaux solaires.
En cas de panne d'électricité provenant des panneaux solaires ou du réseau électrique, l'énergie stockée dans les batteries est extraite pour répondre aux besoins. Voyons ensuite si un système solaire hybride peut fonctionner sans batterie.
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Un système solaire hybride peut-il fonctionner sans batterie ?
Oui, un système solaire hybride fonctionnerait sans batterie, mais il ne serait pas qualifié d'hybride. En effet, ce terme fait référence aux deux systèmes qui le composent. Sans batterie, il s'agirait d'un simple système solaire raccordé au réseau électrique, mais incapable de stocker l'énergie produite par les panneaux solaires. Toutefois, l'énergie excédentaire et l'électricité non consommée seraient injectées dans le réseau.
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Quels sont les composants d’un système solaire hybride sur toit ?
Un système solaire hybride est doté de certains composants lui permettant d'assurer une performance durable. Les composants d'un système solaire hybride sur toiture sont listés ci-dessous :
1. Boîte de distribution de courant alternatif (ACDB)
Son rôle principal est de protéger les appareils contre tout problème survenant au niveau de l'onduleur hybride. Il agit comme un système de protection composé de composants tels qu'un fusible, un parafoudre et un disjoncteur miniature (MCB) . Dans un système solaire hybride, le bloc de distribution d'air (ACDB) empêche les dysfonctionnements des onduleurs hybrides.
2. Batterie
Qu'est-ce qu'un système solaire hybride sans batterie ? Le courant continu (CC) produit par les panneaux solaires est stocké dans une batterie. Pour un système solaire hybride, il est recommandé d'utiliser des batteries rechargeables au lithium ou au plomb . Cette énergie stockée peut être utilisée la nuit ou les jours où la production d'énergie des panneaux solaires est insuffisante.
3. Contrôleur de charge
Relié aux batteries, un régulateur de charge contrôle la quantité de charge qui y entre. Son rôle principal est d'éviter la surcharge et la décharge excessive en gérant le flux de charge. Un équilibre entre la charge entrante et la charge sortante permet de prolonger la durée de vie des batteries.
4. Boîte de distribution de courant continu (DCDB)
Le rôle principal d'un boîtier de distribution de courant continu (DCDB) est de regrouper plusieurs chaînes de panneaux solaires au sein d'un système photovoltaïque . Il y parvient en combinant tous les fils d'un panneau solaire en une chaîne présentant deux sorties : une négative et une positive. Un fusible, un disjoncteur miniature (MCB) et un dispositif de protection contre les surtensions sont les principaux composants d'un DCDB.
5. Onduleur hybride
Pour un système de panneaux solaires, un onduleur est indispensable ; il convertit le courant continu en courant alternatif. Sans lui, l’énergie produite par les panneaux solaires ne peut être utilisée par les appareils connectés, sauf si ces derniers fonctionnent en courant continu, ce qui est très rare.
6. Panneaux solaires
Sans panneaux solaires, pas de système photovoltaïque. Ils absorbent la lumière du soleil et, sans eux, aucune production d'électricité n'est possible. Le rayonnement solaire, sous forme de photons, frappe ces panneaux, provoquant la vibration des électrons présents dans les cellules photovoltaïques. La circulation libre de ces électrons génère un courant électrique continu.
7. Rayonnage et montage
Pour fixer des panneaux solaires en toute sécurité sur différentes surfaces, on utilise des supports et des systèmes de fixation. En fonction de l'inclinaison de votre toit, des supports ou des systèmes de fixation adaptés seront utilisés pour votre système hybride de panneaux solaires en toiture. Vous pouvez également installer vos panneaux solaires au sol, sur un support ou un système de fixation plus incliné que sur un toit, afin d'optimiser l'exposition au soleil.
8. Câblage électrique
Pour acheminer l'énergie des panneaux solaires vers différents composants tels que les onduleurs, les batteries, les régulateurs de charge, etc., il est nécessaire d'utiliser des câbles électriques de section et de résistance adaptées. Afin de prévenir tout risque d'électrocution, un câblage correct doit être réalisé.
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Quel est le prix d'un système solaire hybride ?
Le coût d'un système solaire hybride dépend de plusieurs facteurs. Toutefois, ce type de système est généralement un peu plus cher en raison du prix des batteries. Le prix d'un système solaire hybride de 6 kW peut avoisiner les 12 654 $ (crédit d'impôt fédéral inclus). Remarque : ce coût varie selon l'endroit et la législation fiscale en vigueur.
Le coût moyen avoisinera les 12 000 $ dans la plupart des régions, car les batteries peuvent coûter jusqu'à 8 000 $ , voire plus (selon leur rendement). Il s'agit toutefois d'un investissement à long terme, car vous n'aurez pas besoin de les remplacer avant 10 ans, voire plus.
Les principaux facteurs déterminant le prix du système solaire hybride sont les suivants :
1. Distance au point d'interconnexion
L'électricité non utilisée et valorisée pour le comptage net doit être acheminée jusqu'au compteur du réseau. La distance entre le point de raccordement au réseau et les panneaux solaires est un facteur important, car les coûts peuvent être élevés sur de grandes distances. Ces coûts dépendent du type de conduit utilisé, de la section des câbles et des travaux de tranchée nécessaires.
2. Consommation d'énergie
Le nombre de panneaux dépend également de la quantité d'énergie requise et de votre consommation énergétique domestique. Plus votre consommation est élevée, plus vous aurez besoin de panneaux, ce qui engendrera des dépenses supplémentaires.
3. Coût d'interconnexion
Le raccordement de votre installation de panneaux solaires au réseau électrique est appelé interconnexion. Les exigences varient selon les réseaux électriques locaux. Le type de compteur à utiliser dépend également de ces exigences, et la nécessité ou non d'une mise à niveau du transformateur est déterminante. Ainsi, pour chaque projet, le coût de l'interconnexion est différent selon l'âge et la puissance des équipements de votre ligne, ainsi que la taille de votre installation solaire.
4. Ombrage et météo
En fonction de la surface ombragée, le nombre de panneaux solaires nécessaires pour répondre à vos besoins énergétiques sera déterminé. Les zones moins ombragées nécessitent nettement moins de panneaux pour produire suffisamment d'énergie. De même, les régions plus froides, où l'ensoleillement est faible et la durée d'ensoleillement réduite, requièrent davantage de panneaux que les régions plus ensoleillées.
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5. Type d'installation
Plusieurs options d'installation sont disponibles, notamment la pose sur toiture et au sol, afin de s'adapter à l'espace disponible. Pour les installations au sol et les abris de voiture, des poteaux supplémentaires sont ancrés dans le sol, ce qui peut augmenter le coût total.
6. Type de toit
Les toitures métalliques, plates ou en bardeaux sont considérées comme les plus adaptées aux systèmes de panneaux solaires. Cependant, chaque type de toiture requiert des composants d'installation différents et un niveau de main-d'œuvre variable. Le prix, qui dépend largement de ces facteurs, varie également. Ainsi, le type de toiture influence aussi le prix d'un système solaire hybride.
7. Types d'équipements
La densité et la couleur des panneaux solaires sont deux variables essentielles qui déterminent le type d'équipement à utiliser. La densité correspond à la puissance produite par unité de puissance, et la couleur (bleue ou noire) des panneaux dépend de leur type (polycristallin ou monocristallin). En règle générale, plus la densité de puissance est élevée, plus le coût par watt est important. Le type d'onduleur (de chaîne, micro-onduleur ou optimiseur de puissance) est également un facteur déterminant. Les onduleurs de chaîne sont économiques, les micro-onduleurs sont plus onéreux, et les optimiseurs de puissance sont plus coûteux que les onduleurs de chaîne, mais moins que les micro-onduleurs.
Quels sont les avantages du système solaire hybride ?
Les systèmes solaires hybrides offrant une alimentation de secours des deux côtés, ils sont avantageux à long terme et dans différentes circonstances. Voici cependant une brève description de leurs avantages.
1. Meilleure utilisation des ressources renouvelables
Les batteries sont connectées à un système spécialement conçu pour stocker l'énergie excédentaire, ce qui permet d'éviter tout gaspillage d'énergie.
2. Alimentation électrique continue
L'un des principaux avantages des systèmes solaires hybrides par rapport aux systèmes de panneaux solaires traditionnels réside dans la continuité de l'alimentation électrique. En cas de coupure de courant, l'énergie est puisée dans les batteries ; le reste du temps, l'alimentation est assurée par les panneaux solaires.
3. Haute efficacité
Les générateurs hybrides solaires sont plus efficaces et durables que les générateurs traditionnels. Ils sont conçus pour produire de l'électricité efficacement par tous les temps, sans gaspillage de carburant.
4. Gestion des charges
Les systèmes solaires hybrides stockent l'énergie pendant la journée et la restituent la nuit. Grâce aux progrès technologiques, la production s'adapte automatiquement aux besoins énergétiques de chaque appareil, qu'il s'agisse d'un ventilateur ou d'un climatiseur. À l'inverse, les générateurs traditionnels ne fournissent qu'une puissance de sortie élevée.
5. Faible coût d'entretien
Bien que les coûts d'installation initiaux puissent être supérieurs à ceux des systèmes de panneaux solaires traditionnels, cette solution s'avère rentable à long terme. En effet, vous n'aurez plus à payer de carburant pour un générateur et l'entretien sera réduit, ce qui vous permettra de réaliser des économies sur la durée. Voilà qui conclut la présentation des avantages d'un système solaire hybride.
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Quels sont les inconvénients du système solaire hybride ?
Malgré ses nombreux avantages, ce système présente également quelques inconvénients. Voici les inconvénients des systèmes solaires hybrides :
1. Processus de contrôle compliqué
Un système solaire hybride comprend différentes sources d'énergie et nécessite des connaissances spécifiques en électricité pour être géré. Le fonctionnement et l'interaction entre ces sources peuvent s'avérer complexes et il est conseillé de faire appel à un expert.
2. Coûts d'installation élevés
Plusieurs composants nécessaires à l'installation de systèmes solaires hybrides augmentent les coûts initiaux par rapport à d'autres types de systèmes de panneaux solaires.
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3. Durée de vie de la batterie réduite
Les batteries connectées sont souvent exposées à des températures et des conditions climatiques extrêmes, ce qui réduit leur durée de vie. Bien que cela dépende en grande partie du lieu d'installation, le risque est parfois inévitable.
4. Nombre limité d'appareils compatibles
Les types et le nombre d' appareils compatibles avec les systèmes solaires hybrides sont limités. Vous ne pouvez pas connecter n'importe quel appareil à votre système solaire hybride.
5. Nécessite plus d'espace
L'installation d'un système solaire hybride nécessitant à la fois des panneaux et des batteries requiert davantage d'espace. Il est adapté aux grandes surfaces de toiture. Pour les espaces réduits, il est nécessaire d'opter pour des panneaux solaires plus performants afin de libérer de la place pour d'autres composants. Cependant, cela engendre un surcoût initial plus important, les panneaux plus performants étant plus onéreux.
Vous savez maintenant qu'un système solaire hybride est un système à double connexion. Il ne faut pas confondre « système solaire hybride » et « système solaire hybride sur toit », car les deux désignent la même chose. La seule différence réside dans le terme « toit », qui désigne les systèmes résidentiels et industriels sur toit.
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