Bienvenue dans notre guide complet sur le photovoltaïque. Cette série d'articles vous permettra d'explorer les points clés derrière l'adoption rapide de la technologie solaire. Que vous soyez un nouveau commercial dans le secteur ou simplement curieux d'en apprendre davantage, ce guide vous aidera à comprendre les aspects essentiels du design et de la personnalisation des systèmes solaires.

Notre objectif est de vous fournir les connaissances nécessaires pour optimiser un système photovoltaïque, maximiser les économies d'énergie des clients, et tirer le meilleur parti du potentiel solaire de chaque bâtiment.

L'essor du solaire, une croissance spectaculaire

• Croissance mondiale: selon l'Agence internationale de l'énergie (AIE), la capacité solaire photovoltaïque installée dans le monde a augmenté de plus de 20% par an au cours des cinq dernières années.

• En France: en France, le marché a connu une croissance de 30% en 2023, avec plus de 3 GW de nouvelles capacités installées.

• En Europe : L'Union européenne a dépassé les 160 GW de capacité solaire installée, avec une ambition d'atteindre 400 GW d'ici 2030.

Une technologie de plus en plus abordable

Cette expansion rapide s'explique en grande partie par la baisse spectaculaire des coûts. Le prix des modules photovoltaïques a chuté de plus de 80% au cours de la dernière décennie. En 2023, le coût moyen d'un système solaire résidentiel en France était inférieur à 2 €/Wc, contre plus de 5 €/Wc en 2010. Cette réduction des coûts est due à plusieurs facteurs :

• Améliorations technologiques

• Économies d'échelle dans la production

• Optimisation de la chaîne d'approvisionnement

Un moteur économique et social

Au-delà de ses avantages environnementaux, le solaire est un véritable levier économique. En Europe, le secteur photovoltaïque a généré plus de 500 000 emplois directs et indirects en 2022[^5]. Ces emplois couvrent l'ensemble de la chaîne de valeur, de la fabrication des composants à l'installation et à la maintenance des systèmes. De plus, l'énergie solaire contribue à la sécurité énergétique en réduisant la dépendance aux énergies fossiles importées.

Perspectives d'avenir

Selon l'Agence Internationale de l'Énergie (AIE), la capacité solaire mondiale devrait tripler d'ici 2030, atteignant plus de 3 300 GW. Pour la France, les objectifs fixés par la Programmation Pluriannuelle de l'Énergie visent une capacité installée de 44 GW d'ici 2028.

À plus long terme, l'AIE prévoit que le solaire pourrait représenter jusqu'à 30% de la production mondiale d'électricité d'ici 2050, contre environ 3% aujourd'hui. Cette croissance spectaculaire souligne l'importance cruciale du solaire dans notre futur énergétique.

Les fondamentaux de l'énergie solaire

Une ressource quasi-infinie

L'énergie solaire provient du rayonnement émis par le Soleil. Chaque année, la Terre reçoit environ 885 millions de TWh d'énergie solaire, soit plus de 6 500 fois la consommation énergétique mondiale annuelle. En théorie, capter seulement 0,02% de cette énergie suffirait à couvrir tous nos besoins énergétiques actuels et futurs.

Irradiance : comprendre le flux d'énergie solaire

L'irradiance solaire est la puissance du rayonnement solaire reçue par unité de surface. Elle s'exprime en watts par mètre carré (W/m²). L'irradiation, quant à elle, représente l'énergie solaire reçue sur une période donnée et s'exprime en kilowattheures par mètre carré (kWh/m²).

Unités et mesures clés

Pour bien comprendre le solaire, il est essentiel de maîtriser certaines unités :

Énergie : mesurée en kilowattheures (kWh)

Puissance : mesurée en watts (W) ou kilowatts (kW)

Puissance crête : la puissance maximale d'un panneau solaire dans des conditions standard, mesurée en watt-crête (Wc)

Irradiance : mesurée en kWh/m² par jour ou par an

Mesurer le potentiel solaire d'un toit

Les facteurs influençant le potentiel solaire

Irradiance locale: varie selon la position géographique et les conditions climatiques.

Orientation (azimut): angle horizontal par rapport au sud. En France, une orientation entre le sud-est et le sud-ouest est idéale.

Inclinaison (tilt): angle des panneaux par rapport à l'horizontale. Une inclinaison optimale se situe généralement entre 30° et 35°.

Ombrage (shading): présence d'obstacles (arbres, bâtiments, cheminées) qui peuvent diminuer la production en créant des zones d'ombre.

Méthode de calcul simplifiée

Pour estimer la production d'un système photovoltaïque :

$\text{Production annuelle estimée (kWh)} = \text{Puissance installée (kWc)} \times \text{Irradiance annuelle moyenne (kWh/m²)} \times \text{Facteur de performance (PR)}$

Facteur de performance (PR) : Ratio tenant compte des pertes (température, onduleur, câbles), généralement compris entre 0,75 et 0,85.

Exemple concret

Supposons un toit à Marseille, orienté plein sud avec une inclinaison de 30°, sans ombrage :

Puissance installée: 5 kWc

Irradiance annuelle moyenne: Environ 1 700 kWh/m²

Facteur de performance: 0,8

$\text{Production annuelle} = 5 \times 1 700 \times 0,8 = 6 800 \text{ kWh}$

Le système produirait environ 6 800 kWh par an, couvrant largement les besoins d'un foyer moyen.

Dans les prochains articles de cette série, nous approfondirons chacun de ces aspects pour vous permettre de maîtriser pleinement le dimensionnement et l'optimisation des installations solaires.

Dans l'article suivant, nous explorons comment un système photovoltaïque convertit l'énergie solaire en électricité.