Toute la question est de savoir à quel prix le réseau est prêt à acheter le kWh ainsi produit. C’est précisément la réponse apportée à cette question qui détermine en grande partie la vitesse de développement du secteur, et démontre aussi la volonté politique du pays en question de l’accéléré ou non…Le pays le plus en pointe actuellement est l’Allemagne, avec un prix d’achat de plus de 50centimes d’euro. Pour la France, le prix d’achat est fixé par l’arrêté du 13 Mars 2002.

En site isolé :

Un générateur d’une puissance moyenne de 1800 Wc pour application domestique coûte entre 20 000 € et 40 000 € (voire plus selon les spécificités du site d’implantation).
Vu l’importance de ces coûts, l’utilisateur d’une installation photovoltaïque en site isolé doit s’engager à s’équiper d’appareils électriques économes en énergie, afin de limiter au maximum sa consommation.
En contrepartie, la majeure partie du générateur est financée par différentes entités et fonds publics (EDF, ADEME, Région, Département, Europe, FACE, etc.) et le client ne prendra en charge qu’environ 5 % du coût du générateur. Un contrat est systématiquement souscrit auprès d’EDF, qui a donc en charge l’entretien, le dépannage et le renouvellement du parc de batteries en fin de vie.
En réseau :

Le contexte réglementaire ainsi que le coût encore élevé des générateurs photovoltaïques ont comme conséquence que la plupart des systèmes résidentiels se limitent à une taille comprise entre 2 et 4 kWc, soit des générateurs produisant entre 3,5 et 14 kWh/jour approximativement.
Sauf dans des cas très particuliers, l’installation photovoltaïque ne produira alors qu’une partie plus ou moins importante de l’électricité nécessaire pour répondre aux besoins énergétiques du foyer.
Le tarif d’achat de l’énergie produite, tel que fixé par les pouvoirs publics diminue annuellement d’environ 3%.
C’est la date de demande du contrat d’achat qui détermine le tarif qui sera appliqué sur les 20 ans contractuels.
La demande de contrat d’achat peut se faire au plus tôt 12 mois avant la date de mise en service industrielle de l’installation photovoltaïque.
Les cellules poly-cristallines, les plus utilisées de nos jours, ont un rendement compris entre 10 et 13%. Cela veut dire que si elles reçoivent une énergie solaire de 1000 W, elles produiront une énergie 10 fois moindre soit 100 W.

• Watt : Unité SI de puissance. En électricité le Watt correspond à un courant de 1 Ampère sous une tension de 1 Volt.


Cependant, il ne faut pas se fier à ce chiffre car la puissance produite par un panneau solaire est une puissance en crête ( Wc) c'est-à-dire une puissance atteinte par une très belle journée d'hiver, par temps froid quand le soleil est à son zénith et que la limpidité de l'atmosphère permet au soleil de diffuser une irradiation de 1000 W par mètre carré de surface, étant bien entendu que le panneaux solaire doit impérativement être perpendiculaire aux rayons solaires, parfaitement ventilé et exempt de poussière ou souillure.
Un panneau solaire est constitué d’une multitude de cellules photovoltaïques reliées en série qui peuvent délivrer une tension de 0.5 V chacune dès qu’elles sont un tant soit peu éclairé. De ce fait, un panneau solaire délivre une tension de 21.5 V.
Pour produire du courant de plus forte tension, il faut passer par un onduleur dit « Lines Interactive ».


• Un onduleur (en anglais UPS pour Uninterruptible Power Supply) est un dispositif permettant de protéger des matériels électroniques contre les aléas électriques. Il s'agit ainsi d'un boîtier placé en interface entre le réseau électrique (branché sur le secteur) et les matériels à protéger. Les onduleurs dits « Line interactive » sont issus d'une technologie hybride. En effet, les onduleurs line interactive sont branchés en parallèle via un relais mais possèdent un microprocesseur surveillant la tension électrique en continu. En cas de faible baisse de tension ou de micro-coupures, l'onduleur est capable d'injecter une tension compensatoire.

L’intensité d’un panneau solaire est directement et proportionnellement liées à l’importance de l’irradiation solaire : Plus l’irradiation est élevée, plus l’intensité sera forte et par la même occasion la puissance délivrée par le panneau solaire.


• L'irradiation : Dans le domaine de la physique, c'est une émission de rayons (notamment lumineux) d'un corps ; ou une propagation par rayonnement.

Dans les conditions optimales d’irradiation soit 1000 W/m² un panneau solaire délivrera un courrant de 6 ampères sous une tension de 16.7 volts. On peut donc prendre comme exemple un panneau délivrant une tension de 16.7 volts et 6 ampères afin de déterminer sa puissance.

La relation permettant de la trouver est :


Avec :
Puissance en Watt (W)
Intensité en Ampère (A)
Tension en Volt (V)

D’où :

Le rendement des panneaux solaires dépend aussi de leurs orientations. Les panneaux solaires doivent être placés perpendiculairement au soleil pour obtenir un résultat optimal.

Du fait que l'axe de rotation de la terre n'est pas perpendiculaire au plan galactique, la course du soleil dans notre ciel n'est pas identique au fil des jours de l'année.
On peut représenter cette « course » par le schéma suivant :

• En été, le soleil se lève un peu plus au nord que uniquement l'est. A midi il est très haut dans le ciel et se couche également au-delà de l'ouest.
• En hivers, sa course reste basse favorisant l'éclairage des façades sud
• En automne et au printemps, sa course varie entre les positions de l'été et celles de l’hiver.

On peut retrouver l’énergie annuelle reçue en pourcentage en fonction de l’orientation des panneaux solaire sur le schéma ci-dessous :

- Si les panneaux sont positionnés à l’horizontale, ils recevront 90% de l’énergie qu’il s’offre à eux, soit une perte de 10%.
- Si les panneaux sont positionnés sur la toiture, ils recevront 95% à 100% de l’énergie qu’il s’offre à eux, soit une perte de 5%.
- Si les panneaux sont positionnés sur la façade, ils recevront 50% à 70% de l’énergie qu’il s’offre à eux, soit une perte de 50% à 30%.

Cependant, on peut ajuster la position des panneaux solaires :
- L’ajustement sur le plan horizontal (azimut) s’obtient en pointant les panneaux solaires : vers le Sud lorsqu’on est dans l’hémisphère Nord, vers le Nord lorsqu’on est dans l’hémisphère Sud.
- L’ajustement sur le plan vertical nécessite de connaître la trajectoire du soleil, en fonction de la saison et du lieu géographique :
Aux équinoxes du 21 mars et du 21 septembre, le soleil est perpendiculaire à l’Equateur.
Au solstice du 21 juin, il est perpendiculaire au tropique du Cancer (hémisphère nord).
Au solstice du 21 décembre, il est perpendiculaire au tropique du Capricorne (hémisphère sud).

Le rendement des panneaux solaires dépend aussi de leur inclinaison. L'angle d'incidence des rayons du soleil détermine le rendement du panneau solaire.

• L’angle d’incidence : C’est l’angle entre le rayon lumineux incident et la normale. L’angle d’incident optimal est de 90°.
  
  
  
  Le rendement du panneau solaire selon l’inclinaison d’un panneau solaire est définit selon l'équation suivante :
  
  
  R = sin (i) x 100
  
  Avec :
  R : Rendement (en %)
  i : Angle d’incidence (en degrés)
  
  
  Si l’angle est de 90° :
  
  R = sin (90) x 100
  R = 1 x 100
  R = 100 %
  
  
  Si l’angle est de 45° :
  
  RR = sin (45) x 100
  R = 0.71 x 100
  R = 71 %
  
  
  
  
• Angle d'inclinaison : C'est l'angle formé par le plan du panneau solaire par rapport à l'horizontale.
• Angle zénithal : C'est l'angle formé par les rayons solaires et l'horizontale. Il varie en fonction de la hauteur du soleil au dessus de l'horizon.

Quand la somme de l’angle d’inclinaison et de l’angle zénithal est égale à 90°, le panneau solaire est en orientation optimale sur le plan verticale.
Ainsi, seule une rotation automatique peut permettre au panneau solaire de délivrer une puissance maximale. En effet, si le panneau est mal positionné sur le plan horizontal, il n’aura pas une production optimale.