Kit panneaux solaires autonomes : ce qu’il faut savoir

La clé de la résilience et de l’autonomie énergétique quand on est hors réseau ? Les kits de panneaux solaires autonomes ! Ces modules mobilisent une technologie de pointe pour transformer l’énergie solaire en électricité en ménageant votre portefeuille et en préservant l’environnement. Dans ce guide XXL, Mondial Solar vous explique tout ce qu’il y a à savoir sur les kits de panneaux solaires autonomes : principe, intérêt, composantes, typologie, critères de choix, conseils d’installation et d’entretien, etc.

Qu’est-ce qu’un système solaire autonome ?

Un système solaire autonome, aussi appelé système photovoltaïque autonome ou système solaire hors réseau, est une installation photovoltaïque qui génère, stocke et distribue de l’électricité sans être reliée au réseau électrique traditionnel. On retrouve essentiellement ce type de configuration dans les régions éloignées où l’accès au réseau est limité ou inexistant. Les systèmes solaires autonomes trouvent également leur utilité en mobilité (bateau, camping-car…) ou encore chez les ménages qui cherchent à réduire leur dépendance envers les fournisseurs d’énergie traditionnels.

Les panneaux solaires se trouvent au cœur de ce système. Ils convertissent l’énergie solaire en électricité via l’effet photovoltaïque. Lorsque la lumière du soleil frappe les cellules solaires, elle stimule les électrons et génère un courant électrique. Ces modules sont reliés à un régulateur de charge qui gère l’énergie entrante pour éviter que les batteries ne soient surchargées ou déchargées de façon excessive. Les batteries stockent l’énergie électrique produite pendant la journée pour une utilisation durant la nuit ou pendant les périodes de faible ensoleillement.

L’énergie stockée dans la batterie est ensuite convertie, passant du courant continu (DC) au courant alternatif (AC) grâce à un onduleur. En effet, c’est le courant alternatif qu’utilisent nos appareils ménagers. Certains systèmes peuvent également inclure un moniteur ou une interface utilisateur pour gérer et surveiller le système.

En somme, le système solaire autonome n’est pas qu’un dispositif écologique pour convertir la lumière du soleil en électricité. C’est parfois une solution VITALE pour garantir l’accès à l’électricité dans les zones reculées ou isolées, où les réalités géographiques, climatiques et/ou infrastructurelles sont difficiles. C’est aussi, dans d’autres cas, un choix fort en faveur d’un mode de vie plus durable, plus en harmonie avec l’environnement, et une contribution à la lutte contre le changement climatique.

Panneaux solaires autonomes : quels avantages ?

L’application la plus décisive des kits de panneaux solaires autonomes concerne les zones isolées ou reculées, hors de portée des réseaux électriques traditionnels. Dans ces zones, les kits de panneaux solaires autonomes peuvent apporter l’électricité indispensable à la vie quotidienne à moindre coût et en préservant l’environnement. Les occupants des habitations isolées peuvent donc avoir accès à des sources de lumière après la tombée de la nuit, à la possibilité de recharger des appareils mobiles ou encore de faire fonctionner des appareils électroménagers. L’énergie solaire peut aussi être utilisée pour pomper de l’eau, une application cruciale dans les régions arides.

Ensuite, les kits solaires autonomes contribuent à l’indépendance énergétique, pas seulement les zones reculées. En effet, même les citadins peuvent en profiter. En générant leur propre électricité pour répondre à la totalité ou à une partie de leurs besoins énergétiques, ils réduisent leur dépendance envers les fournisseurs d’électricité traditionnels, que ce soit pour économiser sur leurs factures, pour réduire leur bilan carbone ou pour disposer d’une source d’électricité de secours en cas de coupure de courant.

L’aspect environnemental est une motivation majeure pour ceux qui choisissent d’installer des panneaux solaires autonomes. Ces modules produisent en effet de l’électricité propre, sans émissions de gaz à effet de serre, et contribuent ainsi à la lutte contre le changement climatique. De plus, l’énergie solaire est une ressource renouvelable inépuisable, à la différence des combustibles fossiles.

Enfin, les kits de panneaux solaires autonomes sont relativement simples à installer et à entretenir. Ils n’ont pas besoin de câbles d’alimentation complexes ou de structures lourdes pour fonctionner correctement. Ils sont généralement conçus pour résister à des conditions météorologiques difficiles, voire extrêmes pour les modèles premium, ce qui les rend adaptés à une large gamme de climats, y compris lorsque les conditions météorologiques sont responsables de coupures de courant.

Les différents types de kits panneaux solaires autonomes

Chaque utilisateur a des besoins spécifiques en matière d’énergie, déterminés par sa situation géographique, l’ensoleillement, la superficie de son habitation, le nombre d’occupants, le mode de vie, etc. L’offre en matière de kits de panneaux solaires autonomes s’est largement diversifiée lors des 15 dernières années… et les prix ont chuté à la faveur des avancées sur les procédés de fabrication et des économies d’échelle. On distingue généralement deux grandes catégories de panneaux solaires autonomes : les kits solaires pour sites isolés et les kits solaires pour applications mobiles. Tour d’horizon !

Kits solaires pour sites isolés

Maisons rurales, cabanes de montagne, petites communautés isolées, installations temporaires… les kits solaires pour sites isolés sont pensés pour fournir de l’électricité dans les régions hors de portée du réseau électrique traditionnel.

Par exemple, un kit solaire pour un site isolé pourrait inclure quatre panneaux solaires de 250 W (pour un total de 1 kW), un régulateur de charge pour protéger les batteries, un onduleur pour convertir l’électricité de courant continu en courant alternatif utilisable, et des batteries pour stocker l’énergie. Un tel système pourrait générer environ 4 kWh d’électricité par jour en été (en fonction du lieu et des conditions météorologiques), soit assez pour alimenter des appareils de base comme un réfrigérateur, des lampes et un ordinateur.

Kits solaires pour applications mobiles

Les kits solaires pour applications mobiles sont destinés aux baroudeurs et aux nomades qui prennent la route ou qui naviguent en haute mer et qui ont donc besoin d’une source d’énergie pour ne pas sacrifier leur confort, tout en restant fidèle à leurs valeurs et à leur engagement pour un monde plus durable. Plus compacts et plus flexibles que les kits pour sites isolés, ces systèmes trouvent leur place dans les véhicules récréatifs et les bateaux.

Prenons ici l’exemple d’un kit solaire pour un véhicule récréatif. Il pourrait comprendre un ou deux panneaux de 100 W, un petit régulateur de charge et une batterie pour stocker l’électricité. Ce système pourrait générer entre 0,4 à 0,8 kWh d’électricité par jour en été, soit assez pour couvrir les besoins de base en énergie de ce type de véhicule. Dans le détail, avec cette quantité d’énergie, vous pourriez alimenter un petit réfrigérateur qui consomme en moyenne 0,1 à 0,2 kWh par jour, charger plusieurs appareils électroniques comme un téléphone ou un ordinateur portable (disons 0,05 kWh par charge), et fournir de l’éclairage pour quelques heures, chaque soir, grâce à des ampoules LED efficaces (environ 0,01 kWh par ampoule pour 3 heures d’utilisation).

Les composants d’un kit panneau solaire autonome

Pour comprendre comment fonctionne un kit de panneau solaire autonome, nous allons décortiquer le module et explorer chaque composant. Chaque élément travaille de concert avec les autres pour capturer, convertir, stocker et distribuer l’énergie.

Les panneaux solaires

Au cœur du kit se trouvent les panneaux solaires, composés de cellules photovoltaïques qui convertissent la lumière du soleil en électricité, en courant continu. Sans trop rentrer dans les détails, le marché des panneaux solaires est dominé par deux technologies : les cellules monocristallines et les cellules polycristallines. Le nombre et la puissance des panneaux solaires sont déterminés par la quantité d’énergie nécessaire. Par exemple, pour une utilisation domestique standard, vous aurez besoin d’une installation allant de 1 kW (soit 4 panneaux de 250 W) à 5 kW (une vingtaine de panneaux).

Les batteries solaires

Une fois l’énergie solaire capturée, elle doit bien être stockée quelque part pour qu’elle puisse être utilisée ultérieurement, en particulier la nuit ou les jours nuageux… surtout si vous n’êtes pas relié au réseau électrique. C’est à ce niveau qu’interviennent les batteries, notamment celles à décharge lente de technologie GEL ou AGM.

Le régulateur de charge

Le régulateur de charge (parfois appelé contrôleur de charge), est un composant vital qui va protéger votre batterie contre les surcharges ou les décharges excessives. Il va en effet abaisser la tension du courant continu provenant des panneaux solaires pour la rendre compatible avec la batterie, optimisant ainsi le fonctionnement et la longévité de l’ensemble du système.

L’onduleur

Comme expliqué plus haut, l’énergie produite par les panneaux solaires et stockée dans la batterie est en courant continu, alors que la plupart des appareils électroménagers utilisent du courant alternatif… d’où l’importance de l’onduleur, ou convertisseur, qui transforme le courant continu de la batterie en courant alternatif de 230 V 50 Hz, identique à la tension du réseau électrique public. Mais si tous vos appareils fonctionnent en 12 V, cet appareil peut ne pas être nécessaire.

Les câbles et connecteurs

Les câbles et connecteurs assurent le lien entre l’ensemble de ces éléments. Ils transportent l’électricité des panneaux solaires au régulateur de charge, puis à la batterie, et enfin à l’onduleur. Le courant continu produit par les panneaux solaires est transporté par un câblage spécifique, conçu pour résister à l’exposition prolongée au soleil grâce à une double isolation qui rend les câbles très résistants.

Focus sur l’installation d’un kit de panneaux solaires autonomes

Assurer la sécurité et le fonctionnement optimal de votre système passe par une installation dans les règles de l’art. Soyez particulièrement attentif à l’emplacement, à la batterie et au raccordement des composants. Explications…

Choisir le bon emplacement

Le choix de l’emplacement de vos panneaux solaires est l’élément déterminant de votre future autonomie énergétique. Concrètement, il s’agit de cartographier le terrain de jeu du soleil, de suivre son chemin au quotidien et de maîtriser les ombrages. Un emplacement idéal doit être généreusement baigné de lumière solaire directe, de l’aube au crépuscule. En France (et dans l’hémisphère nord, plus largement), une inclinaison de 30 à 40 degrés vers le sud est généralement optimale. L’erreur à éviter ? Sous-estimer l’impact des ombres. Un arbre ou un bâtiment voisin peut réduire drastiquement la performance de votre installation.

Installer les panneaux solaires et les batteries

L’installation des panneaux solaires nécessite une main ferme, un peu d’huile de coude et de la méthodologie. Qu’ils soient montés sur un toit, un poteau ou simplement posés au sol, vos panneaux solaires doivent être solidement ancrés pour résister à l’assaut des éléments et ne pas perdre en efficacité. Votre batterie, quant à elle, a besoin d’un refuge sûr. Un endroit frais, sec et bien ventilé l’abritera efficacement. Oublier la ventilation peut être fatal, car une batterie qui surchauffe verra sa durée de vie drastiquement réduite.

Par ailleurs, le branchement de la batterie exige une attention particulière. Ici, l’ordre des opérations est primordial. Le régulateur doit être le premier à être connecté à la batterie et mis sous tension. Ce détail a son importance : le régulateur doit être en mesure d’identifier la tension du système, qu’elle soit de 12, 24 ou 48 V. Si le panneau solaire est branché en premier, il pourrait induire en erreur le régulateur, l’empêchant d’appliquer la bonne tension de charge à la batterie.

Et puis il faut savoir que les panneaux photovoltaïques et la batterie sont les principaux éléments à risque de votre installation. Ils sont mis en marche immédiatement, et il n’y a pas d’interrupteur ou de coupure d’urgence tant que le câblage n’est pas terminé. Veillez donc à ne pas mettre en court-circuit les bornes de la batterie et les câbles du panneau solaire. C’est une erreur qui peut avoir des conséquences fâcheuses, allant de la dégradation des composants à des risques d’incendie, surtout en forêt.

Raccordement des composants et mise en service

Le raccordement des composants est le grand final de votre installation. C’est le moment où votre symphonie électrique prend forme. Respectez la polarité lors des connexions pour éviter un court-circuit. N’oubliez pas que la qualité des connexions est la clé d’une performance optimale. Que ce soit avec une cosse ronde ou une borne à vis, les serrages doivent être contrôlés avant la mise en service.

Veillez aussi à ce que les câbles soient suffisamment dénudés pour que le conducteur soit en contact avec la borne, mais sans laisser dépasser du cuivre qui pourrait toucher un autre élément et provoquer un court-circuit. Prenez le temps de vérifier chaque connexion individuellement avant de mettre le système en service.

Les critères à prendre en compte pour choisir un kit panneau solaire autonome

Le choix du bon kit de panneaux solaires autonomes devra s’appuyer sur des critères objectifs et rigoureux, notamment la surface disponible, l’orientation possible dans l’emplacement, vos besoins énergétiques et le degré d’autonomie recherché, la capacité et la qualité des batteries, sans oublier votre budget. Voici nos conseils pour faire un choix éclairé.

La surface disponible et l’orientation

Avant de choisir votre kit de panneaux solaires, prenez un moment pour évaluer l’espace dont vous disposez pour l’installation. La surface disponible déterminera le nombre de panneaux que vous pouvez installer ainsi que leur taille (et donc leur puissance). Plus les panneaux sont grands, plus ils captent la lumière du soleil et plus ils produisent d’énergie.

L’orientation de la surface d’installation est tout aussi cruciale. Dans l’hémisphère nord, votre surface d’installation devrait être orientée vers le sud pour maximiser l’exposition au soleil. Cependant, l’inclinaison de vos panneaux peut varier selon les saisons pour optimiser la captation de la lumière solaire.

Les besoins en énergie et e degré d’autonomie souhaité

Avant d’investir dans un kit solaire autonome, vous devez évaluer vos besoins énergétiques en amont. On parle notamment de la puissance totale nécessaire pour alimenter vos appareils électriques et de la durée pendant laquelle ils fonctionneront chaque jour.

Afin d’estimer votre consommation d’énergie, listez tous vos appareils électriques et notez leur puissance en watts. Multipliez cette puissance par le nombre d’heures d’utilisation pour obtenir le nombre de wattheures (Wh) consommés par chaque appareil. En additionnant tous ces chiffres, vous obtiendrez votre consommation quotidienne totale en Wh.

Prenons un exemple concret. Imaginons que vous ayez une petite maison hors réseau, dans laquelle vous avez un réfrigérateur de 150 watts qui fonctionne 24 heures par jour, trois ampoules LED de 10 watts chacune utilisées 5 heures par jour, un ordinateur portable de 50 watts utilisé 3 heures par jour, et un téléphone portable de 5 watts que vous chargez pendant 2 heures chaque jour.

Pour calculer la consommation énergétique de chaque appareil, multipliez la puissance par le temps d’utilisation quotidien. Ainsi, le réfrigérateur consomme 150 watts x 24 heures = 3 600 Wh par jour. Les ampoules consomment 10 watts x 5 heures x 3 = 150 Wh par jour. L’ordinateur portable consomme 50 watts x 3 heures = 150 Wh par jour, et le téléphone consomme 5 watts x 2 heures = 10 Wh par jour.

Si vous additionnez ces valeurs, vous obtenez une consommation totale de 3 600 Wh + 150 Wh + 150 Wh + 10 Wh = 3 910 Wh, ou 3,91 kWh par jour. C’est le total d’énergie que votre kit de panneaux solaires autonomes devra pouvoir fournir en moyenne chaque jour pour répondre à vos besoins.

N’oubliez pas de tenir compte de la saisonnalité et des jours moins ensoleillés. Vous aurez besoin de suffisamment d’énergie stockée pour les périodes où la production d’énergie solaire pourrait être inférieure. Le degré d’autonomie souhaité, c’est-à-dire le nombre de jours consécutifs pendant lesquels vous souhaitez pouvoir alimenter votre maison sans soleil, influencera également la capacité de stockage requise pour votre système, ce qui nous amène au point suivant.

La capacité de stockage et la qualité des batteries

Vous devez bien comprendre les nuances de la capacité de stockage des batteries pour choisir le bon kit solaire. A ce niveau, l’aspect clé à prendre en compte est la capacité de décharge de la batterie, généralement indiquée par des notations comme C20 ou C100.

Ces notations indiquent la capacité de la batterie sur un certain nombre d’heures de décharge. Par exemple, une batterie marquée 770 Ah C100 signifie qu’elle a une capacité de 770 Ah si on la décharge sur 100 heures (soit 7,7 A de décharge par heure). Cette même batterie pourrait également porter la mention 540 Ah C20, indiquant une capacité de 540 Ah pour une décharge sur 20 heures (soit 27 A de décharge par heure). Attention donc à ne pas vous laisser tromper par la seule capacité nominale de la batterie.

Autre point à garder à l’esprit : le dimensionnement de votre parc batterie passe par la prise en compte du taux de décharge quotidien. En règle générale, il ne faut jamais décharger une batterie à plus de 50 % de sa capacité. Aussi, plus le taux de décharge est élevé, plus la durée de vie de la batterie est réduite, car ce taux affecte directement le nombre de cycles de charge/décharge que la batterie peut supporter.

Pour une durée de vie optimale, on vous recommande de dimensionner votre système de manière à ce que la décharge quotidienne de votre parc de batteries ne dépasse pas 10 à 20 % de sa capacité. Autrement dit, la capacité de stockage de votre parc de batteries devrait représenter environ 5 à 10 fois votre besoin énergétique quotidien. Par exemple, si vous avez besoin de 2 000 Wh par jour, votre parc de batteries devrait avoir une capacité de 10 000 à 20 000 Wh. En appliquant cette règle, vous assurerez non seulement une autonomie suffisante pour vos besoins quotidiens, mais aussi une durée de vie prolongée pour vos batteries.

Le budget

Le coût d’un kit solaire autonome varie en fonction de sa puissance. Pour vous donner une idée de l’investissement nécessaire, voici quelques exemples de prix :

• Pour un kit de 1 500 watts à 2 000 watts, prévoyez entre 4 500 et 6 500 € ;
• Pour un kit de 7 000 watts, le coût peut atteindre environ 25 000 €.

Ces chiffres ne sont que des estimations et les prix peuvent varier en fonction de nombreux facteurs, notamment la marque du kit, la complexité de l’installation et le lieu d’achat. De plus, rappelez-vous que malgré le coût initial, un système solaire est un investissement à long terme. Avec le temps, les économies réalisées sur vos factures d’énergie et les éventuelles aides financières peuvent contribuer à compenser l’investissement initial.

Les aides financières et la rentabilité des kits panneaux solaires autonomes

Comme dans toute démarche de transition énergétique, les questions de coût et de rentabilité sont primordiales. S’il est tentant d’installer soi-même son kit solaire pour économiser, il ne faut pas oublier que la rentabilité et la sécurité du système dépendent de la qualité de l’installation.

En France, de nombreuses aides financières sont disponibles pour encourager l’adoption de l’énergie solaire. Cependant, la plupart d’entre elles sont soumises à des conditions, notamment le recours à un professionnel qualifié RGE pour l’installation :

• Le crédit d’impôt pour la transition énergétique (CITE) ;
• Les aides de l’Agence Nationale de l’Habitat (ANAH) ;
• MaPrimeRénov’ ;
• Les subventions locales ;
• L’éco-prêt à taux zéro ;
• La TVA à taux réduit…

Ces aides peuvent représenter une part significative du coût de l’installation, rendant ainsi le système solaire plus accessible et rentable… mais elles ne sont pas accordées dans le cadre de la pose d’un kit solaire à installer soi-même. Pas de panique : un kit de panneaux solaires autonomes sera quand même rentabilisé dans un délai moyen de 10 ans.

Entretien et maintenance d’un kit panneau solaire autonome

Gage de durabilité et de performances optimales, l’entretien rigoureux de votre kit panneau solaire autonome est une mission qui ne doit pas être négligée. Comment ? C’est ce que nous allons voir dans la suite.

Vérification et nettoyage des panneaux solaires

Les panneaux solaires sont les soldats silencieux de votre kit, transformant la lumière du soleil en électricité (presque) en toutes circonstances. Même s’ils sont résistants, une couche de poussière ou de saleté peut parfois s’accumuler et limiter leur efficacité.

La fréquence du nettoyage dépend de l’emplacement de l’installation. Dans un environnement peu poussiéreux, un nettoyage annuel sera largement suffisant. Dans un emplacement très poussiéreux, vous devrez sans doute nettoyer vos modules tous les trimestres (au moins) pour garantir leur efficacité. Planifiez cette opération à l’aube ou le soir, lorsque les panneaux ne sont pas en marche. Vous éviterez ainsi les chocs thermiques qui pourraient endommager les modules solaires.

Utilisez une brosse douce et un manche télescopique pour enlever la poussière et la saleté. Consultez le manuel d’utilisation fourni avec vos panneaux et suivez les recommandations du fabricant.

Contrôle et entretien des batteries solaires

Les batteries solaires sont le cœur de votre système, stockant l’énergie produite pour une utilisation ultérieure. Vous devez donc contrôler régulièrement l’état des raccordements, vérifier les niveaux de charge et vous assurer qu’il n’y a pas de signes visibles d’usure ou de corrosion. Certaines batteries nécessitent également un entretien spécifique, comme l’ajout d’eau distillée pour les batteries au plomb-acide. Assurez-vous donc de bien comprendre les besoins spécifiques de votre type de batterie et de suivre les instructions du fabricant.

Maintenance des autres composants du système

Les autres composants de votre kit solaire autonome, comme le régulateur de charge et l’onduleur, nécessitent également un entretien régulier. Le régulateur, par exemple, doit être maintenu propre et bien ventilé. Un simple coup de chiffon sur les grilles d’aération pour éliminer la poussière suffira à maintenir ses pleines performances. Assurez-vous également que toutes les connexions sont en bon état, sans signes de desserrage ou de corrosion.

Investir dans un kit panneaux solaires autonomes : ce qu’il faut retenir

En plus de fournir un accès vital à l’électricité dans les zones reculées et isolées, les kits solaires autonomes permettent de toucher du doigt le rêve de l’autonomie énergétique, à la fois pour économiser sur la facture énergétique, pour vivre nomade et/ou pour préserver l‘environnement.

Le choix du bon kit doit être guidé par plusieurs critères objectifs comme la surface disponible et son orientation optimale pour maximiser l’efficacité des panneaux solaires. Une évaluation minutieuse de vos besoins énergétiques et du degré d’autonomie souhaité est également primordiale pour déterminer la taille et la capacité du système. La qualité et le dimensionnement des batteries sont également des critères clés pour éviter le hors-piste.

Votre kit panneaux solaires autonome est sur Mondial Solar ! Nos experts sont là pour vous accompagner dans votre projet de A à Z, depuis l’étude de votre situation jusqu’à l’assistance post-installation en passant par le choix du meilleur équipement.