Quels sont les composants des systèmes solaires photovoltaïques sur les toits ?

Sur la base des objectifs mondiaux de neutralité carbone, système solaire photovoltaïque (PV) sur le toit Les installations photovoltaïques décentralisées continuent de croître. Selon les données de l'Agence internationale pour les énergies renouvelables (IRENA), les installations photovoltaïques décentralisées mondiales atteignaient 120 GW en 2023, dont plus de 58 % sur les toits résidentiels. Ces systèmes intégrés de production, de stockage et de consommation d'électricité révolutionnent le secteur de l'énergie grâce à leurs composants et technologies sous-jacents. Mais qu'est-ce qu'un système photovoltaïque sur toit ? Découvrons-le en détail.

Composants principaux des systèmes photovoltaïques sur toit

1.Modules photovoltaïques

En tant que noyau central du système, les modules photovoltaïques ont connu trois générations de développement technologique :

Modules en silicium cristallin de première génération

PERC monocristallin (émetteur et cellule arrière passivés) : l'efficacité de la production de masse varie de 22.5 % à 24.8 %.

Silicium polycristallin : l'efficacité varie de 17 % à 19.6 %, avec un coût inférieur d'environ 0.3 ¥ par watt.

Modules à couches minces de deuxième génération

CIGS (Cuivre Indium Gallium Séléniure) : Il présente une grande flexibilité, ce qui le rend adapté aux applications intégrées aux bâtiments telles que les façades.

Perovskite : l'efficacité du laboratoire a dépassé 33.7 %, démontrant un potentiel important pour une commercialisation future.

Technologies composites de troisième génération

Cellules HJT (hétérojonction) : présentent un taux bifacial de 95 % et un taux de dégradation annuel inférieur à 0.25 %.

Modules TOPCon (Tunnel Oxide Passivated Contact) : Atteignez des puissances de sortie produites en série dépassant 700 W+, réduisant le coût actualisé de l'énergie (LCOE) de 12 %.

Percées en matière d'encapsulation

Modules à double vitrage : offrent une résistance aux intempéries trois fois supérieure à celle des modules conventionnels, prolongeant ainsi leur durée de vie opérationnelle à 35 ans.

Modules intelligents : intégrés à des puces d'optimisation, ces modules améliorent la production d'énergie d'un seul panneau jusqu'à 20 %.

2.Onduleurs

Les technologies des onduleurs évoluent dans trois directions principales :

3.Systèmes de stockage d'énergie (en option)

Pour les systèmes photovoltaïques hors réseau sur toiture, le stockage d'énergie permet une utilisation nocturne de l'électricité. Les types de batteries les plus courants sont :

Architecture du système et gestion de l'énergie

1.Comparaison de trois types de systèmes

2.Systèmes de contrôle intelligents

Couche matérielle

Capteurs environnementaux : surveillent en permanence l'irradiance, la température ambiante et la vitesse du vent.

Routeurs d'alimentation : gérez l'équilibrage de l'alimentation dans les micro-réseaux CC pour garantir un fonctionnement stable.

Couche logicielle

Algorithmes de stockage et de distribution d'énergie : allouez intelligemment l'énergie stockée pour maximiser l'efficacité d'utilisation.

Plateformes de surveillance et d'analyse en temps réel : fournissent des informations complètes sur les performances du système, permettant une maintenance proactive.

Interfaces de contrôle à distance : permettent le contrôle des systèmes via des interfaces basées sur le cloud ou des applications mobiles.

Structures de montage et accessoires

1. Supports de montage

Les supports de montage sont essentiels pour fixer solidement les panneaux photovoltaïques aux toits. Ils nécessitent une résistance mécanique et une résistance à la corrosion élevées pour résister aux intempéries. Les supports réglables s'adaptent à différents types de toits (pente, plat, etc.) et orientations, et optimisent l'angle d'inclinaison des panneaux pour une captation optimale du rayonnement solaire.

2. Câbles et produits d'étanchéité

Câbles : Les câbles durables et résistants aux UV offrent une transmission efficace de l'énergie entre les composants avec une faible perte d'énergie.

Produits d'étanchéité : Les produits d'étanchéité élastomères imperméables remplissent l'espace entre la surface du cadre et du verre du module et excluent l'humidité, prolongeant ainsi la durée de vie du module.

Composants supplémentaires

1. Dispositifs de protection contre la foudre

Situés pour protéger les systèmes des pics de tension causés par la foudre, ils préviennent également les dommages aux équipements et les risques d'incendie.

2. Équipement de protection des circuits

Disjoncteurs : Coupent automatiquement l'alimentation en cas de surcharge ou de court-circuit.

Relais : désactivez les circuits défectueux pour protéger le système et les utilisateurs finaux.

Systèmes de surveillance des performances

Enregistreurs de données : enregistrement continu de paramètres tels que la tension, le courant et la production d'énergie.

Logiciel de détection de défauts : utilisez des algorithmes basés sur l'apprentissage automatique pour identifier les anomalies (par exemple, dégradation du panneau, problèmes d'ombrage) en temps réel.

Des panneaux en silicium monocristallin aux micro-réseaux intelligents, les installations photovoltaïques sur toits se transforment de simples « générateurs d'électricité » autonomes en « centrales énergétiques » intégrées. Grâce aux progrès technologiques constants – qu'il s'agisse de la commercialisation des pérovskites, de la gestion de l'énergie par l'IA ou des économies d'échelle réalisées grâce aux batteries lithium-ion –, les installations solaires sur toits sont appelées à devenir un « actif vert » incontournable pour les entreprises comme pour les particuliers, offrant à la fois durabilité environnementale et rentabilité économique à long terme.