Un nombre croissant de pays investissent dans l’énergie solaire pour produire de l’électricité localement et réduire les émissions de gaz à effet de serre. L’Allemagne et le Japon, les deux pays leaders dans ce domaine, ont développé de très ambitieux programmes d’équipement d’habitations individuelles avec des « toitures solaires » pour accroître la demande et favoriser la réduction des coûts.
De nombreux gouvernements proposent différentes mesures d’incitation au développement de ce secteur :
- subventions pour l’acquisition d’équipements ;
- crédit d’impôt pour l’acquisition d’équipements ;
- prêts bancaires à faible taux d’intérêt ;
- prix élevé du kWh revendu au réseau.
Les modules solaires sont installés sur des maisons aussi bien en ville qu’à la campagne. Le seul critère à respecter est une bonne orientation de la pente du toit (l’idéal étant une orientation vers le Sud). Entre l’Europe septentrionale et méridionale, une toiture solaire de 1 kWc (8 m2) produit de 800 à 1 400 kWh par an.
Une toiture solaire est généralement constituée d’un générateur d’énergie solaire mesurant entre 10 et 40 m2, installé sur le toit d’une maison au-dessus des tuiles (superposition) (voir les deux images du haut ci-dessous) ou intégré dans la toiture (voir les deux images du bas).
 |
 |
Applications en bâtiments résidentiels raccordées au réseau
Un générateur photovoltaïque convertit directement le rayonnement solaire en électricité. Un générateur standard est constitué d’un champ solaire, d’un support métallique pour maintenir les modules en place, d’un régulateur de charge et d’un système de stockage de l’énergie.
Une toiture solaire est constituée de panneaux solaires, d’un support pour les fixer à la toiture et d’une alimentation sans interruption (UPS) qui convertit l’énergie fournie par les panneaux en une forme adaptée au réseau, une tension alternative monophasée de 230 V à 50 Hz synchronisée sur le réseau. Un compteur monophasé est installé par la compagnie de distribution d’électricité pour le raccordement au réseau.
L’installation d’une toiture solaire est assez simple, mais l’aide d’un professionnel est nécessaire en raison de l’utilisation de courant continu.
Contrairement aux systèmes photovoltaïques autonomes, une batterie d’accumulateurs n’est pas nécessaire car l’utilisateur est raccordé au réseau. Il est essentiel de prévoir un système de protection pour déconnecter l’alimentation électrique lors des travaux de maintenance. Ce système de protection, souvent commandé par l’UPS, surveille la tension et la fréquence du réseau. En cas de coupure accidentelle du réseau (due à un orage, par exemple), l’installation est automatiquement déconnectée et aucune énergie n’est produite. Ce type d’installation ne peut pas être complètement autonome.