Comment installer des panneaux solaires hybrides ?

Les panneaux solaires hybrides sont des capteurs 2 en 1 : ils produisent simultanément de l’eau chaude et de l’électricité. Cette technologie associe un capteur photovoltaïque en face avant et un circuit liquide en face arrière, qui récupère la chaleur. Elle présente de nombreux avantages économiques et écologiques, mais reste chère à l’achat. Pour réduire les coûts, vous pouvez en installer vous-même, à condition de posséder de solides connaissances en électricité et plomberie. Voici comment.

Avantages et inconvénients

Les capteurs photovoltaïques produisent plus de chaleur que d’électricité. Cette chaleur peut être exploitée pour alimenter un réseau d’eau chaude sanitaire. Le rendement en production électrique diminue lorsque la température des capteurs devient élevée. En créant une circulation d’eau, dans un caisson étanche en sous-face des panneaux photovoltaïques, on améliore le rendement des panneaux de 5 à 15 %, en refroidissant les cellules.

L’énergie thermique produite dans le caisson est transmise à un réseau caloporteur interne, qui permet le chauffage d’un préparateur d’eau chaude sanitaire. Attention : la production thermique est faible en hiver et lors d’épisodes prolongés de mauvais temps, il est donc indispensable d’installer un appoint. Le coût d’un système solaire hybride est assez élevé, si l’on considère la part de pose par un professionnel. On peut le poser soi-même, mais il faut pour cela posséder de solides connaissances en couverture, électricité ET plomberie. ⚠️ Si ce n’est pas le cas, ne vous lancez pas dans cette opération.

1 – Déterminer les caractéristiques de son projet

•  Faire une simulation de votre projet sur le site des constructeurs, en veillant à ne pas surdimensionner votre capacité de production électrique en autoconsommation et en tenant compte de vos besoins en eau chaude sanitaire.

• Faire une demande d’attestation de conformité auprès du CONSUEL, qui permet de valider votre installation, par le contrôle physique d’un agent.

• Faire la déclaration préalable de travaux en mairie.

• Faire la déclaration sur le site ENEDIS de votre capacité à devenir producteur d’électricité en autoconsommation.

• Vérifier qu’un compteur Linky est disponible et que la place à côté de votre tableau général d’abonné est suffisante.

• À l’emplacement des panneaux en toiture : la zone de captage doit être exposée sud, avec une inclinaison d’environ 30°. Il est important de bien veiller qu’aucune ombre portée existe sur cette zone, pendant la journée.

Le matériel nécessaire

• Les 6 capteurs avec une puissance électrique totale de 2,25 kWc.

• L’onduleur de chaîne 3 kWc

• Le coffret AC courant alternatif / DC courant continu.

• Les câbles de section appropriés et accessoires de connexion.

• Les structures et crochets pour une pause en surimposition toiture.

• Le préparateur d’eau chaude capacité de 200 litres.

• Les raccords hydrauliques de raccordement.

• Les accessoires et station solaires.

• Un mitigeur eau chaude sanitaire solaire

• Une couronne de tube multicouche pré-isolé DN20.

• La régulation solaire du système.

• Un bidon de liquide solaire antigel.

• Les notices nécessaires au montage et mise en service.

2 – Effectuer les travaux préalables

• Réaliser le passage des fourreaux et câbles électriques de section appropriée, entre la zone de captage en toiture et le tableau général d’abonné, ou sera positionné l’onduleur de chaîne et le coffret de coupure AC/DC.

• Faire le repaire des câbles + et -, avec une étiquette à chaque bout. Prévoir un câble de terre de section appropriée, qui doit être dans le même fourreau que les fils raccordés entre l’onduleur et le champ de capteurs, pour le raccordement équipotentiel des panneaux.

• Poser le préparateur solaire à côté de votre ballon eau chaude existant, pour faire un raccordement « en série ». Lors de soutirages, on transfère l’eau du préparateur solaire au ballon, et ensuite au robinet. On transmet ainsi toute la production solaire à l’installation, votre ballon fait l’appoint si nécessaire.

• Mettre en sortie de votre ballon solaire un mitigeur, qui permet de ne pas renvoyer de l’eau supérieure à 55 °C sur le réseau. Ce qui est très peu probable avec un système hybride. Toutefois, comme tout solaire thermique, le mitigeur est une sécurité obligatoire.

• Poser le réseau de distribution entre la zone de captage et le préparateur solaire, en tube multicouches pré-isolé, en repérant un aller et un retour.

Note : La température maximale d’un système hybride est de 75 °C et la pression ne dépasse pas 3 bars, ce qui permet d’utiliser du tube multicouche. Ne pas utiliser de multicouches pour des capteurs thermiques plans ou tubulaires.

• Mettre un câble le long du réseau pour le raccordement de la sonde solaire.

• Poser la station solaire avec les accessoires vase expansion/soupape, à proximité du préparateur solaire et raccorder les tubes venant des capteurs, en respectant les sens aller et retour.

• Raccorder la liaison hydraulique, entre la station solaire et l’échangeur du préparateur sanitaire, en respectant les sens aller et retour.

3 – Effectuer les travaux en toiture

⚠️ Respectez les règles de sécurité : ne travaillez pas seul pour poser l’ensemble, restez attachés à une ligne de vie et sécurisez l’accès avec une échelle fixée ou mieux avec un échafaudage.

• Ôter les tuiles nécessaires à la fixation des crochets supportant les rails de jonction. Soyez rigoureux en suivant scrupuleusement le calepinage et les conditions de fixation à la charpente pour assurer la solidité de l’ensemble.

• Les rails montés et solidement fixés, procéder à la pose des capteurs hybrides, avec le système de fixation adéquat.

• Raccorder les câbles électriques en sous face, grâce aux fiches MC4, par une connexion mâle/femelle en série.

• Raccorder les tubes en PEHD souple fournis, pour la liaison hydraulique des capteurs entre eux.

• Positionner la sonde solaire en sortie capteur sur l’espace dédié.

• Raccorder le circuit aller sur le tube entrée capteur, et le circuit retour sur le tube sortie capteur, avec les raccords fournis.

Note : en solaire, c’est le retour du capteur qui est chaud.

• Faire la connexion des câbles d’alimentation que vous avez repéré en polarité + et -, à l’aide des connecteurs MC 4 en vous assurant que les câbles en attente à l’onduleur, sont isolés et ne peuvent pas se toucher.

• Faire le raccordement à la terre de l’ensemble des capteurs et de toutes les parties métalliques qui doivent être reliés entre elles, en utilisant du câble vert-jaune avec des cosses que vous fixerez à l’aide de vis autoforeuses.

4 – Effectuer le raccordement électrique au tableau général

• À proximité de votre tableau général de protection, poser le coffret AC/DC qui comprend les protections et coupures de chaque circuit, qui sont souvent regroupés dans un coffret unique avec une séparation intermédiaire. Veillez à ce que la hauteur du coffret ne soit pas supérieure à 1,80 m.

• Poser l’onduleur de chaîne selon les préconisations du fabricant, qui sert à transformer le courant continu en courant alternatif, en respectant la même hauteur.

• Raccorder les câbles + et – arrivant du champ de capteurs, sur le coffret à l’entrée DC et ensuite du coffret DC à l’onduleur de chaîne avec les fiches MC 4 en respectant la polarité. Laisser toutes les coupures disjoncteurs du coffret sur arrêt vers le bas. L’onduleur est également en position arrêt.

• Raccorder la partie AC de l’onduleur au coffret AC entrée onduleur et ensuite du        coffret sortie AC à un nouveau disjoncteur différentiel 30 mA, adapté à votre puissance, que vous installez sur votre tableau général, avec un repère protection injection.

• Bien entendu, couper provisoirement le courant de votre maison pour faire cette opération en travaillant hors tension. Éviter les bouts de fil et privilégier les peignes de raccordement pour le raccorder en partie supérieure sur le réseau. En sortie inférieure, vous raccordez la liaison du coffret AC.

• Raccorder la terre en provenance du champ de capteurs sur le tableau coffret AC/DC et faire une liaison de section appropriée avec la barrette de terre de votre tableau général. Veillez à raccorder votre onduleur à la terre s’il possède une partie métallique, à l’aide d’une cosse vissée sur la carcasse. Si vous êtes en zone parafoudre, votre section doit être au moins égale à celle du parafoudre.

• Raccordez le câble d’alimentation de la régulation solaire à un disjoncteur 10 A, en veillant qu’il soit sur une ligne protégée par interrupteur différentiel 30 mA.

• Raccorder les sondes ballon et capteurs à la régulation solaire.

5 – Mettre en service

L’ensemble des raccordements hydrauliques du préparateur sont prêts :

• Effectuer le remplissage du circuit solaire. Le principe est d’incorporer le liquide antigel, au moyen d’une pompe de remplissage. Veiller à faire une purge parfaite du circuit. Il est également important de faire ce remplissage à froid.

• Faire le remplissage de votre préparateur en eau sanitaire.

• Mettre sous tension la régulation solaire. Quand la température dans les capteurs est supérieure à la température en bas du préparateur solaire, la pompe fait circuler le fluide jusqu’à la température maxi de stockage.

Tous les composants électriques de votre installation sont raccordés :

Mettre en service votre champ photo photovoltaïque en procédant de la manière suivante :

• Enclencher le disjoncteur DC sur le coffret.

• Enclencher le disjoncteur AC sur le coffret.

• Enclencher le disjoncteur différentiel 30 mA repéré injection sur le tableau général.

• Enclencher en dernier le bouton marche arrêt de l’onduleur. À la mise sous tension, il va se synchroniser avec le réseau et le champ de capteurs, en vous indiquant la puissance disponible en production. Votre installation est en service et la production va commencer.

À savoir à l’utilisation

• La production d’eau chaude est en fonction de la saison, pour atteindre une température de 55 °C. Pour notre exemple de 6 capteurs, vous allez produire environ 1580 kWh/an, ce qui correspond à 50 % des besoins eau chaude d’une famille de 4 personnes.

• Votre production électrique doit être accompagnée d’une modification de vos habitudes d’usage, pour maximaliser votre autoconsommation et alimenter certains   appareils en fonction de votre production. Pour notre exemple de 6 capteurs d’une puissance totale de 2,25 kWc, vous allez produire environ 2 950 kWh/an. Une autoconsommation de 1500 kWh représente 50 % de votre production et une économie de 300 euros.

• Si votre surplus est conséquent, il est important de modifier votre comportement ou d’envisager à l’avenir, une batterie physique ou virtuelle. Prenez le temps de l’analyse et des intérêts que cela peut représenter.

• Il est important également de réduire votre consommation, en adoptant des écogestes, en améliorant votre isolation, car l’énergie la moins chère est celle que l’on ne consomme pas.