Panneaux solaires : branchement en série ou en parallèle ?

publié le 28/06/2024 | mis à jour le 28/06/2024 | par Lucas Marc-Martin

Tension et courant électrique des panneaux solaires

Lorsque vous avez pour projet d’installer des panneaux solaires chez vous, beaucoup de questions se posent. Par exemple, faut-il privilégier la toiture photovoltaïque ou est-ce que des panneaux solaires au sol sont plus adaptés ? Que choisir entre les panneaux monocristallins ou polycristallins ?

Mais il est une question qui revient moins souvent : celle du branchement. Considérée comme plus technique, elle va pourtant conditionner l’usage que vous ferez de votre nouvelle installation solaire.

Pour bien comprendre le fonctionnement du branchement électrique en série ou en parallèle, deux autres mesures sont utilisées : la tension et le courant électrique. Définissons-les avant de se pencher plus en le détail sur ces branchements.

Qu’est-ce que le branchement en série ?

Montage de référence dans l’univers de l’électricité, le branchement en série se caractérise par une connexion simple. Avec cette configuration, le courant électrique suit un circuit bien défini où la même intensité traverse chaque composant, comme une guirlande. Elle s’applique aussi aux panneaux photovoltaïques.

De cette façon, la tension électrique obtenue est la somme de chaque panneau. En revanche, le courant électrique traversé dans le circuit reste le même.

Pour illustrer nos propos, prenons un branchement en série de plusieurs panneaux solaires avec une tension de 24 volts sous 12 ampères :

Branchement solaire en série : une configuration à haute tension

Indispensable pour produire du 230 Volts, le branchement en série a d’autres atouts dans sa poche. Mais attention aux risques d’électrocution et à la limite de son courant électrique.

Avantages du branchement en série pour les panneaux solaires

Les arguments de ce type de branchement sont au nombre de trois :

• une parfaite montée en tension. Pour produire du 230 Volts ou recharger un onduleur haute tension, ce montage est idéal car la somme de vos panneaux solaires peut vous permettre d’atteindre des tensions élevées (à condition de bien calculer le nombre de panneaux solaires nécessaires évidemment) ;
• peu de câbles. L’installation est donc relativement simple et rapide à installer, ce qui engendra de faibles coûts de main-d’œuvre si vous déléguez la pose de vos panneaux solaires à un professionnel (vivement conseillé) ;
• moins de pertes d’énergie. L’électricité, en passant dans les câbles, perd de l’énergie à cause de l’effet Joule (de l’ordre de 2 %). Cette configuration se montre donc particulièrement avantageuse pour les installations solaires nécessitant des dizaines, voire des centaines de mètres de câbles électriques puisqu’elle réduit le nombre de câbles… et donc de pertes.

Mathématiquement, ce branchement se montre très efficace pour atteindre des tensions élevées, particulièrement en période de fort ensoleillement. Le rendement des panneaux solaires est optimal pour une revente partielle ou totale de votre électricité en 230 V.

Inconvénients du branchement en série

Le branchement en série n’est pas sans reproche, notamment sur trois aspects :

• une sécurité précaire. Les risques de surchauffe, et donc d’électrocution ou d’incendie peuvent arriver sur ce type de branchement. L’usage de matériaux robustes et une installation professionnelle sont des prérequis indispensables pour réduire ce risque ;
• un courant limité. Peu importe votre montage, le courant électrique sera toujours limité à l’ampérage initial de vos panneaux ;
• une efficacité relative. On parlait de performances élevées en fort ensoleillement mais si un panneau se montre moins performant car situé à l’ombre, c’est toute l’installation qui est impactée.

Qu’est-ce que le branchement solaire parallèle ?

Le montage en parallèle (ou en dérivation) est très différent du montage en série et peut même paraître contre-intuitif de prime abord puisque les bornes positives de chaque panneau sont reliées ensemble. Même chose pour les bornes négatives.

Cette configuration symétrique engendre l’effet opposé du branchement en série.

Gardons le même exemple avec un branchement en parallèle de panneaux solaires avec une tension de 24 volts sous 12 ampères :

Branchement en parallèle : une autre façon de gagner en indépendance énergétique

Plus cher mais plus sûr, plus efficace mais plus complexe, la balance penche d’un côté et de l’autre pour le branchement en parallèle.

Avantages du branchement solaire en parallèle

Deux arguments vont dans le sens du branchement en parallèle :

• une tension basse et constante. Avec ce type de branchement, les risques d’électrocution sont plus faibles qu’avec un montage en série car ils correspondent à la tension d’un seul panneau solaire. Parfait pour un onduleur basse tension ;
• un fonctionnement indépendant. L’efficacité relative, inconvénient majeur du branchement en série, n’est plus un problème. Si l’installation est partiellement à l’ombre, sa performance ne sera pas impactée car chaque panneau fonctionne en toute indépendance.

Inconvénients du branchement en parallèle

Du côté des inconvénients, il y en a trois qui méritent d’être soulignés :

• le câblage plus important. Le montage en parallèle implique d’installer plus de câbles, ce qui aura un double effet négatif : une installation plus complexe et plus de pertes d’énergie. Des connecteurs en Y seront aussi nécessaires ;
• un diamètre plus gros des câbles. Avec un courant électrique beaucoup plus puissant que sur un montage en série, les câbles doivent pouvoir résister à la chaleur afin de résister à l’échauffement et aux pertes d’énergie. Ils sont donc plus gros et plus chers ;
• une tension inadaptée. Le branchement en parallèle se montre inefficace pour un usage domestique si vous n’installez pas de panneaux solaires de 230 V.

Peut-on coupler branchements en série et parallèle ?

Est-ce qu’un branchement en série et en parallèle peut apporter les avantages de chacun sans subir leurs inconvénients ?

En effet, cette configuration hybride (à ne pas confondre avec les panneaux hybrides qui couplent panneaux photovoltaïques et panneaux thermiques) est possible en créant des groupes de panneaux en série reliés en parallèle.

Par exemple, un groupe de 4 panneaux en séries peuvent être reliés en parallèle à 3 autres groupes, formant ainsi une installation hybride de 16 panneaux (4 groupes de 4 panneaux).

Cette configuration série/parallèle a pour avantage de maximiser le courant tout en obtenant une tension suffisante pour un usage domestique. Cela a pour effet d’optimiser au maximum les performances de l’installation.

Toutefois, certaines conditions doivent être rassemblées pour que tout fonctionne convenablement :

• avoir une surface suffisante pour vos panneaux solaires selon votre projet (autoconsommation, revente partielle ou revente totale) ;
• installer des diodes anti-retour (pour protéger les panneaux contre les courants inverses) et des câblages plus sécurisés ;
• faire appel à des professionnels pour bénéficier d’une solide expertise technique afin de configurer une installation optimale et en toute sécurité.

Comment bien choisir les branchements de ses panneaux solaires ?

Lors de votre projet de panneaux solaires, plusieurs facteurs vous aideront à prendre les bonnes décisions :

• la tension. Le montage en série est à privilégier si vous cherchez à générer une tension élevée ;
• la surface. Le montage en série, à la chaîne, requiert beaucoup d’espace pour un usage particulier. Une dizaine de panneaux solaires sont nécessaires pour alimenter une maison. La solution de dérivation se montre plus compacte pour produire un plus grand courant dans un espace plus restreint ;
• l’orientation et l’inclinaison. La performance d’une installation découle de son orientation, mais les deux branchements ne sont pas identiques là-dessus. De l’ombre sur un panneau en série et la production sera bien plus faible. Cette dépendance est beaucoup moins marquée sur le montage en parallèle.

Branchement en parallèle ou en série : quelle est la meilleure option ?

Vous n’arrivez toujours pas à vous décider sur le branchement qui convient le mieux à votre projet d’installation de panneaux solaires ? Voici les bonnes questions à se poser pour trouver la meilleure configuration :

• votre maison nécessite une tension élevée ? Optez pour le branchement en série ;
• une tension plus faible suffit à votre logement ? Le branchement en parallèle est la meilleure solution ;
• votre installation alimentera une batterie haute tension ? Préférez le branchement en série ;
• votre installation alimentera une batterie basse tension ? Choisissez le branchement en parallèle ;
• vous avez peu de surface et souvent à l’ombre ? Le branchement en parallèle sera parfait ;
• vous avez beaucoup d’espace ensoleillé pour installer vos panneaux solaires ? Le branchement en série est un choix tout trouvé.

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