Le câblage d’un panneau solaire : le guide complet
- Le câblage d’une installation solaire se compose de câbles conçus pour être résistants aux UV, aux températures extrêmes et aux conditions difficiles. Des connecteurs, des dérivateurs pour relier plusieurs panneaux entre eux, et des boîtes de dérivation pour des connexions faciles à entretenir sont nécessaires. Les câbles peuvent être simples ou torsadés, selon les besoins de flexibilité et de performance.
- Trois types de branchement se distinguent : le branchement en série, qui cumule les tensions, le branchement en parallèle, qui additionne les intensités, et le branchement mixte, adapté aux grands systèmes.
- Le type de câblage varie en fonction de l'utilisation prévue : pour la revente d'électricité, une connexion au réseau via un onduleur est requise. En revanche, pour le stockage sur batterie, un régulateur de charge et un onduleur-chargeur sont indispensables, impliquant l'utilisation de câbles de plus grande section en raison des courants plus forts en basse tension.
Selon l’ADEME, la France compte 677 000 installations solaires en autoconsommation à la fin de l’année 2024, un chiffre qui témoigne de l’engouement croissant des Français pour l’énergie solaire. Un élément crucial de ces installations peut souvent être négligé : le câblage. Bien qu’il soit essentiel pour assurer une performance optimale, le câblage et ses connectiques sont souvent sous-estimés. Ces composants jouent un rôle fondamental dans l’efficacité du système solaire. Dans ce guide, découvrez tous les éléments indispensables au câblage d’un panneau photovoltaïque ou thermique, les types de branchements possibles, ainsi que les différences majeures entre les panneaux solaires standard et ceux en kit.
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Composants pour le câblage d'un panneau photovoltaïque et leur coût
Le câblage d’une installation solaire joue un rôle important dans son bon fonctionnement. Une compréhension approfondie des composants de raccordement est essentielle pour assurer une installation à la fois sécurisée, efficace et évolutive. Un câblage bien dimensionné facilite le montage et aide à détecter rapidement toute anomalie ou baisse de performance.
Une installation solaire utilise des câbles photovoltaïques spécifiquement conçus pour ce type d’application, comme les câbles H1Z2Z2-K. Disponibles en rouge, noir ou bleu, ces câbles existent en différentes sections, 4mm², 6mm², 10mm² et 16mm², à sélectionner selon la puissance de l’installation. Conçus pour résister aux conditions extérieures, ils offrent une excellente tenue aux UV et aux climats extrêmes. Leur composition robuste garantit une longévité comprise entre 25 et 30 ans.
Deux types de câbles sont disponibles :
- Les câbles simples,
- Les câbles torsadés.
Tout comme son nom l’indique, les câbles simples contiennent un seul conducteur, tandis que les câbles torsadés sont multibrins.
| Critères | Câble simple | Câble torsadé |
|---|---|---|
| Structure | Un seul câble | Multibrins. Plusieurs brins de cuivre ou aluminium torsadés. |
| Diamètre global | Fin | Large |
| Flexibilité | Rigide, moins adapté aux manipulations fréquentes | Très flexible, facile à plier et à manipuler |
| Durabilité | Moins résistant aux vibrations et aux mouvements | Excellente durabilité, résiste mieux aux torsions et vibrations |
| Supports recommandés | Gainage et attaches recommandés | Doit être soutenu avec des gaines, des isolateurs, des colliers inox ou résistants |
| Usage conseillé | Installations fixes ou très simples | Parfait pour les installations multi panneaux ou en environnement mobile |
| Prix | 1,50€ en moyenne le mètre | Entre 1,20€ et 5€ le mètre |
La longueur des câbles doit être calculée avant l’installation. En effet, une mauvaise estimation peut entraîner des chutes de tension supérieures à 5%, ce qui affecte le rendement global de l’installation. Dans les cas les plus extrêmes, une longueur excessive ou un câble sous-dimensionné peut provoquer une surchauffe ou endommager les équipements.
Le câble de terre : c’est un élément fondamental pour garantir la sécurité de l’installation solaire. Il permet d’évacuer les surtensions et de protéger les personnes ainsi que les équipements en cas de défaillance électrique. Son installation est obligatoire et doit être conforme aux normes. Son prix varie entre 1,50€ et 7€ le mètre linéaire.
Les connecteurs : ils jouent un rôle clé dans la fiabilité de l’installation. Ils assurent la jonction entre les câbles et les différents composants (panneaux, onduleurs, boîtes de jonction). Les connecteurs MC4 sont les plus fréquents dans les installations photovoltaïques. Ils garantissent une connexion étanche, solide et durable, tout en résistant aux UV, aux intempéries et aux températures extrêmes. Des modèles existent : pour les conducteurs de 4 à 6mm² et pour les conducteurs de 10mm². Le prix d’un connecteur varie entre 2€ et 20€.
Les dérivateurs (ou splitters) : ils permettent de raccorder plusieurs panneaux entre eux, en série ou en parallèle, selon la configuration souhaitée. Ils simplifient les connexions électriques et facilitent l’adaptation au type d’onduleur utilisé (micro-onduleur ou onduleur central). Prix moyen d’un dérivateur entre 5€ et 15€ selon le modèle.
Les boîtes de dérivation : elles permettent de sécuriser les connexions électriques et sont indispensables pour toute opération de maintenance, de contrôle ou d’extension de l’installation. Les boîtes de dérivation sont généralement étanches et certaines sont pré-remplies de gel protecteur pour améliorer l’isolation et la protection contre l’humidité. Elles doivent répondre aux normes d’accessibilité électrique pour garantir une intervention rapide et sans danger. Le prix d’une boîte de dérivation varie entre 15€ et 40€ selon le niveau de protection et les matériaux.
Composants pour le câblage d'un panneau thermique et leur coût
L’installation d’un panneau thermique nécessite un câblage précis, ainsi que l’utilisation de composants adaptés pour garantir un fonctionnement optimal et en toute sécurité.
Différents câbles sont utilisés pour les panneaux thermiques :
- Les câbles solaires : bien que les panneaux thermiques ne produisent pas d’électricité, les câbles solaires sont tout de même utilisés pour raccorder les capteurs de température et les contrôleurs. Ces câbles, souvent résistants à la chaleur, permettent de relier les sondes au régulateur solaire.
- Les câbles de puissance : si l’installation se compose d’éléments qui nécessitent une alimentation électrique (comme la pompe de circulation ou une résistance d’appoint), il convient d’utiliser des câbles de puissance adaptés à la tension et à l’intensité du circuit. Le circulateur, qui assure le mouvement du fluide caloporteur, est alimenté électriquement par ce type de câble, le reliant au régulateur solaire ou directement au tableau électrique via une protection. Le respect de la norme NF C 15-100 est indispensable.
- Les câbles de signalisation : les sondes de température (types PT1000, NTC, etc) transmettent les données au régulateur via des câbles de signalisation, souvent blindés pour éviter les interférences électromagnétiques, surtout sur de longues distances. Le régulateur solaire (différentiel), qui a besoin d’être alimenté électriquement, utilise des câbles de signalisation (ou câbles de commande) pour recevoir les informations des sondes de température et ensuite commander le circulateur. Tous ces éléments sont interconnectés par des câbles électriques basse tension.
Comptez entre 1€ et 5€ le mètre linéaire pour l’achat d’un câble solaire.
Sur les panneaux thermiques, des sondes de température sont installées sur les capteurs thermiques et le ballon de stockage. Elles mesurent la température et transmettent ces données au régulateur. Le régulateur commande ensuite la pompe de circulation (pour transférer la chaleur du capteur vers le ballon de stockage) et la résistance d’appoint (si un complément de chauffage est nécessaire). Ces éléments sont tous connectés à l’aide de câbles de liaison adaptés.
Une installation thermique sécurisée repose sur plusieurs éléments essentiels :
- La liaison frigorifique (tube frigorifique) permet de transporter le fluide caloporteur. Ce tuyau est réalisé en cuivre avec isolation intégrée (PU) transportant le fluide caloporteur.
- Les tuyauteries généralement en cuivre choisies pour sa résistance aux hautes températures et à la corrosion. Comptez entre 5€ et 20€ par mètre linéaire.
- Les raccords et connectiques permettent de connecter les différents tronçons de tuyauteries entre eux et aux capteurs solaires. Certains fabricants proposent des kits de raccordement préfabriqués pour faciliter l’installation. Pour assurer l’étanchéité des raccords, les joints haute température sont essentiels. Le prix des raccords varie entre 5€ et 30€ selon le type et le matériau, et peut aller jusqu’à 200€ pour les kits.
- Les vannes d’arrêt isolent les sections du circuit en cas de maintenance ou de problème, et les vannes de vidange vident le circuit primaire lors d’opérations de maintenance ou en cas de grand froid (si le fluide n’est pas antigel ou si le système est autovidangeable). Comptez entre 15€ et 50€ pour les vannes.
- Les purgeurs d’air permettent d’évacuer l’air emprisonné dans le circuit, disponibles au prix de 20€ à 80€.
Une installation thermique durable repose sur un câblage soigné, conforme aux normes et sur l’utilisation de composants de qualité, adaptés aux exigences techniques et environnementales.
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Branchement panneaux solaires en série, parallèle ou mixte ?
Lorsque vous installez des panneaux solaires, le choix du type de câblage a un impact direct sur les performances de l’installation. Chaque configuration a ses avantages, ses contraintes et ses conditions d’usage optimales. Il est donc essentiel de bien comprendre leurs différences pour optimiser votre production d’énergie.
Câblage en série des panneaux solaires
Dans une configuration en série, les panneaux solaires sont connectés les uns à la suite des autres. Concrètement, la borne positive (+) d’un panneau est reliée à la borne négative (-) du panneau suivant, formant une chaîne unique.
Quels sont les avantages d’un branchement en série ?
- Idéal pour atteindre une tension élevée, nécessaire pour certains régulateurs de charge MPPT ou onduleurs.
- Adapté au transport d’électricité sur de longues distances.
Quels sont les inconvénients d’un branchement en série ?
- Si un seul panneau est ombragé ou défectueux, la production de toute la chaîne est impactée.
- Si les panneaux ont des intensités différentes, le système est limité à l’ampérage le plus faible, ce qui peut réduire l’efficacité globale.
Pour un budget de 12 000€ à 17 000€, il est possible d'installer un système solaire en série de 6kWc, comprenant les panneaux, l'onduleur et la main-d'œuvre.
Câblage en parallèle des panneaux solaires
Dans une configuration en parallèle, tous les panneaux solaires sont connectés entre eux reliant les bornes positives ensemble, et les bornes négatives ensemble.
Quels sont les avantages d’un branchement en parallèle ?
- En cas d’ombrage partiel ou de panne d’un panneau, les autres continuent de fonctionner normalement.
- Offre une meilleure fiabilité dans des environnements irréguliers comme des toits complexes, des obstacles naturels, etc.
- Permet une maintenance plus simple.
Quels sont les inconvénients d’un branchement en parallèle ?
- Nécessite que tous les panneaux aient une tension identique.
- Moins efficace pour le transport de l’électricité sur de longues distances.
Le coût d'installation d'un système photovoltaïque de 6kWc en parallèle se situe entre 13 000€ et 18 000€. Ce prix comprend les panneaux solaires, le régulateur, ainsi que les frais de main-d'œuvre.
Quel câblage choisir ?
- Le câblage en série est privilégié lorsque vous bénéficiez d’un ensoleillement constant, que vous avez besoin d’une tension supérieure à 24V ou que vous installez l’onduleur à une certaine distance des panneaux.
- Le câblage en parallèle est à privilégier dans les zones partiellement ombragées, si vous cherchez à maximiser la production individuelle de chaque panneau ou si vous souhaitez une installation plus flexible et évolutive.
Branchement mixte des panneaux solaires : série + parallèle
Le branchement mixte combine les avantages des deux configurations précédentes. Il consiste à regrouper plusieurs chaînes de panneaux branchés en série, puis à relier ces chaînes entre elles en parallèle. Ce schéma est souvent utilisé pour les installations de grande taille, notamment dans des projets résidentiels complexes ou les installations industrielles.
Voici un exemple de mise en place : deux ou plusieurs groupes de panneaux sont branchés en série, puis ces groupes sont ensuite connectés en parallèle à l’entrée du régulateur ou de l’onduleur.
Quels sont les avantages d’un branchement mixte ?
- Permet d’atteindre une tension et une intensité optimales,
- Plus grande résilience face aux ombrages partiels ou aux défaillances,
- Meilleure adaptation aux systèmes hybrides.
Quels sont les inconvénients d’un branchement mixte ?
- Conception plus complexe, nécessitant une étude approfondie de la tension et de l’intensité totales du système,
- Demande plus de compétences techniques et souvent des composants supplémentaires (fusibles, connecteurs MC4, boîtiers de dérivation, etc).
L'installation d'un système photovoltaïque mixte de 6kWc, comprenant les panneaux, l'onduleur hybride et la main-d'œuvre, est estimée entre 14 000€ et 19 000€.
Différences de câblage des panneaux solaires : revente d'électricité ou stockage sur batterie
L’installation de panneaux solaires répond à deux grands types d’usage : la revente de l’électricité produite au réseau ou le stockage de cette énergie dans des batteries. Chaque objectif implique des choix techniques spécifiques, notamment en matière de câblage électrique, qui doit être adapté aux caractéristiques du système mis en place.
Le câblage pour la revente d’électricité au réseau :
Dans ce cas, l’installation solaire est dite en “injection réseau”. Elle est conçue pour acheminer tout ou une partie de l’électricité produite vers le réseau public, via un onduleur réseau.
Schéma de fonctionnement :
- Les panneaux solaires produisent du courant continu (DC),
- Ce courant est converti en courant alternatif (AC) par un onduleur synchronisé avec les caractéristiques du réseau (tension et fréquence),
- L’onduleur est relié au tableau électrique principal, au compteur de production, puis au réseau Enedis ou autre gestionnaire. Il est impératif qu'un professionnel effectue le raccordement des panneaux solaires au tableau électrique. Par ailleurs, Enedis, en sa qualité de gestionnaire du réseau, est responsable des travaux nécessaires pour effectuer la connexion au réseau national.
Connecter les panneaux solaires est relativement simple, mais doit respecter strictement les normes imposées par le gestionnaire du réseau :
- Types de câbles utilisés : R2V, RVFV, AR2V, ARVFV, ou câbles aériens torsadés.
- La section des câbles est adaptée à la puissance installée pour limiter les pertes et garantir la sécurité.
- Des dispositifs spécifiques (disjoncteurs, parafoudres, interrupteurs sectionneurs) sont souvent exigés pour prévenir tout risque sur le réseau.
Le câblage pour le stockage d’électricité sur batteries :
Ce type d’installation est destiné à consommer localement l’énergie produite, soit en toute autonomie, soit en complément d’une connexion au réseau (système hybride). Le câblage y est plus complexe en raison de la gestion du stockage et des flux bidirectionnels d’énergie.
Pour les systèmes autonomes, les panneaux solaires sont connectés à un régulateur de charge, qui protège les batteries contre les surcharges et les décharges profondes. Le régulateur est câblé entre les panneaux et les batteries. Un onduleur-chargeur est ensuite utilisé pour transformer le courant continu des batteries en courant alternatif utilisable dans le logement. Les sections de câbles sont importantes entre les batteries et l’onduleur, pour pouvoir supporter des intensités élevées en basse tension (souvent en 12V, 24V ou 48V). Le câblage doit minimiser les pertes et résister à l’échauffement.
Pour les systèmes hybrides, celui-ci combine le meilleur des deux. Il peut injecter l’électricité dans le réseau quand les batteries sont pleines, et peut aussi recharger les batteries à partir du réseau ou des panneaux. En cas de coupure, il bascule automatiquement en mode secours. L’architecture du câblage est plus complexe, car les connexions sont multiples.
Le choix entre revente de l’électricité et stockage sur batteries ne se limite pas à une question de stratégie énergétique ou économique. Il implique des configurations de câblage différentes, tant en termes de matériel que de normes à respecter. Notez qu’il est indispensable de réaliser une étude préalable par un professionnel qualifié pour garantir la sécurité, la conformité réglementaire et la performance de l’installation.
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Différences entre le câblage des panneaux solaires standard et celui des panneaux solaires en kit
Lorsque l’on souhaite installer des panneaux solaires, deux grandes approches s’offrent à vous : un système standard conçu sur mesure par un professionnel ou un kit solaire prêt à l’emploi. Chacune de ces options implique des différences en matière de câblage, tant sur le plan technique que sur celui de la facilité d’installation.
Voici une comparaison entre ces deux types de solutions, en mettant en évidence leurs spécificités sur plusieurs critères.
| Critères | Panneaux solaires standard | Panneaux solaires en kit |
|---|---|---|
| Conception du système | Sur mesure, conçu par un professionnel selon l’installation et les besoins. | Préconçu, prêt à l’emploi, pensé pour l’installation par un particulier. |
| Complexité du câblage | Élevée : nécessite des calculs de pertes, choix des sections de câble, protection complète (surtension…). | Faible : système simplifié, câblage souvent “plug and play” (prêt à brancher) avec connecteurs standardisés. |
| Type d’onduleur | Onduleur centralisé ou micro-onduleurs, influençant le schéma de câblage | Généralement micro-onduleur intégré, parfois directement branché sur une prise secteur. |
| Types de câbles utilisés | Câbles solaires spécifiques (4mm² ou plus) résistants aux UV et à la chaleur. | Câbles fournis avec longueurs fixes, connecteurs MC4 déjà installés. |
| Eléments de protection | Parafoudres, disjoncteurs DC/AC, sectionneurs, différentiel, etc. | Peu ou pas de protection fournie, souvent absentes ou à ajouter séparément. |
| Installation électrique | Nécessite l’intervention d’un professionnel et modification du tableau électrique. | Conçu pour éviter toute modification importante de l’installation électrique existante. |
Le choix entre un système solaire standard et un kit solaire dépend principalement des besoins, du budget et du niveau de compétence du particulier. Les panneaux solaires standard, bien que plus complexes à installer, offrent une solution optimisée et évolutive, adaptée aux projets de grande envergure. A l’inverse, les kits solaires séduisent par leur simplicité d’installation et leur accessibilité, au prix de certaines limitations techniques et de protections moindres. Il est essentiel d’évaluer soigneusement son projet pour choisir la solution la plus adaptée, en tenant compte à la fois de la performance souhaitée et des contraintes d’installation.
Exemple de câblage d'un système solaire standard
Dans une installation solaire résidentielle standard, le câblage joue un rôle crucial pour assurer la performance, la durabilité et la sécurité du système. Cette installation implique principalement deux types de câbles : ceux dédiés au courant continu (DC), entre les panneaux solaires et l’onduleur, et ceux dédiés au courant alternatif (AC), entre l’onduleur et le tableau électrique du logement.
Le câblage en courant continu (DC)
Les câbles DC relient les panneaux photovoltaïques à l’onduleur. Le câble le plus couramment utilisé est le H1Z2Z2-K, spécialement conçu pour les installations solaires. Celui-ci est résistant aux UV, aux intempéries et aux écarts de température (entre -40°C à +90°C). La tension nominale monte jusqu'à 1 500V en courant continu. Par exemple, pour une installation de 3kWC, avec une distance de 15 mètres entre les panneaux solaires et l’onduleur, on utilise typiquement un câble H1Z2Z2-K, de section 6mm², afin de minimiser les pertes électriques. Le câblage en courant alternatif (AC)
Une fois converti en courant alternatif par l’onduleur, celui-ci est acheminé vers le tableau de répartition électrique via des câbles de type U1000 R2V. La tension nominale varie de 230V pour du monophasé à 400V pour du triphasé. Il convient aux installations en intérieur et en extérieur. Par exemple, pour un onduleur monophasé de 3kVA situé à 10 mètres du tableau, un câble 3G4mm² (phase, neutre, terre) en U1000 R2V est recommandé, conformément à la norme NFC 15-100.
Le câblage solaire est important pour la performance et la sécurité de l’installation. Une erreur (mauvais dimensionnement, connexion défectueuse, mise à la terre incorrecte) peut avoir de lourdes conséquences. Il est recommandé de faire appel à un professionnel qualifié et expérimenté. Il garantira une installation conforme et sécurisée, dimensionnera le câblage selon les normes, assurera le bon fonctionnement et vous aidera avec les démarches administratives et l’obtention des aides.
Un bon câblage est la clé d’un système solaire performant et durable. Ne perdez pas des heures à chercher les professionnels qualifiés proches de chez vous. Prix Pose vous accompagne dans vos recherches. Remplissez en quelques clics seulement notre formulaire en ligne pour recevoir jusqu’à 3 devis. N'hésitez plus, passez à l’énergie solaire avec Prix Pose !
FAQ
Quelle section de câble pour les panneaux solaires ?
Pour les câbles solaires, les sections couramment utilisées sont : 4mm², 6mm², 10mm² et 16mm². La section de câble doit être adaptée à la puissance de l’installation solaire.
Quel câblage est nécessaire pour les panneaux solaires ?
Plusieurs câbles sont nécessaires pour les panneaux solaires : les câbles solaires (H1Z2Z2-K), les câbles de terre, les connecteurs, les dérivateurs (ou splitters) et les boîtes de dérivation.
Comment raccorder les panneaux solaires au tableau électrique ?
Pour raccorder les panneaux solaires au tableau électrique, notamment pour la revente d’électricité, le schéma est : les panneaux génèrent du courant continu (DC), que l’onduleur transforme en courant alternatif (AC). Il est ensuite directement relié à votre tableau électrique principal. Il est essentiel qu’un professionnel qualifié réalise ce raccordement. Par ailleurs, Enedis, le gestionnaire du réseau est chargé des travaux nécessaires pour connecter votre installation au réseau national.
Comment faire le branchement de panneaux solaires ?
3 types de branchement sont possibles pour les panneaux solaires : le branchement en série, le branchement en parallèle et le branchement mixte.