Le besoin
kWh/jour, profil horaire, pointe simultanée, démarrages moteurs et criticité des charges.
Que faut-il alimenter ?CHAPITRE 00Accueil
COURS INTERACTIF · NIVEAU INTERMÉDIAIRE
Dimensionner une installation photovoltaïque
Une méthode vérifiable pour passer du profil de consommation à un système cohérent : puissance PV, strings, onduleur, stockage, câbles et protections.
13chapitres guidés
32composants PV
100%calculs expliqués
DCMPPTAC
CHARGES
Flux énergétique · schéma fonctionnel
01 · LA MÉTHODE
Dimensionner, c’est faire correspondre quatre mondes
Un bon calcul ne commence pas par le nombre de panneaux. Il commence par le service attendu, puis vérifie l’énergie, la puissance, les limites électriques et la sécurité.
La ressource
Irradiation sur le plan des modules, saison critique, température, horizon et ombrages.
Quelle énergie est disponible ?Les équipements
Fenêtre MPPT, tension maximale, courant, rendement, batterie et contraintes fabricants.
Les composants sont-ils compatibles ?La sécurité
Câbles, isolement, coupure, surintensités, surtensions, terre, inspection et essais.
Le système reste-t-il sûr ?01 · Relever→02 · Pré-dimensionner→03 · Vérifier→04 · Simuler→05 · Documenter
Principe de rigueur
Les formules rapides donnent un pré-dimensionnement. La conception finale doit utiliser les données horaires du site, les fiches techniques exactes, les exigences du gestionnaire de réseau et la réglementation applicable.
02 · RESSOURCE SOLAIRE
Le soleil fournit une énergie variable, pas une puissance garantie
Pour le pré-dimensionnement, les heures de soleil de pointe (HSP) transforment l’irradiation journalière en un nombre d’heures équivalentes à 1 000 W/m².
Rayonnement direct projeté927 W/m²
Modèle géométrique simplifié, plan orienté vers le soleil : facteur direct ≈ cos(angle d’incidence). Le diffus, l’albédo et l’azimut ne sont pas représentés.
EFFET TEMPÉRATURE
25°Ctempérature cellule
550 Wpuissance estimée
600 W500 W400 W
Écart vs STC (25°C)0.0%
Approximation linéaire avec γPmax = −0,35 %/°C. Toujours reprendre le coefficient exact de la fiche technique.
Privilégier une simulation annuelle ou horaire et un productible spécifique en kWh/kWp/an.
Dimensionner sur la période défavorable et analyser la probabilité de batterie vide, pas seulement la moyenne annuelle.
Modéliser l’horizon lointain et les obstacles proches. Une HSP moyenne ne décrit pas le mismatch électrique.
03 · AUDIT DES CHARGES
Ne pas confondre énergie et puissance
L’énergie quotidienne dimensionne d’abord la production et le stockage. La puissance simultanée, le facteur de puissance et les appels de courant dimensionnent l’onduleur.
Exprimée en Wh ou kWh. Elle répond à « combien pendant la journée ? »
Exprimée en W ou kW. Elle répond à « combien au même instant ? »
CALCULATEUR 01
Du tableau des charges au pré-dimensionnement
Calcul instantané
| Équipement | W | Qté | h/j | Wh/j | |
|---|---|---|---|---|---|
| 3 200 | |||||
| 1 500 | |||||
| 2 880 | |||||
| 750 | |||||
| Énergie journalière | 8.33 kWh/j | ||||
Le nombre d’heures du réfrigérateur doit représenter une durée équivalente de fonctionnement. La puissance d’onduleur doit aussi couvrir les appels de courant et la puissance réactive ; le résultat affiché est un filtre initial.
Pour un réfrigérateur, utiliser l’énergie mesurée ou la durée équivalente du compresseur, pas 24 h à la puissance nominale.
Identifier le courant de démarrage, le mode de démarrage et la durée de l’appel. Le seul total en kWh est insuffisant.
Comparer le profil horaire de production au profil de charge. Un bilan annuel égal ne garantit pas un taux d’autoconsommation élevé.
04 · CHAMP PHOTOVOLTAÏQUE
La série construit la tension, le parallèle construit le courant
Le nombre total de modules fixe la puissance DC. Leur organisation en strings doit ensuite respecter chaque entrée MPPT de l’onduleur ou du contrôleur.
Modules en série6
Strings en parallèle2
String 1＋PV−＋PV−＋PV−＋PV−＋PV−＋PV−
String 2＋PV−＋PV−＋PV−＋PV−＋PV−＋PV−
BUS DC
La série additionne250.2 VNs × Vmp
Le parallèle additionne26.4 ANp × Imp
Nombre total12 modulesNs × Np
Le courant du string reste celui d’un module identique.
La tension reste celle d’un string identique.
Valeur nominale aux conditions STC.
Éviter de mélanger orientations, longueurs ou modules différents sur une même entrée.
ombrage
Sans chemin de dérivationLe courant du string est limité
Les diodes bypass permettent de contourner un sous-groupe de cellules lorsqu’il est fortement polarisé en inverse. Elles réduisent le risque de point chaud, mais ne suppriment ni la perte d’énergie ni le besoin d’une étude d’ombrage.
05 · STRINGS & MPPT
Vérifier le froid, le chaud et le courant séparément
Au froid, Voc augmente : risque de dépasser la tension DC maximale. Au chaud, Vmp baisse : risque de sortir de la fenêtre MPPT. Le parallèle augmente le courant d’entrée.
FROID · CAS DE SÉCURITÉVoc,cold = Voc,STC × [1 + |βVoc| × (25 − Tmin)]
Utiliser la température minimale de calcul du site et les consignes du fabricant.
CHAUD · CAS DE FONCTIONNEMENTVmp,hot = Vmp,STC × [1 + βVmp × (Tcell,max − 25)]
βVmp est négatif pour le module d’exemple.
CALCULATEUR 02
Compatibilité string ↔ entrée MPPT
✓ Configuration cohérente
Données module à STC
Site & onduleur
MPPT minMPPT max
0 VBande MPP du string : 397–500 V1000 V
βVmp n’est pas toujours fourni : utiliser le modèle ou la valeur du fabricant. Vérifier séparément le courant de court-circuit maximal admissible, le nombre d’entrées, les fusibles internes et la puissance DC autorisée par MPPT.
Ordre de vérification① Voc froid < Vdc max② Vmp chaud > MPPT min③ Vmp froid < MPPT max④ Courants < limites⑤ Pdc & nombre d’entrées
06 · CONVERSION & STOCKAGE
Choisir un onduleur par ses limites réelles
La puissance nominale n’est qu’une ligne de la fiche technique. Une sélection correcte croise le réseau, la charge, le champ DC, le nombre de MPPT et les conditions environnementales.
Monophasé/triphasé, tension, fréquence, puissance active et apparente.
Puissance simultanée, moteurs, durée de surcharge et température.
Vdc max, fenêtre MPPT, courant par MPPT, Isc admissible et Pdc.
On-grid, hybride ou autonome ; batterie compatible et fonction secours.
Code réseau, anti-îlotage, injection, protections et exigences du distributeur.
Indice IP, altitude, ventilation, derating, plage de température et bruit.
RATIO DC/ACPuissance DC installée ÷ puissance AC nominale
Exemple : 17,6 kWc / 15 kW = 1,17
DC faiblezone à simulerclipping croissant
Il n’existe pas de ratio universel. L’optimum dépend du climat, des orientations, de l’écrêtage toléré, des limites fabricants, de l’économie et du raccordement.
BATTERIE · FORMULE ÉNERGÉTIQUE
Ebatt,nom = Echarges × Nautonomie / (DoD × ηbatt × ηinv)
Énergie nominale
Énergie utileDéfinir les charges réellement secourues et la durée d’autonomie.
DoD & rendementValeurs compatibles avec la chimie, le BMS et le fabricant.
PuissanceVérifier courant continu, pointe, C-rate et basse température.
Fin de vieTenir compte du vieillissement, de la température et de la capacité garantie.
Abaisse la tension du champ vers la batterie sans chercher continuellement le point de puissance maximale. Simple, mais la tension du module doit être cohérente avec la batterie et l’énergie récupérée peut être plus faible.
Convertit la puissance DC et recherche le point de puissance maximale. Il permet une tension PV plus élevée dans les limites du contrôleur et réduit le courant dans les câbles côté champ.
07 · CÂBLES & PROTECTIONS
La sécurité n’est pas une marge ajoutée à la fin
La conception DC doit considérer des arcs soutenus, la polarité, l’isolement, les courants inverses, les surtensions et la coupure en charge. Les règles exactes dépendent du système et du référentiel applicable.
Section calculée par chute3.50 mm²S = 2ρLI / ΔU
→Section normalisée suivante4 mm²avant vérification thermique
Section finale = maxchute de tensioncourant admissible Izminimum normatifcourt-circuitexigence fabricant
Calcul résistif au cuivre à 20°C, destiné à l’enseignement. Corriger la résistivité avec la température et appliquer les facteurs de pose, groupement, exposition solaire et type d’isolant. En AC, la réactance et le facteur de puissance peuvent devoir être intégrés.
Déterminer le besoin de fusibles à partir du nombre de strings en parallèle, du courant inverse possible, du courant admissible du câble et du calibre maximal de fusible série du module.
Évaluer foudre, présence d’un système de protection externe, longueurs de câbles et coordination des SPD. Le SPD DC doit être adapté à la tension PV.
Le type de dispositif différentiel dépend de l’onduleur, de sa détection DC résiduelle, du schéma de liaison à la terre et des règles locales. Suivre le fabricant et la norme applicable.
Ne jamais ouvrir un connecteur PV sous charge. Utiliser des connecteurs compatibles, sertis avec l’outil prescrit, et une procédure de consignation adaptée.
Référentiels de conception
IEC 62548-1:2023 couvre notamment le câblage du champ, les protections, la coupure et la mise à la terre. IEC 60364-7-712:2025 traite l’intégration du système PV à l’installation basse tension, y compris des exigences liées au stockage.
Voir IEC 62548-1 ↗08 · ÉTUDE DE CAS A
Bâtiment tertiaire raccordé réseau
Objectif : couvrir environ 60 % d’une consommation annuelle de 48 MWh, avec un productible spécifique simulé de 1 650 kWh/kWp/an.
CONSOMMATION48 000 kWh/an
CIBLE60 %
PRODUCTIBLE PVGIS1 650 kWh/kWp/an
MODULE550 Wc
ONDULEUR15 kW AC
Énergie solaire cible
48 000 × 0,60 = 28 800 kWh/anOn applique la cible au besoin annuel. Cette étape ne donne pas encore l’autoconsommation horaire.
Puissance DC théorique
28 800 / 1 650 = 17,45 kWcLe productible spécifique doit provenir d’une simulation du site, de l’orientation et des pertes considérées.
Nombre de modules
⌈17 450 / 550⌉ = 32 modulesPuissance installée = 32 × 550 = 17,60 kWc.
Énergie annuelle estimée
17,6 × 1 650 = 29 040 kWh/anCouverture énergétique ≈ 29 040 / 48 000 = 60,5 %, avant comparaison horaire production/charge.
CONFIGURATION PROPOSÉE
2 strings × 16 modules
Module : Voc 49,9 V ; Vmp 41,7 V ; βVoc −0,25 %/°C ; βVmp −0,30 %/°C. Tmin = −5°C ; Tcell,max = 70°C. Onduleur : Vdc max 1 000 V ; MPPT 200–800 V.
Voc froid = 16 × 53,64 = 858 V < 1 000 V
Vmp chaud = 16 × 36,07 = 577 V > 200 V
Vmp froid ≈ 16 × 45,45 = 727 V < 800 V
Ratio DC/AC = 17,6 / 15 = 1,17
CONCLUSION
Le pré-dimensionnement électrique est cohérent avec les limites données. Il reste à simuler l’écrêtage et l’autoconsommation horaire, vérifier les courants de chaque MPPT, l’espace disponible, les ombrages, le raccordement et les protections.
09 · ÉTUDE DE CAS B
Site isolé avec stockage lithium
Besoin : 6,4 kWh/j, pointe continue 2,4 kW, appel bref 4,2 kW. Ressource du mois défavorable : 4,2 HSP. Rendement global PV : 72 %. Autonomie : 2 jours.
Ppv = 6,4 / (4,2 × 0,72)
2,12 kWc → 4 × 550 Wc = 2,20 kWcArrondir au nombre entier supérieur, puis vérifier les strings et les limites du MPPT.
Ebatt = 6,4 × 2 / (0,80 × 0,95 × 0,92)
18,31 kWh → 4 × 5,12 = 20,48 kWhSoit environ 427 Ah à 48 V nominal. Vérifier configuration série/parallèle autorisée par le fabricant et le BMS.
Pcontinue ≥ 2,4 × 1,25
≥ 3,0 kW et pointe ≥ 4,2 kWChoix pédagogique : 5 kVA seulement si la fiche garantit la surcharge requise, la compatibilité batterie et la température d’usage.
Ichg ≈ 2 200 / (48 × 0,95)
≈ 48,2 A → calibre ≥ 60 A**Pré-sélection conservatrice. La tension réelle de charge, le courant admissible batterie, le Voc froid et la puissance PV maximale du contrôleur restent à vérifier.
POURQUOI SIMULER À L’HEURE ?
Deux systèmes de même énergie quotidienne peuvent avoir une fiabilité différente.
PVGIS modélise un système hors réseau heure par heure : production, consommation, charge/décharge, énergie gaspillée et jours de batterie vide. Le profil nocturne augmente la sollicitation de la batterie même si le total quotidien ne change pas.
Méthode officielle PVGIS ↗10 · EXERCICE D’APPLICATION
Trouver la longueur de string admissible
Calculez d’abord la plage de modules en série, puis vérifiez une proposition de câblage de trois strings sur un même MPPT.
MODULE
Pmax 550 W · Voc 50,1 V · Vmp 41,8 V · Imp 13,1 A
βVoc −0,26 %/°C · βVmp −0,31 %/°C
SITE
Tmin = −10°C
Tcell,max = 75°C
ONDULEUR
Vdc max 1 000 V · MPPT 180–850 V
Imax par MPPT = 32 A
Calculer Voc du module à −10°C.
Calculer Vmp à 75°C et Vmp à −10°C.
Déduire Ns minimal et Ns maximal.
Avec Ns = 15 et Np = 3 sur un MPPT, la configuration est-elle valide ?
11 · VALIDATION DU PROJET
Un dimensionnement n’est terminé que lorsqu’il est traçable
Les hypothèses, données sources, calculs, plans, fiches techniques et résultats d’essais doivent permettre à un tiers de comprendre et vérifier la conception.
Site, charges, réseau, climat, ombrages, structure.
Énergie, puissance, strings, câbles, protections.
Production horaire, pertes, clipping, stockage, scénarios.
Structure, terre, foudre, sélectivité, raccordement.
Inspection, essais, dossier final, consignes et maintenance.
DOSSIER MINIMAL À PRÉPARER
Des calculs jusqu’à la mise en service
- Note d’hypothèses et bilan des charges
- Plan d’implantation et étude d’ombrage
- Schéma unifilaire DC/AC et repérage
- Note de calcul strings, câbles et protections
- Fiches techniques et certificats équipements
- Simulation énergétique et analyse des pertes
- Plan de mise à la terre et coordination SPD
- Procès-verbaux d’inspection et d’essais
- Manuel d’exploitation, arrêt d’urgence et maintenance
AUTO-ÉVALUATION
Les cinq réflexes du dimensionneur
Limite du cours
Cette page est un support pédagogique de pré-dimensionnement. Elle ne remplace pas l’étude détaillée d’un ingénieur qualifié, la visite du site, les calculs structurels et électriques complets, ni les normes et prescriptions locales en vigueur.
12 · TABLEAU BLANC PV
Expliquer une architecture avec des composants prêts à poser
Construisez un schéma pédagogique sans redessiner chaque symbole : insérez les équipements, déplacez-les, reliez-les en DC, AC ou communication, puis adaptez les libellés au cas étudié.
NOUVEL ATELIER INTERACTIF
Du champ PV jusqu’aux charges
La bibliothèque couvre production, protections DC, conversion, stockage, distribution AC, pompage, recharge et annotations. Le tableau est sauvegardé automatiquement dans ce navigateur.
- 4 modèles instantanésOn-grid, off-grid, hybride et pompage solaire.
- 32 composantsModules, coffrets, SPD, onduleurs, batteries, tableaux et charges.
- Outils de coursConnexions typées, zoom, grille, magnétisme, rotation, duplication et annulation.
SOURCES VÉRIFIABLES
Références techniques
Pages officielles consultées le 17 août 2026. Les normes évoluent : vérifier l’édition et les amendements applicables au lieu et à la date du projet. L’accès au texte intégral de certaines normes IEC peut être payant.
- 01PVGIS 5 — Manuel utilisateurJRC, Commission européenne · ressource solaire et production PV
- 02PVGIS — Méthodes de calculModélisation horaire, température et système autonome
- 03IEC 62548-1:2023Conception des champs PV : câblage, protections, coupure et terre
- 04IEC 62548-1:2023/AMD1:2025Amendement 1 de la norme de conception des champs PV
- 05IEC 60364-7-712:2025Installations électriques BT — alimentation photovoltaïque
- 06IEC 62446-1:2016Documentation, essais de mise en service et inspection
- 07SAM Photovoltaic Model Technical ReferenceNREL · modèles de module, onduleur et pertes
- 08Manuel SmartSolar MPPTExemple fabricant : limites de tension, puissance et câblage