Panneaux solaires Photovoltaïques : L’essentiel pour tout comprendre

Comment fonctionnent les panneaux solaires ?

Nous savons tous aujourd’hui qu’un panneau solaire produit de l’électricité grâce au soleil. Je vous propose d’aller un peu plus loin dans la compréhension de son fonctionnement, voyons comment cette magie opère.

Le panneau solaire est semblable à une plaque, cette plaque est recouverte de cellules photovoltaïques. Jusque-là rien de bien compliqué à comprendre.

Attention c’est à partir d’ici que ça se complique : Les cellules photovoltaïques sont composées de matériaux semis-conducteurs (c’est-à-dire qu’ils permettent à l’électricité de circuler mais pas de la même façon en fonction de la chaleur ou de la luminosité).

Ces matériaux semis-conducteurs vous les retrouvez dans vos appareils électroniques sous forme de transistors, de puces électroniques ou de diodes.

Parmi ces matériaux semi-conducteurs, on retrouve le silicium.
C’est une matière qui est présente en extrême abondance dans la croûte terrestre. Elle constitue son élément solide le plus important avec 26% de sa composition.

Avec ce silicium on fabrique notre cellule photovoltaïque contenant des électrons (particule chargée d’électricité négative qui est très sensible à l’effet photoélectrique).

Maintenant cette cellule photovoltaïque, nous l’exposons à la lumière du soleil. Les rayons lumineux du soleil contiennent quant à eux des photons (c’est une particule qui ne contient pas de charge électrique).
Ces photons frappent les électrons qui sont à l’intérieur des cellules photovoltaïques. C’est à cet instant précis que les électrons s’agitent, ce qui crée une tension électrique continue.

Ce fonctionnement est très simple d’un point de vue physique, mais il existe plusieurs types de cellules photovoltaïques. Voyons ensemble les 2 cellules qui sont le plus utilisées.

Les panneaux monocristallins

Comme son nom l’indique il est composé de cellules monocristallines. Qu’est-ce que ça veut dire ? Ça veut dire que la cellule est fabriquée à partir d’un seul cristal de silicium (le silicium c’est la matériau semi-conducteur dont je vous ai parlé).

Du coup la couleur de ces panneaux solaires est uniforme et proche du noir, leur rendement est quelque peu supérieur et leur prix sont plus élevés. Voyons maintenant l’opposé.

Les panneaux polycristallins

Vous l’aurez compris cette fois la cellule est composée de plusieurs cristaux de silicium. La couleur du panneau solaire est non homogène et dans les tons bleutés. Son rendement est légèrement plus faible que la cellule monocristalline mais son prix est plus abordable.

Vous connaissez donc le principe de fonctionnement et les principales caractéristiques des grandes familles de module solaire.

Fascinant n’est-ce pas ? Ça c’est pour ce qui est du photovoltaïque, les panneaux solaires permettent aussi de produire de la chaleur. Si c’est cet aspect qui vous intéresse rendez-vous un plus bas. Pour ceux qui préfèrent continuer la lecture, on avance avec les différents modes d’utilisation.

Autoconsommation partielle, totale, revente : Qu’est-ce que ça veut dire ?

Oui les panneaux solaires permettent de produire de l’énergie sous forme d’électricité et/ou de la chaleur. Maintenant il faut savoir que vous avez plusieurs possibilités pour exploiter la production de ces énergies.

Je vous propose de parler du principe d’autoconsommation photovoltaïque avant la revente.

Autoconsommer c’est l’action de consommer ce que l’on produit. Quand on parle d’énergie photovoltaïque, il faut ajouter une notion d’immédiateté car c’est une énergie non pilotable. C’est-à-dire que si vous produisez de l’électricité, celle-ci doit être utilisée au moment même où elle est créée.

Mais pourquoi parle-t-on d’autoconsommation partielle ou totale ?

L’autoconsommation partielle

Commençons avec, ce qui selon moi, est le plus économique et écologique aujourd’hui : l’autoconsommation partielle. 

Vous l’avez compris il s’agit de consommer l’énergie dès qu’elle est créée. Or il n’est pas toujours possible d’utiliser toute l’énergie d’une installation solaire en direct.

Vos capteurs vont produire en journée, grâce à la lumière du jour (pour le moment ça ne fonctionne pas encore de nuit). Ce qui induit fatalement que vous devez faire tourner tous vos appareils électriques en journée. 

J’imagine que vous n’êtes pas chez vous 24h sur 24, c’est là qu’intervient l’autoconsommation partielle.

Le but du jeu est d’utiliser le maximum d’énergie solaire et de revendre le surplus (à 0,1€ le kWh) qui n’a pas pu être consommé. Vous voyez les deux avantages qui se profilent ici ?

• Moins de consommation électrique chez votre fournisseur (donc une facture allégée)
• Un revenu supplémentaire grâce à la revente du surplus (et le partage d’une énergie décarbonnée pour les utilisateurs du réseau)
  C’est pour ça que c’est ma solution préférée. 

Je vous laisse vous faire votre propre avis en continuant avec l’autoconsommation totale.

L’autoconsommation totale

Vous l’avez sûrement déjà compris, à l’inverse d’une utilisation partielle ici il s’agit de consommer toute l’énergie produite.

Mais alors comment faire puisque l’on a vu que c’était plutôt compliqué ? 

Eh bien si vous avez des moyens d’investissements un peu plus élevés, tout devient plus simple. Je m’explique.

La première solution réside dans le progrès technique : la domotique. 

La domotique c’est un système de pilotage intelligent, avec une telle organisation vous pouvez allumer vos appareils électroménagers à distance. Vos appareils peuvent aussi se déclencher en fonction de la puissance produite à un moment précis par votre installation photovoltaïque.

Ce qui veut dire qu’à 14h lorsque le soleil brille fort et que vos panneaux produisent, vous pouvez lancer :

• le lave vaisselle
• la machine à laver
• le sèche linge

Du coup toute la consommation énergétique est assurée par l’énergie solaire. Plutôt astucieux. Les plus sceptiques d’entre nous se disent peut-être que ça ne suffit pas à atteindre une autoconsommation à 100% ? C’est vrai.

Du coup la deuxième solution c’est le stockage. 

Il existe beaucoup de modes de stockage pour l’énergie solaire, des solutions ont même été trouvées pour la production de chaleur (mais ça, c’est encore un autre sujet ne nous égarons pas).

Pour faire simple, une batterie solaire peut-être installée en même temps que vos panneaux et que votre onduleur. Celle-ci récupère l’énergie qui n’a pas été utilisée dans la journée, la stocke et la délivre quand vous en avez besoin. 

Ce qui veut dire qu’avec des batteries solaires, vous pouvez utiliser l’énergie de vos panneaux photovoltaïques même la nuit.

Cette solution fait encore débat, pour cause le prix de l’équipement trop élevé et les composants pas encore très écologiques. 

Ceci-dit, beaucoup de progrès ont été fait sur les deux aspects, si vous maîtrisez bien le sujet de la batterie solaire vous pouvez donner votre opinion dans les commentaires. Ce serait très instructif pour tout le monde de lire différents points de vue.

Ce mode de consommation doit être plus clair pour vous à présent, voyons ce qu’il en est de la revente d’électricité.

La revente d’électricité

Ce n’est pas bien compliqué à deviner, dans ce schéma l’électricité produite est vendue. À qui ? À EDF en très grande majorité, mais aussi à des ELD (entreprise locale de distribution)  qui proposent des alternatives (vraiment) “vertes”. 

D’ailleurs petit aparté à ce sujet, vous pouvez faire le choix d’un fournisseur d’énergie décarbonnée, comme Enercoop par exemple. Il ne vous facture que les kWh verts.

Alors qu’est-ce qui change d’un acheteur à l’autre ? Le tarif de rachat. Aujourd’hui la grille tarifaire n’est plus très encourageante pour les producteurs, je vous laisse jeter un oeil au prix pratiqués par EDF :

C’est pour ça que comme je vous disais plus haut, je préfère l’autoconsommation à la revente :

• Les producteurs ne sont pas assez rémunérés
• Le prix de l’électricité augmente, donc autant devenir plus indépendant du réseau
• Les aides de l’État accordées pour la revente vont encore diminuer.

À choisir, il est plus sage de se protéger de la hausse des prix et de devenir le producteur de sa propre énergie, en plus d’être décarbonée elle est aussi gratuite (une fois le coût de l’installation remboursé). 

Pour ce qui est de l’exploitation de la ressource, on est maintenant bien informé. Comme je l’ai déjà suggéré, la ressource n’est pas seulement électrique, intéressons-nous à la production de chaleur.

Chauffe-eau solaire : L’alliance du panneau solaire et de l’eau chaude sanitaire

Alors avant toutes choses, il existe différentes solutions pour chauffer son eau grâce au solaire. En fait c’est possible avec des panneaux photovoltaïques, mais quand on parle de “chauffe-eau solaire” c’est un système différent qui y est associé.

Le chauffe-eau solaire, à proprement parler, c’est une installation composée de panneaux solaires thermiques et d’un ballon de stockage.

Je vous explique brièvement le fonctionnement : Le panneau solaire thermique est composé de tubes qui sont remplis de fluide caloporteur. C’est un liquide qui emmagasine les calories présentes dans les rayons UV du soleil et qui les transmet au ballon.

À l’intérieur du ballon un échangeur thermique, transmet à son tour, la chaleur à l’eau sanitaire. Ce qui vous donne donc de l’eau chauffée par l’énergie solaire.

Bon, bien-sûr ce système ne permet pas d’atteindre des températures très élevées. C’est ce qu’on appelle une solution d’appoint. L’eau est déjà tiède, donc l’énergie nécessaire pour la faire monter en température est beaucoup moins importante. 

Autant vous prévenir tout de suite, ne comptez pas sur le chauffage solaire pour passer l’hiver. C’est une solution qui fonctionne bien l’été mais qui n’apporte pas beaucoup de chaleur l’hiver.

Par contre ce qui est pratique avec les capteurs thermiques c’est qu’ils permettent aussi de chauffer une habitation. Voyons comment.

Le chauffage solaire : Une solution écologique et efficace ?

On a déjà vu le fonctionnement du chauffe-eau solaire, vous allez voir que c’est plus ou moins la même chose.

L’installation est toujours composée de panneaux solaires thermiques. Cette fois-ci, au lieu d’être dans un ballon, l’eau chaude circule dans les radiateurs ou dans un plancher chauffant. C’est aussi simple que ça, enfin pour ce qui est du capteur thermique.

Il existe une autre  façon de se chauffer grâce au soleil. Le chauffage solaire à récupération d’air chaud. Son nom est déjà très évocateur.

Le système est simple, des panneaux solaires (qui sont en fait de simples récupérateurs) captent la chaleur émise par le soleil la transmettent à l’air circulant dans un réseau ventilé sous ces panneaux. L’air chaud est ensuite aspiré par une ventilation et redistribué à l’intérieur de votre logement.

Avec le thermique vous avez aussi la possibilité de créer du froid. Avec le photovoltaïque aussi d’ailleurs. Je vous explique comment tout de suite.

Climatisation solaire : l’énergie solaire permet aussi de faire du froid

Les panneaux solaires permettent aussi de refroidir une habitation (en plus de faire de l’électricité et de la chaleur).

Il existe deux solutions pour faire fonctionner une climatisation solaire. Le photovoltaïque et le thermique.

Avec le photovoltaïque, il suffit d’alimenter une clim avec l’électricité solaire produite par les panneaux.

Avec le thermique, la solution la plus utilisée est celle dite “d’absorption”. Le panneau contient de l’eau mélangée à du bromure de lithium. Une fois que ce mélange est chauffé par le soleil de la vapeur se créer. Elle se condense, redevient liquide, cette réaction permet de produire du froid.

Il est donc tout à fait possible de refroidir son habitation de manière écologique

Vous avez également la solution dite hybride : des panneaux qui produisent à la fois de l’électricité et du froid. Pour ce genre de technologie les prix sont beaucoup plus élevés.

D’ailleurs en parlant de prix, c’est bien beau tout ça mais combien ça coûte une installation de panneaux solaires ? Je ne vous en dit pas plus, on aborde le sujet tout de suite.

Prix d’un panneau solaire : Combien ça coûte de faire des économies ?

Parlons peu, parlons bien.

Pour que vous puissiez vous faire une idée objective je vous partage tout de suite les prix de panneaux solaires à ne pas dépasser :

Ces prix ne concernent que les installations de panneaux photovoltaïques, c’est-à-dire, que les panneaux qui produisent de l’électricité. Ces prix prennent en compte l’installation entière (panneaux, onduleur(s), câbles, coffrets de protection, etc…) 

Si vous êtes plutôt intéressé(e) par une solution de chauffage voici les tarifs :

Avec des panneaux solaires thermiques vous pouvez compter à peu près 150€ pour 1m² à chauffer.

Pour des panneaux hybrides, c’est-à-dire qui font à la fois de l’électricité et de la chaleur, je vous laisse jeter un oeil au tableau :

Tous les prix que vous pouvez trouver ici sont associés à une puissance. Votre installation peut produire entre 1 et 9 kWc, au dessus nous ne parlons plus vraiment d’installation pour particulier.

Alors bien évidemment plus la puissance est élevée et plus le prix est conséquent. Mais c’est aussi le cas pour les aides, plus vous installez de kWc plus vous êtes aidé(e) par l’État.

Quelles sont les aides pour installer des panneaux solaires ?

Rappelons l’objectif du gouvernement : Dans la consommation finale d’énergie, il fallait y trouver 23% d’énergie verte en 2020. Si j’emploie le conditionnel c’est bien parce que cet objectif n’a pas été atteint.

Même si cela concerne toutes les énergies vertes, l’État a décidé de pousser les ménages français à produire de l’énergie solaire.

C’est donc en mettant en place des aides pour installer des panneaux solaires que notre gouvernement parvient à accélérer la transition énergétique. 

Il existe beaucoup d’aides, pour ne pas trop vous brouiller l’esprit je vais revenir sur les plus importantes.

Commençons avec les aides allouées pour l’autoconsommation :

Les aides de l’État pour l’autoconsommation photovoltaïque

Comme vous pouvez le voir, il y a une colonne “somme perçue chaque année”. La prime à l’autoconsommation ne vous est pas donnée en une seule fois. Le montant total est divisé en 5 et vous est versé sur 5 ans. 

Le calcul est simple, le voici : 

Cette subvention est cumulable avec la revente de surplus. Vous pouvez donc revendre l’électricité non utilisée.

Continuons avec le chauffage écologique.

Les aides pour le chauffage solaire

Lorsque vous achetez un équipement solaire il est soumis à la TVA. Pour l’installation d’un chauffage écologique il faut savoir que cette TVA est réduite, voici les différents taux :

Vous pouvez également accéder à l’emprunt à taux zéro qui n’est disponible que si vos panneaux solaires alimente un système de chauffage.

Des aides pour les kits de panneau solaire ?

Voilà pour ce qui est du minimum à savoir. En fonction de vos revenus, de votre région vous pouvez bénéficier de financements divers. Si vous voulez aller plus loin, je vous invite à lire mon contenu sur les aides pour panneaux solaires.

Attention, pour être éligible aux aides de l’État il ne faut pas confier votre installation de panneaux solaires à n’importe qui. C’est le point que nous abordons maintenant.

Comment choisir un installateur de panneaux solaires ?

N’est pas électricien photovoltaïque qui veut. Ce métier demande une maîtrise parfaite de l’électricité verte, mais aussi du matériel photovoltaïque.

Donc pour être sûr que la personne qui vient vous installer vos panneaux est compétente voici ce à quoi il faut faire attention :

• Il possède des certifications
• Il a un minimum d’expérience dans le domaine (5 ans c’est déjà bien)
• Il a de bon avis sur internet (ou du moins la société a de bons avis)

Je voudrais approfondir le premier point. Sachez que sans certification vous ne pourrez pas prétendre aux subventions de l’État. Sans subvention votre projet va coûter plus cher et sera donc plus long à rentabiliser.

Vous ne voulez pas de ça ? Alors il faut que votre technicien soit certifié RGE.

La qualification RGE a été mise en place par l’État et demande à chaque participant de réaliser une formation de 3 jours. Elle reconnaît ensuite l’artisan comme étant garant de l’environnement.

Il existe plusieurs certifications, pour le photovoltaïque il faut être Quali’pv, pour le thermique il faut être Quali’sol. Si vous voulez regarder ça de plus près, vous pouvez vous rendre sur le site Qualit’EnR.

Comment se déroule l’installation d’un système solaire ?

Vous vous en doutez, installer des panneaux solaires ce n’est pas anodin, il faut que le projet soit mûrement réfléchi et bien réalisé.

Ce qui induit qu’il faut respecter plusieurs étapes, les voici :

1. L’étude de projet

Dans cette première phase, il faut étudier vos besoins en énergie. Cela se fait notamment grâce aux montants de vos dernières factures d’électricité, ou de chauffage si vous optez pour le thermique.

Vérifiez bien le volume de kWh fourni par l’installation et non pas le prix auquel elle vous est facturée. Retenez que ce sont bien des kWh et non des euros que produit votre système solaire.

Après avoir clairement ciblé la puissance qu’il vous faut pour répondre à vos besoins et faire le maximum d’économie, il faut prévoir une visite technique.

2. La visite technique

À ce stade l’installateur vous a annoncé la puissance adéquate pour vous. Il faut maintenant savoir si vous avez assez de place pour installer tous les panneaux. Cette visite valide donc la faisabilité du projet.

3. Les démarches administratives

Avant toutes choses, il faut vérifier que vous n’habitez pas dans une zone classée. Si c’est le cas vous ne pourrez pas toujours installer vos panneaux sur le toit de votre maison (contrairement à l’installation sur toiture, sur le sol vous n’avez pas les aides de l’État). Il se peut que l’architecte des bâtiments de France refuse que vous installiez vos panneaux en toiture.

Si votre maison n’est pas située dans une zone classée aux Bâtiments de France, il faut simplement demander un accord à la mairie.

Bon, on ne va pas se le cacher, les démarches administratives en France ce n’est pas toujours une partie de plaisir. Mon conseil : passez par une entreprise qui le fait à votre place et gratuitement (comme Nouvel’R Énergie par exemple)

4. L’installation du système

La durée des travaux oscille entre 1 et 5 jours (la fourchette est plutôt grande car si vous avez du mauvais temps pendant le chantier, les techniciens ne pourront pas intervenir).

5. Le raccordement au réseau public

À moins que vous ne soyez sur un site isolé, pour revendre la totalité ou le surplus d’énergie vous devez être raccordé(e) au réseau. Là encore préférez une entreprise qui gère ça pour vous, je peux toujours cité Nouvel’R Énergie comme exemple.

6. Le passage du consuel

Pour que votre installation soit mise sous tension il faut qu’elle soit reconnue conforme. Donc une fois que tout est bien installé, un expert vient vérifier que tout est en ordre pour votre sécurité.

L’installation de panneau solaire pour maison n’a plus de secret pour vous. Je précise “pour maison” car vous pouvez installer des panneaux partout où il vous semble pertinent de le faire (sur un camping car, un bateau, une pergola…)

Produire son électricité verte ce n’est pas si compliqué finalement

Si vous en êtes arrivé(e) jusqu’ici vous devez être bien informé(e) sur les panneaux solaires et la production d’électricité verte. Pour ne pas faire l’apologie de cette énergie si fiable et avantageuse, voyons quelles autres solutions s’offrent à vous :

L’hydraulique : C’est une très bonne alternative, il faut juste que vous ayez un cours d’eau assez puissant à disposition.

L’éolien : Cela reste une énergie propre mais aujourd’hui ce n’est pas encore très accessible pour les particuliers. Notamment à cause des prix qui sont plutôt élevés.

Si on place tant d’espoir sur les panneaux solaires c’est parce qu’ils sont très fiables et de plus en plus performants. En bref c’est une énergie décarbonée, durable et accessible.

Vous l’avez vu comme moi, les prix sont relativement abordables et plus de moyens sont mis en œuvre pour nous aider à en installer.

Si je me permets de qualifier les prix comme étant abordables, c’est parce qu’ils ont nettement chuté depuis le début du photovoltaïque et l’amortissement se fait en quelques années. Je vous laisse prendre connaissance de ce graphique :

Le progrès technique permet de laisser penser que cette chute n’est pas finie.

Lorsque l’on parle de panneau solaire photovoltaïque ou thermique, il est important de traiter tous ces aspects. Sans vous parler des aides, ou des moyens d’utilisation le concept reste flou. J’espère que vous avez trouvé des réponses à vos interrogations.

Si ce n’est pas le cas vous pouvez m’en faire part. Un chat en ligne est disponible pour que l’on puisse communiquer facilement (en bas à droite de cette page). Vous pouvez aussi laisser un commentaire ou nous appeler (c’est gratuit).