Nous connaissons tous leurs atouts, mais connaissez-vous réellement le fonctionnement des panneaux solaires photovoltaïques ? Source d’économies d’énergie importantes, ils vous permettent également de réduire vos émissions de gaz à effet de serre, grâce à l’énergie solaire, qui lui permet de fonctionner. On vous explique tout dans ce guide !
Comment fonctionnent les panneaux photovoltaïques ?
Comme l’indique leur nom, les panneaux solaires photovoltaïques exploitent l’énergie solaire. Grâce à l’effet photovoltaïque, ils transforment la lumière du soleil en électricité. Il faut les différencier des panneaux solaires thermiques, qui toujours grâce aux rayons du soleil produisent de la chaleur pour produire de l’eau chaude sanitaire et/ou du chauffage pour la maison.
De quoi se compose un équipement solaire ?
Pour fournir de l’électricité à une habitation, plusieurs composants se combinent dans une installation solaire photovoltaïque, avec chacun un rôle bien particulier :
- les panneaux solaires ;
- l’onduleur central ou les micro-onduleurs ;
- le câblage électrique ;
- la batterie solaire ;
- le compteur électrique.
1/ Les panneaux solaires
Les panneaux sont la pièce maitresse de l’installation photovoltaïque. Chaque panneau est composé de nombreuses cellules photovoltaïques fabriquées principalement à partir de silicium. Lorsque la lumière solaire frappe ces cellules semi-conductrices et chargées en électrons, elle excite les électrons, créant ainsi un flux électrique. Ce flux est ensuite capturé et conduit sous forme de courant continu.
Quelle est la durée de vie d’un panneau solaire ?
La durée de vie moyenne d’un panneau solaire est de 30 ans. Toutefois, grâce aux progrès technologiques, cette durée tend à s’allonger et il n’est plus étonnant de trouver des panneaux qui peuvent désormais fonctionner jusqu’à 40 ans.
2/ L’onduleur
L’électricité brute produite par les panneaux ne peut pas être consommée par nos habitations, c’est pourquoi les cellules photovoltaïques la transmettent ensuite à un onduleur solaire qui transforme alors le courant continu en courant alternatif.
Ce courant peut ainsi être utilisé par tous vos appareils : machines, domotique et même pour la recharge de votre véhicule électrique ! Cette électricité peut aussi être réinjectée dans le réseau électrique en cas de revente de votre production.
On retrouve deux types d’équipements :
- l’onduleur central ;
- les micro-onduleurs.
L’onduleur central est un dispositif unique qui convertit l’ensemble du courant produit par les panneaux solaires. Alors que les micro-onduleurs sont de petits onduleurs installés sur chaque panneau solaire qui convertissent le courant indépendamment pour chaque panneau.
Bon à savoir
Les micro-onduleurs permettent une meilleure gestion de l’ombrage ou des défaillances, améliorant l’efficacité globale de votre équipement solaire, en particulier dans les situations où les panneaux sont soumis à des conditions variables.
Ils sont aussi très intéressants pour l’extension de votre système. En cas d’évolution de votre équipement solaire, vous n’aurez pas à changer l’onduleur central.
3/ Le câblage électrique
Le câblage électrique est l’autoroute qui transporte l’électricité produite par les panneaux solaires vers l’onduleur et, finalement, vers vos appareils ménagers ou le réseau. Il doit être de haute qualité pour minimiser les pertes d’électricité, assurer la sécurité de votre installation et notamment si vous injectez l’excédent de l’électricité au réseau.
4/ La batterie (optionnelle)
Bien que non essentielle, la batterie solaire est un ajout précieux et coûteux pour ceux qui souhaitent maximiser leur indépendance énergétique. Elle stocke l’électricité excédentaire produite pendant la journée pour une utilisation nocturne ou durant les périodes de faible ensoleillement, garantissant ainsi une alimentation constante pour votre foyer. On distingue deux modèles :
- la batterie physique ;
- la batterie virtuelle.
La batterie physique est un composant tangible, souvent au lithium-ion, qui permet le stockage de l’énergie. Alors que la batterie virtuelle ne stocke pas physiquement l’électricité, mais est injectée sur le réseau en échange de crédits d’énergie. De ce fait, vous êtes crédité pour l’électricité que vous injectez dans le réseau, ce qui permettra ensuite d’avoir accès à une électricité moins chère, fonctionnant comme un système de compensation d’énergie.
5/ Le compteur électrique, Linky
Le compteur Linky est votre point de connexion avec le réseau électrique. Il mesure la quantité d’électricité que vous produisez, consommez et aussi celle que vous injectez dans le réseau.
Bon à savoir
Dans le cas d’une autoconsommation partielle avec revente du surplus, il est essentiel pour calculer vos crédits ou paiements.
Quels sont les différents types de panneaux solaires photovoltaïques ?
Pour trouver le meilleur panneau solaire, il faut avant tout faire la part entre les différents types d’installations photovoltaïques. Dans l’Hexagone, les plus répandus sont avant le panneau solaire polycristallin et le panneau solaire monocristallin :
- plus abordable en termes de coût, le panneau solaire polycristallin est reconnaissable à sa couleur bleue : il est composé de cellules elles-mêmes faites de plusieurs cristaux de silicium. Son rendement global se situe entre 14 et 18 % ;
- à l’inverse, le monocristallin est noir, et ses cellules sont composées d’un unique cristal de silicium. Plus cher, il est aussi beaucoup plus rentable et offre un rendement supérieur compris entre 16 et 24 %.
Quelles sont les dernières innovations en photovoltaïque ?
Les panneaux solaires monocristallins et polycristallins ne sont pas les uniques types de panneaux solaires. En effet, les innovations en matière de photovoltaïque ne cessent d’émerger, telles que la tuile solaire ou le panneau solaire bifacial, qui proposent un encore plus grand rendement.
Il existe également un panneau solaire hybride, qui permet à la fois :
- de produire de l’électricité ;
- et de produire de la chaleur pour l’eau sanitaire et le chauffage.
Comment installer un panneau solaire ?
Préparer son projet : est-il rentable ?
Avant de vous lancer dans une installation solaire photovoltaïque, il est important d’estimer la rentabilité de votre projet. Pour ce faire, plusieurs critères, liés à votre toiture et à votre région, sont à prendre en considération :
- l’orientation de votre toiture (le plus au sud possible) ;
- l’inclinaison de votre toit (idéalement de 30° à 35°) ;
- les zones d’ombrage présentes sur votre toiture ;
- le taux d’ensoleillement de votre région ;
- votre consommation annuelle d’électricité.
Tous ces critères combinés vous permettront de déterminer le nombre de panneaux solaires nécessaires à votre situation, ainsi que la puissance de votre installation solaire.
À qui faire appel pour l’installation d’un panneau solaire ?
Pour pouvoir installer vos panneaux solaires en toute tranquillité, il vous est recommandé de faire appel à un artisan certifié RGE (Reconnu Garant de l’Environnement) : cette certification est un gage de sérieux et de qualité, et vous permettra de prétendre à certaines aides financières.
Il existe également la certification QualiPV, qui vient compléter la qualification RGE : cela vous assure doublement de la qualité de votre professionnel !
Pour bien choisir ce dernier, prenez le temps de faire plusieurs devis afin de profiter de conseils avisés et de trouver le meilleur rapport qualité/prix.
Quel est le prix d’une installation solaire photovoltaïque ?
Environ 8 500 € pour une installation photovoltaïque de 3 kWc
Investir dans des panneaux solaires photovoltaïques représente un coût, qui varie selon plusieurs critères :
- le type de panneaux solaires choisi ;
- le coût de la main-d’œuvre ;
- et la puissance de votre installation (plus, elle est élevée, et plus votre investissement sera conséquent).
En règle générale, le prix moyen d’une installation de 3 kWc est compris entre 8 500 et 10 500 €. Bien que cela représente un investissement de départ conséquent, ce dernier est généralement rapidement amorti sur le long terme, entre 8 et 12 ans grâce aux économies d’énergie réalisées.
Réduisez le coût initial grâce aux aides de l’État
De plus, de nombreuses aides financières sont proposées par les pouvoirs publics et les collectivités, telles que :
- un taux de TVA réduit à 10 % sur le matériel et la main-d’œuvre ;
- la prime à l’autoconsommation ;
- l’Obligation d’Achat (OA).
Ces aides sont cumulables et soumises à des critères d’éligibilité : prenez le temps de vous renseigner, afin de pouvoir financer vos panneaux solaires sereinement !
Pensez aussi à vous renseigner auprès de vos collectivités locales, qui parfois peuvent prévoir des aides locales pour l’installation de panneaux solaires photovoltaïques. En revanche, ces incitations ne sont souvent pas cumulables avec les aides gouvernementales.
Est-il plus intéressant de revendre ou de consommer sa production ?
L’autoconsommation totale
Avec cette option, vous utilisez toute l’électricité que vous produisez pour vos besoins personnels. Ce qui offre une réduction substantielle sur vos factures d’électricité et vous permet d’atteindre l’indépendance énergétique.
En revanche, il est nécessaire d’opter pour une batterie solaire pour stocker l’énergie excédentaire, sinon le surplus sera gaspillé.
L’autoconsommation totale s’avère intéressante pour les habitations situées en site isolé qui n’ont pas accès au réseau. Le prix d’un équipement de stockage solaire étant relativement élevé et détenant une durée de vie assez faible, ce mode de consommation est généralement peu recommandé.
L’autoconsommation partielle avec vente du surplus
L’autoconsommation partielle avec vente du surplus, consiste à consommer une partie de l’électricité produite et vendre l’excédent produit au réseau (EDF OA).
Ce mode de consommation est le plus courant chez les particuliers en France, puisqu’il donne accès à la prime à l’autoconsommation et vous fait bénéficier d’un revenu supplémentaire pour le surplus d’énergie non utilisé.
| Puissance (kWc) | Tarif vente du surplus EDF OA |
|---|---|
| ≤ 3 kWc | 0,1269 €/kWh |
| > 3 et ≤ 9 kWc | 0,1269 €/kWh |
| > 9 et ≤ 36 kWc | 0,0761 €/kWh |
| > 36 et ≤ 100 kWc | 0,0761 €/kWh |
La vente totale
Vous pouvez aussi vendre l’intégralité de votre production. Cette configuration est notamment intéressante pour les propriétaires qui disposent d’un logement locatif ou d’une maison de vacances. Ainsi, vous pouvez générer un revenu constant avec la vente d’électricité en exploitant la toiture de vos résidences.
| Puissance | Tarifs d’achat EDF OA Vente totale |
|---|---|
| ≤ 3 kWc | 0,1031 €/kWh |
| > 3 et ≤ 9 kWc | 0,0876 €/kWh |
| > 9 et ≤ 36 kWc | 0,1302 €/kWh |
| > 36 et ≤ 100 kWc | 0,1132 €/kWh |
Quels sont les avantages des panneaux solaires ?
Consommer une énergie renouvelable
Les avantages du panneau solaire sont nombreux. Vous l’aurez compris, grâce à son fonctionnement, le panneau solaire permet avant tout de consommer une énergie renouvelable : en effet, l’énergie solaire est une énergie verte, qui ne pollue pas.
En installant des panneaux solaires, vous vous assurez ainsi de réduire l’empreinte carbone de votre logement, et ainsi de le valoriser sur le marché de l’immobilier.
De plus, jusqu’à 90 % de la structure d’un panneau solaire est recyclable, ce qui permet de limiter davantage la pollution liée à notre consommation d’électricité. Les fabricants de panneaux solaires cherchent aujourd’hui à pouvoir recycler les modules photovoltaïques à 100 %. De plus, des points de récolte existent à travers toute la France !
Réaliser des économies d’énergie
Autre atout du panneau solaire, il vous permet de réaliser d’importantes économies d’énergie : en effet, en optant pour une installation photovoltaïque, vous devenez votre propre producteur d’électricité. Vous avez l’opportunité de réduire jusqu’à 40 % votre facture d’électricité.
Installer un panneau solaire chez-vous vous permet ainsi de gagner en indépendance par rapport au marché de l’énergie, grâce à l’autoconsommation partielle ou totale.
FAQ : Vos questions sur le fonctionnement d’un panneau solaire
Quel est le fonctionnement d’un panneau solaire ?
Le fonctionnement d’un panneau solaire dépend avant tout de l’énergie solaire, captée par les cellules photovoltaïques de votre installation, et transformée en courant continu.
Un onduleur solaire permet ensuite de transformer ce dernier en courant alternatif, et ainsi d’approvisionner votre maison en électricité renouvelable.
Les panneaux solaires fonctionnent-ils lorsqu’il y a des nuages ?
Oui, les panneaux solaires photovoltaïques restent opérationnels même par temps nuageux. Ils génèrent de l’électricité en captant la lumière solaire directe, indirecte et réfléchie.
Ainsi, même si les nuages réduisent l’intensité du rayonnement solaire, vos panneaux solaires continueront à produire de l’électricité, bien que leur rendement soit moindre.
Quelle est la différence entre l’installation photovoltaïque et thermique ?
Bien que tous deux fonctionnent grâce à l’énergie solaire, ces deux installations ne produisent pas la même ressource énergétique. En effet, l’installation solaire photovoltaïque vient convertir les rayons du soleil en électricité, alors que l’équipement thermique produit de la chaleur, ensuite destinée à chauffer de l’eau sanitaire ou le chauffage d’une maison.
