Panneaux photovoltaïques: l'essentiel à connaître
Obtenir son électricité gratuitement grâce à l'énergie du soleil
Se tourner vers l’énergie solaire pour produire son électricité.
L’électricité solaire, tout le monde en parle. De plus en plus de personnes veulent apporter leur contribution à la transition énergétique tout en réduisant leur dépendance aux grands fournisseurs d’électricité.
Hausse des prix de l’électricité, changement climatique, pollution de l’environnement : les consommateurs comptent de plus en plus sur des sources d’énergie propres et écologiquement durables comme le soleil pour produire de l’électricité.
Les systèmes photovoltaïques d’aujourd’hui sont encore plus performants que ceux d’il y a 20 ans. À la mi-2022, environ 2,2 millions de centrales solaires d’une puissance totale de 58,4 gigawatts crêtes ont généré environ 10% de l’électricité produite en Allemagne.
En France, la production d'électricité d'origine solaire photovoltaïque s'est élève à 3,2 TWh au cours du premier trimestre 2022, soit une hausse de 31% par rapport à la même période en 2021.
La production d’électricité d’origine solaire photovoltaïque représente 2,2 % de la consommation électrique française.*
*données : Tableau de bord du solaire photovoltaïque au premier trimestre 2022
Produire son électricité à la maison grâce au photovoltaïque
Malgré un léger ralentissement en milieu d’année, les experts s’attendent à ce que l’expansion reprenne de manière significative au cours des deux prochaines décennies, en particulier dans le domaine des systèmes photovoltaïques en application résidentielle.
Les panneaux solaires ou panneaux solaires photovoltaïques, sont au cœur des systèmes photovoltaïques. Ils contiennent des cellules solaires connectées en parallèle ou en série qui convertissent le rayonnement solaire en énergie électrique – votre énergie solaire.
Pour les applications résidentielles et dans les petites entreprises, les modules solaires sont généralement montés sur le toit du bâtiment. Les performances du système photovoltaïque dépendent de nombreux facteurs tels que le nombre de modules, le type de module et les performances, la pente du toit ou le rayonnement solaire.
Qu'est-ce qu'un panneau solaire photovoltaïque?
Un panneau photovoltaïque est un équipement conçu pour produire de l’électricité à partir de l’énergie solaire. Ce dernier est composé de cellules photovoltaïques qui peuvent capter les rayons du soleil pour les convertir en énergie électrique. Ces cellules, constituées de différentes couches conductrices de semi-conducteurs, convertissent l’énergie du rayonnement solaire en courant continu. Une seule cellule solaire génère peu d’électricité, ce n’est qu’en interconnectant un grand nombre de cellules en modules et des modules à un système que l’on obtient des rendements électriques optimaux.
Pour que l’énergie solaire puisse être utilisée par les appareils du ménage, elle doit être convertie en courant alternatif. C’est la tâche de l’onduleur. Ce dernier est connecté au panneau et transforme l’énergie continue en une énergie alternative. L’électricité solaire alors auto-générée peut être utilisée directement dans votre propre ménage. Elle peut être aussi injectée dans le réseau électrique public moyennant des frais de rachat. Si le surplus d’électricité solaire produite doit être utilisé à un autre moment, par exemple la nuit ou par mauvais temps, le système doit être complété par un système de stockage d’électricité.
Comment les panneaux solaires sont-ils construits ?
Comment les panneaux solaires sont-ils construits ?
Dans les modules solaires, plusieurs cellules solaires sont connectées en série ou en parallèle. Ceux-ci sont protégés par une vitre en verre trempé représentant la couche supérieure du module ainsi que par un film sous-jacent.
Les rayons du soleil pénètrent dans les deux couches transparentes, puis frappent les cellules solaires, qui convertissent le rayonnement UV en courant électrique.
À l’arrière, selon le type de module, les cellules sont protégées par un film (modules verre-film) ou une autre vitre (modules bi-verre).
Panneaux solaires : pour quelle utilisation ?
Les panneaux solaires ont été développés pour alimenter les satellites lors des voyages spatiaux dès la fin des années 1950. Ce n’est qu’avec la crise pétrolière des années 1970, que la fabrication des panneaux s’est vue modifié pour répondre à des besoins quotidiens. Par exemple, des appareils électriques tels que des calculatrices ou des montres-bracelets contenant des cellules solaires ont été développés et des cellules solaires ont été utilisées dans les systèmes de signalisation ou les machines de stationnement. En parallèle, la construction de systèmes photovoltaïques à grande échelle pour l’approvisionnement en énergie est apparue. Pour les parcs solaires à grande échelle, des modules à couche mince bon marché ont été et sont principalement utilisés.
L’idée d’un approvisionnement énergétique décentralisé, dans lequel chaque maison est équipée de son propre système photovoltaïque, est apparue dans les années 1980. De nos jours, les modules solaires sont construits et utilisés dans le monde entier. Le photovoltaïque s’est imposé comme un pilier d’un approvisionnement énergétique durable et économe en ressources.
L’énergie solaire produite sur les toits peut être utilisée totalement ou partiellement dans les appareils du foyer en autoconsommation, réinjectée au réseau, ou bien encore stockée et utilisée ultérieurement grâce aux batteries de stockage d’énergie.
Quels sont les types de panneaux photovoltaïques ?
Modules monocristallins, polycristallins ou à couche mince ?
Il existe différents types de cellules de panneaux photovoltaïques. On retrouve les cellules monocristallines et polycristallines. La différence entre ces cellules réside dans la production. Les cellules monocristallines sont composées de silicium cultivé de manière élaborée et les cellules polycristallines sont composées de silicium chauffé et coulé en forme.
Les cellules monocristallines sont plus durables du point de vue du cycle de vie et moins chères que les modules polycristallins. Cependant, les modules polycristallins ont une production d’énergie plus faible.
On retrouve également les cellules à couche mince, le silicium qu’elles contiennent produit un gaz lors de sa transformation qui est projeté sur une feuille de verre. Ces cellules ont le rendement le plus faible.
| Types de cellules | Efficacité du secteur* | Efficacité Solarwatt |
| Cellules à couche mince | 12 % | Pas disponible |
| Cellules polycristallines | 15 - 20 % | Pas disponible |
| Cellules monocristallines | 20 - 22 % | 20,2 - 20,6 %1 21,4 - 21,8 %2 |
*Source : www.photovoltaik.org, 1 = 1 cellules standard, 2 = cellules PERC
Module bi-verre ou verre-film ?
En plus des performances et du rendement, la résistance mécanique et la protection contre les influences environnementales et météorologiques jouent un rôle important dans les modules solaires. Les modules bi-verre sont extrêmement robustes contre les agressions extérieures et très durables. Ils ont également une garantie de rendement très élevée. Cela signifie que leur capacité de production et de performance vous permet de « récolter » des quantités plus élevées d’énergie solaire.
Panneaux solaires bi-verre
Panneaux solaires bi-verre
Les modules bi-verre de Solarwatt sont puissants, durables et extrêmement robustes contre les intempéries.
Quelle est la différence entre un panneau solaire et un panneau photovoltaïque ?
Panneau solaire est un terme générique qui désigne à la fois les panneaux produisant de l’électricité (photovoltaïque) et ceux produisant de la chaleur (thermique) à partir de l’énergie solaire. En d’autres termes, un panneau solaire photovoltaïque transforme la lumière du soleil en électricité, alors qu’un panneau solaire thermique transforme l’énergie solaire en chaleur.
Le fait est que l’énergie solaire thermique et le photovoltaïque n’ont pas la même finalité et sont généralement en concurrence pour la surface de toit disponible. Laquelle des deux types d’utilisation sera la plus optimale est une question qui doit être étudiée au cas par cas avec un spécialiste.
L’avantage du photovoltaïque est que l’énergie solaire générée peut être utilisée pour une grande variété d’applications (électricité, chaleur, mobilité).
Comment fonctionne un panneau solaire photovoltaïque ?
Un panneau solaire photovoltaïque utilise l’énergie du soleil pour produire de l’électricité. Il est composé :
- De silicium, un matériau semi-conducteur qui permet de générer de l’électricité à partir des rayons du soleil
- Une vitre qui protège les panneaux de l’environnement externe
- De cellules photovoltaïques assemblées pour former un module photovoltaïque
Le mécanisme de conversion de la lumière du soleil en électricité à lieu dans les cellules solaires. C’est ce qu’on appelle l’effet photoélectrique interne, découvert par le physicien Français Alexandre Edmond Becquerel en 1989. Ce dernier a mené des recherches sur des composés de sélénium et avait remarqué que certains matériaux possédaient une conductivité électrique plus élevé sous rayonnement solaire.
Aujourd’hui, les cellules solaires sont composées de silicium contaminé par des atomes étrangers (dopés) mais aussi des combinaisons de matériaux comme l’arséniure de gallium (GaAs), le tellurure de cadmium ou le disélénide cuivre-indium-gallium (CIGS). Ces matériaux partagent le même attribut : La conductivité. En effet, ce sont des semi-conducteurs c’est-à-dire qu’ils sont des isolants et conduisent l’électricité de façon limitée à température ambiante. Plus la température augmente plus la conductivité augmente.
Quels sont les avantages et inconvénients des panneaux solaires ?
Le photovoltaïque permet aux utilisateurs de produire eux-mêmes de l’électricité et ainsi de réduire leur facture chez un fournisseurs tiers. Aussi, l’utilisation de l’énergie solaire est bénéfique pour l’environnement car aucun combustible fossile n’est brulé pour produire de l’électricité.
Tous les avantages du photovoltaïque :
- L’énergie solaire est disponible gratuitement et ne coûte rien.
- Le photovoltaïque fonctionne sans émissions de CO2 et sans bruit.
- Le photovoltaïque permet un approvisionnement énergétique indépendant.
- Toute personne qui utilise le photovoltaïque répond déjà aux exigences légales futures.
- L'énergie solaire est à usage multiple : recharger sa voiture électrique, chauffer sa piscine ...
- La taille d’un système photovoltaïque s'ajuste aux besoins individuels en électricité. Des extensions ultérieures sont également généralement possibles.
- Les systèmes photovoltaïques ont une longue durée de vie de 20 ans et jusqu’à 30 ans pour les panneaux bi-verre Solarwatt.
- Les systèmes photovoltaïques nécessitent peu d’entretien.
- Des aides financières encadrées par l’Etat sont disponibles pour les porteurs de projet.
Quel est le meilleur type de panneau photovoltaïque ?
Les modules en bi-verre sont plus performants d’un point de vue de leur résistance et du rendement. En effet, le bi-verre offre une meilleure résistance grâce au laminage des deux plaques de verre trempés. Les composants du panneau sont protégés contre l’environnement et autres agressions extérieures, une longue durée de vie est ainsi garantie. Par ailleurs, le verre ne vieillit pas et est imperméable à l’humidité et l’oxygène ainsi il n’y a aucune perte de rendement dans un environnement extrême.
Les modules bi-verre Solarwatt sont développés et testés en Allemagne offrant ainsi des panneaux ayant une longue durée de vie et une meilleure qualité.
Que comprend une installation solaire photovoltaïque ?
Un panneau solaire est associé à plusieurs équipements qui forment le système photovoltaïque. Ce système produit de l’électricité à partir de l’énergie solaire. Le système photovoltaïque est composé de modules solaires dans lesquels se trouvent les cellules solaires. Ces cellules convertissent l’énergie du rayonnement solaire en courant continu.
Pour que cette énergie puisse être utilisée par les appareils du quotidien, elle doit être convertie en courant alternatif. C’est la tache de l’onduleur. Ainsi, l’énergie solaire auto-générée peut être utilisée directement dans votre propre ménage. Elle peut être également injectée dans le réseau électrique public moyennant des frais de rachat. L’énergie peut être également stockée, le système doit alors être complété par un système de stockage d’électricité.
Produire son énergie : que faut -il considérer ?
Produire son énergie : que faut -il considérer ?
Pour la construction d’un système photovoltaïque, certaines exigences structurelles doivent être prises en compte.
En effet, pour les toits plus anciens, un test statique est recommandé pour assurer la résilience de la construction. En cas de doute, une rénovation du toit doit être effectuée avant d’installer le système photovoltaïque et d’éviter des coûts plus élevés plus tard. Cela est particulièrement vrai si de l’amiante a été utilisé dans la construction de toitures : l’installation d’un système photovoltaïque sur un toit d’essai est interdite. Une exception n’est possible qu’en cas de « difficultés disproportionnées ».
Si le toit est adapté à un système photovoltaïque, plusieurs facteurs vont être pris en compte pour répondre au besoin du client. L’orientation du toit, la pente du toit ainsi que la taille et l’état de la surface du toit sont avant tout décisifs pour le rendement solaire attendu. Avec un toit ayant de nombreuses fenêtres ou lucarnes, la surface utilisable pour le photovoltaïque est réduite. En conséquence, le rendement de l’énergie solaire sera nettement inférieur à celui d’un toit sans caractéristiques spéciales.
Un système solaire doit être orienté vers le sud ou le sud-ouest afin d’obtenir un meilleur rendement d’énergie. Les systèmes sur un toit est-ouest offrent également de bons rendements. Mais pour cette deuxième option, il faut prendre en considération les coûts d’investissement qui sont légèrement plus élevés.
Une pente de toit comprise entre 20° et 30° est considérée comme idéale pour une bonne production d’énergie solaire. Sur les toits plats, les modules solaires sont donc érigés (« surélevés ») à l’aide de cadres métalliques, sur les toits en pente, les modules sont montés parallèlement à la surface du toit. En cas d’écart par rapport à l’inclinaison idéale, il peut être nécessaire d’augmenter le nombre de modules pour obtenir les mêmes performances.
Dans toutes les régions de France, le rayonnement solaire est suffisamment élevé pour faire fonctionner un système photovoltaïque de manière économique. Dans le sud de l’hexagone, les conditions sont légèrement meilleures que dans le nord, c’est-à-dire que par mètre carré de surface de toit recouvert de modules solaires, un rendement en énergie solaire plus élevé peut généralement être obtenu.
Les panneaux solaires photovoltaïques sont sensibles à l’ombre. En fonction de l’intensité de l’ombrage, partielle ou totale, il peut y avoir un impact sur le rendement d’énergie. En effet, la production d’énergie peut diminuer. Dans ce sens, il est conseillé de vérifier la surface de son toit, de prendre en considération la croissance des arbres, les plans de constructions des voisins, afin d’anticiper les problèmes d’ombres. Les panneaux solaire Solarwatt ont l’avantage de réduire considérablement la perte d’ombrage grâce à leur conception.
Pour raccorder le système photovoltaïque à l’onduleur et au réseau électrique public, des câbles doivent être posés afin de relier le toit au sol ou à la buanderie. Cela peut nécessiter d’importants travaux de construction tels que des percées à travers les plafonds. Il est donc préférable de planifier l’emplacement exact des onduleurs.
Coût et financement d’une installation photovoltaïque
De quoi dépend le prix d'une installation solaire ?
Le prix d’une installation dépend de plusieurs facteurs :
- La puissance des panneaux souhaités
- Le nombre de modules
- Le type de cellules photovoltaïques
- Les équipements supplémentaires souhaités (exemple : gestionnaire d’énergie)
D’autres facteurs peuvent modifier le coût de votre projet.
Quelles sont les primes et aides d’Etat pour le photovoltaïque ?
- Le système de « guichet ouvert » : sous réserve que le porteur de projet justifie d’une autorisation d’exploiter, il bénéficie d’un contrat d’obligation d’achat.
- Réduction d’imposition (de 60%), pour les projets inférieurs à 500 kW, concernant le raccordement de l’installation photovoltaïque au réseau national d’électricité.
- La prime de l’autoconsommation : aide accordée aux installations de panneaux solaires en autoconsommation avec vente de surplus.
Panneaux solaires et impact environnemental
Quel rôle joue le photovoltaïque dans la protection du climat ?
Comparé à toutes les autres formes de production d’énergie, le photovoltaïque est celle qui a le moins d’impact sur le climat. Contrairement à la combustion de matières premières fossiles, aucun gaz à effet de serre n’est produit. Il est vrai que la production et le transport des panneaux n’est pas neutre en CO2 et consomme des matériaux. Néanmoins, un système photovoltaïque rentabilise sa dette en CO2 en deux ans seulement.
Par ailleurs, un système photovoltaïque est peu encombrant et ne présente aucun effet négatif sur les oiseaux ou les insectes, par exemple. Généralement, les grandes installations telles que les parcs solaires sont construites sur des terres qui ne sont pas fertiles c’est-à-dire des terres inutilisables pour des fins agricoles.
Les panneaux solaires sont-t-ils recyclables ?
Aujourd’hui, grâce aux progrès techniques, les panneaux solaires sont recyclables à 94 %. Les premières générations de panneaux solaires étaient très peu recyclables. En effet, ces derniers contenaient des matières premières comme le tellurure de cadmium, complexes à traiter.
L'offre photovoltaïque Solarwatt
Depuis 29 ans, Solarwatt propose son savoir faire en matière de solutions photovoltaïques premium pour accompagner la transition écologique. Nos panneaux sont fabriqués autours de piliers solides.
Les modules solaires Solarwatt ont été spécialement conçus pour atteindre des niveaux de rendement élevés. Ultra-résistants aux intempéries, les panneaux Solarwatt ont une durée de vie très longue. Pour ces raisons, nos installations photovoltaïques sont particulièrement adaptées à une utilisation dans le secteur privé et dans les petites entreprises.
Pour assurer une tranquillité au porteur de projet, les panneaux bi-verre Solarwatt ont une garantie produit et performance de 30 ans. Ainsi qu’une assurance de protection totale de 5 ans.
Nos panneaux solaires sont développés et testés en Allemagne ; offrant ainsi aux utilisateurs des produits de haute qualité.
Solarwatt propose un système photovoltaïque complet répondant à votre besoin. Différents types et modèles de panneaux solaires sont disponibles pour satisfaire toutes les envies.
