Comprendre le photovoltaïque

Les panneaux solaires photovoltaïques permettent de transformer l’énergie du soleil en électricité. Ils se distinguent des panneaux solaires thermiques qui transforment l’énergie solaire en chaleur et sont également utilisés pour chauffer l’eau des logements.

Le photovoltaïque est une énergie renouvelable qu’il est important de développer. Il possède un double avantage : écologique, car il contribue à la transition énergétique et économique dans la mesure où un parc photovoltaïque permet de générer des rentes.  

Découvrez tout ce qu’il y a à savoir sur les panneaux solaires et initiez dès à présent votre projet photovoltaïque !

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Panneaux solaires : comment ça marche ?

Les différents types de panneaux solaires  

Les panneaux solaires transforment le rayonnement solaire en énergie électrique. On distingue généralement les panneaux solaires thermiques, pour chauffer un logement et les panneaux photovoltaïques, pour produire de l’électricité.

Les panneaux solaires thermiques

Les panneaux solaires thermiques puisent l’énergie du soleil pour la convertir en chaleur. Cette dernière permet de chauffer l’eau chaude sanitaire pour alimenter un logement. Généralement destiné à l’autoconsommation, ce type de panneau solaire est cependant limité à de petites surfaces de toiture.

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Les panneaux solaires photovoltaïques

Les panneaux solaires photovoltaïques sont un ensemble de cellules transformant la lumière du soleil en courant électrique continu. Plusieurs cellules sont rejointes entre elles pour former un module photovoltaïque. Le module est relié à différents composants électriques comme un onduleur ou un boîtier de raccordement. Le tout forme un système photovoltaïque, avec une durée de vie allant de 20 à 30 ans. Aujourd’hui la performance maximale d’un panneau solaire photovoltaïque est de l’ordre de 22%.

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Les composants d’un panneaux solaire photovoltaïques

Différentes technologies existent pour constituer les cellules photovoltaïques :

• Le silicium cristallin correspond à l’ancienne génération de photovoltaïque. Ce sont des cellules faites en plaques de silicium, un élément extrait du quartz ou du sable. Les cellules en silicium cristallin ont une durée de vie de l’ordre de 25 à 30 ans ;
• Les couches minces correspondent au photovoltaïque de deuxième génération : elles sont obtenues à partir de couches fines de matériaux photosensibles et semi conducteurs. Différents matériaux sont utilisés : le plus généralement, du silicium amorphe, mais d’autres versions intègrent des terres rares, comme le sélénium, le gallium ou l’indium ;
• Les cellules organiques et les cellules à concentration CPV sont des modules encore en stade de développement, mais qui portent la promesse d’être souples et moins chères ;
• D’autres projets sont en développement, pour rendre les panneaux solaires plus performants, avec une plus grande capacité de transformation du rayonnement en énergie.

A l’heure actuelle, le silicium cristallin représente environ 90% du marché mondial, dont 60% de multi-cristallin. Leur rendement moyen est de 14 à 15% pour le multi cristallin et 16 à 21% pour le monocristallin. Le reste du marché mondial est occupé par 10% de panneaux à couches minces, dont le rendement est de 5 à 15%.

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Fonctionnement d’un panneau solaire photovoltaïque

La lumière du soleil émet des photons, qui viennent frapper les cellules photovoltaïques. Le déplacement des électrons dans le panneau créer un courant continu. Ce courant continu (DC) est transformé en courant alternatif (AC) par un onduleur placé à proximité des panneaux. Le courant alternatif pourra ainsi être injecté dans le réseau national d’électricité.

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Quels sont les avantages des panneaux solaires ?

On trouve de très nombreux avantages à installer des panneaux solaires chez soi ou sur un terrain :

• Vous contribuez au développement des énergies vertes en France ;
• Vous êtes acteur de la transition énergétique ;
• Vous produisez de l’énergie verte et durable ;
• Vous faites des économies d’énergie (en moyenne 20% si autoconsommation) ;
• Vous gardez le contrôle de votre consommation d’électricité ;
• Vous obtenez un gain financier régulier si vous vendez le surplus ou la consommation totale ;
• Vous rentabilisez un terrain difficilement exploitable autrement si vous y installez un parc solaire.

Les panneaux solaires ont de nombreux avantages et participent à construire l’autosuffisance énergétique en diversifiant le mix énergétique français.

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Quels sont les inconvénients des panneaux solaires ?

Les anciens modèles de panneaux solaires, thermiques ou photovoltaïques, n’étaient pas suffisamment performants pour que l’électricité produite soit rentable par rapport au coût investi. Aujourd’hui, ce n’est plus le cas, car grâce à l’utilisation d’autres matériaux et technologies, les panneaux solaires sont beaucoup plus performants et moins chers à produire. De fait, le coût de l’électricité solaire a baissé de 82% depuis 2010.

On peut aussi critiquer la présence de métaux rares dans les panneaux : ce n’est plus le cas aujourd’hui. En effet ces matériaux sont présents en quantité relativement limitée dans le monde et leur extraction crée de la pollution. Heureusement aujourd’hui, 96% des panneaux solaires sont composés de silicium, fabriqué à partir de sable et présent en quantité suffisante dans le monde.  

Vos panneaux peuvent avoir des problèmes de production intermittente et une baisse de rendement au cours du temps. Ces déconvenues sont généralement  limitées par un bon entretien.

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Est-ce que les panneaux fonctionnent dans le nord de la France ?

Les panneaux solaires sont victimes d’idées reçues qui ont la dent dure : on dit qu’ installer des panneaux photovoltaïques dans une région peu ensoleillée n’est pas rentable. S’il est préférable que les panneaux soient installés dans un lieu avec un minimum d’ensoleillement, cette technologie ne fonctionne pas seulement dans le sud de la France et d’autres régions du Nord et de l’Est sont tout aussi adaptées aux panneaux solaires. Ainsi, un des plus grands parcs solaires d’Europe en (128,5 MW) s’apprête à être construit dans le Sud de la Suède à Svedberga… par European Energy, un développeur danois !

En outre, pour les panneaux photovoltaïques, qui produisent l’électricité à partir des rayons du soleil, il y a un risque de baisse de production en cas de canicule. Il faut donc faire attention à la bonne ventilation des capteurs sur les panneaux lors des canicules.

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Réaliser un projet photovoltaïque

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Les différents types de projets photovoltaïques

De plus en plus de projets photovoltaïque voient le jour depuis 2020, avec un boom des installations de panneaux solaires de plus de 60% pendant l’année 2021.

Aujourd’hui, faire un projet solaire de grande ou petite taille est à la fois intéressant d’un point de vue économique et bénéfique pour l’environnement et l’autonomie énergétique française. A l’échelle des individus ou des territoires, cela permet de varier les sources de production d’électricité.

Il existe trois types de projet de production d’électricité à partir de panneaux solaires, en fonction du type de rendement attendu :

• Les projets pour autoconsommation totale. Généralement avec des panneaux thermiques, mais également avec des panneaux photovoltaïques pour produire non pas la chaleur de chauffage, mais de l’électricité pour une consommation sur place ;
• Les projets pour vente de surplus. Pour vendre le surplus d’une production photovoltaïque, le raccordement au réseau de l’électricité et les autorisations qui vont avec sont indispensables. Les tarifs de rachat du surplus d’électricité sont fixés au moment de la signature du contrat ;
• Les projets de vente totale sont le moyen de construire un projet solaire autofinancé qui vous rapporte des rentes en plus et géré par des experts en photovoltaïque.

Le saviez-vous ? Les projets d’installation de panneaux solaires agricoles sont soutenus par le gouvernement français, au moyen de nombreuses aides comme la prime à l’autoconsommation, le système d’obligation d’achat, des exonérations d’impôts et un taux de TVA réduit. Pour en savoir plus vous pouvez vous rendre sur le site du gouvernement.

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Quelles réglementations pour un projet photovoltaïque ?

Il existe plusieurs réglementations avant d’installer un projet photovoltaïque. En soi, ces réglementations sont surtout là pour être en accord avec l’environnement socio-économique du terrain du projet et bien définir le cadre légal du projet :

• Réglementation liée à l’environnement : d’après la page ecologie.gouv sur le solaire, les installations au sol de puissance de plus de 250 kWc doivent faire l’objet d’une étude d’impact environnementale, ainsi que d’une enquête publique au moment de la procédure de permis de construire ;
• Réglementation liée à l’urbanisme : à ce titre il faut une déclaration préalable à un permis de construire selon le cas. Une étude de faisabilité permet également de déclarer si le projet est conforme aux différents règlements d’urbanisme ;
• Réglementation liée à l’électricité : si les panneaux photovoltaïques ont une puissance de plus de 50 MW, il faudra avoir une autorisation d’exploiter.

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Quel est le coût d’un projet solaire ?

Le coût d’un projet photovoltaïque comprend  des coûts supplémentaires incompressibles en plus des matériaux comme les investissements liés à l’installation, les frais de raccordement, etc. Plus l’installation est importante, plus le coût par puissance est faible. On mesure la rentabilité d’un projet photovoltaïque en puissance crête plutôt qu’en fonction de la superficie des panneaux solaires.

Sur le devis, on peut voir le système de montage, les modules photovoltaïques, les liaisons électriques, les dispositifs de protection et les frais de chantier. Le prix d’une installation photovoltaïque se situe entre 600€/kWc pour les plus grandes installations à  plus de 2000 €/kWc pour les plus petites.

Un projet de ferme solaire de 100 kWc coûte au total et en moyenne 90 000 euros. Cependant, ce prix augmente en fonction des installations ou matériaux spécifiques qui peuvent être ajoutés au projet, notamment les frais de raccordement.

Pour plus d’informations sur la construction des fermes solaires, rendez-vous sur notre dossier dédié !

Le coût de raccordement correspond à 10 à 25% du coût total de l’investissement. Le coût des études techniques et des frais de chantier, d’assurance et d’aide juridique doivent être également pris en compte.

Si les projets photovoltaïques ont la cote, et à juste titre car il s’agit d’installations vertueuses, il vaut mieux être prudent et se renseigner au préalable : les arnaques, hélas, existent !

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Les panneaux solaires sont-ils durables ?

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Quel entretien pour mes panneaux solaires ?

Les panneaux solaires thermiques nécessitent peu d’entretien. Au plus, vérifier qu’une ombre ne fait pas baisser le rendement de votre panneau. Ils peuvent cependant être salis par les fientes d’oiseau, le sable ou les poussières de pollution. Pour les nettoyer, il suffit d’utiliser un seau d’eau tiède peu calcaire et un chiffon doux, pour éviter de rayer ou d’abîmer les panneaux. Les entrées d’air de l’onduleur doivent également être dépoussiérées régulièrement, surtout après les épisodes de vent.

Pour les panneaux photovoltaïques, les exploitants du parc se chargent de l’entretien régulier. Si vous avez fait votre projet photovoltaïque seul,  il peut être nécessaire de faire appel à un professionnel. Un entretien régulier de vos panneaux leur garantira une durée de vie plus longue et évitera des détériorations qui peuvent affecter sa productivité.  

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Quelle est la durée de vie d’un panneau solaire ?

Le rendement d’un panneau solaire décline pour atteindre en moyenne 80% de sa puissance initiale après 20 ans. La durée de vie des panneaux photovoltaÏque a été augmentée avec la recherche et le développement des dernières années. La garantie constructeur des panneaux solaires propose des garanties de matériel et rendement entre 10 et 20 ans.

Un onduleur a généralement une garantie de 5 ans, contre 20 ans pour le micro-onduleur. Ce dernier est plus onéreux à l’achat, mais sa durée de vie est plus longue. Il existe également des possibilités d’extension de la garantie pour les onduleurs simples.

Néanmoins aujourd’hui, d’après une étude commandée par le Département de l’Énergie des États-Unis, la majorité des panneaux solaires afficheraient toujours 80 % de production au bout de 30 ans. Une évolution positive qui témoigne donc que la baisse des coûts

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Recyclage et environnement des panneaux solaires

Le recyclage des panneaux solaires est bien organisé en France métropolitaine et ultramarine, par un éco-organisme agréé par le gouvernement : Soren. Les différents composants d’un panneaux solaire, verre, aluminium, cuivre étamé, cuivre et silicium, sont traités. Les métaux sont envoyés chez des affineurs de métaux pour être refondus et réutilisés.