Quel est le fonctionnement d’un panneau solaire ?
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Sommaire
Grâce à la lumière du soleil, les panneaux solaires peuvent produire de l'électricité et de la chaleur, et alimenter votre logement en énergie 100 % renouvelable ! Vous souhaitez en savoir plus sur le fonctionnement d’un panneau solaire ? Découvrez les éléments indispensables à son fonctionnement, les différents types de panneaux solaires, et tous les avantages de l'énergie solaire !
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Le principe de fonctionnement d’un panneau solaire
Les panneaux solaires peuvent produire de l'électricité ou de la chaleur pour votre logement. Les panneaux photovoltaïques sont capables de convertir l'énergie solaire en courant électrique continu, tandis que les panneaux thermiques peuvent alimenter votre chauffe-eau et réchauffer l’eau du circuit de chauffage.
Le bon fonctionnement d’un panneau solaire, ainsi que son rendement*, sont liés à l’ensoleillement, à l’emplacement et à la puissance des panneaux.
Les panneaux solaires photovoltaïques sont les plus fréquents. Plusieurs éléments les composent :
le panneau solaire : il peut être monocristallin ou polycristallin (les panneaux monocristallins ont un meilleur rendement) ;
les cellules photovoltaïques : sensibles aux photons contenus dans la lumière du soleil, elles libèrent des électrons à leur contact, ce qui permet de créer un courant électrique grâce à divers éléments ;
l’onduleur (micro-onduleurs ou onduleur central) : il permet de transformer le courant continu en courant alternatif pour alimenter vos appareils électriques ;
les câbles : ils raccordent les panneaux à votre habitation et connectent les éléments entre eux ;
la batterie solaire (optionnel) : si vous souhaitez consommer toute votre électricité (autoconsommation totale), vous devez la stocker avec une batterie pour pouvoir l’utiliser quand vous en avez besoin.
D’autres éléments sont indispensables pour le fonctionnement d’un panneau solaire, comme le boîtier de dérivation, la feuille de fond, l’encapsulant EVA et les différents vitrages !
*Le rendement énergétique désigne le rapport entre l’énergie nécessaire à un équipement pour fonctionner (l'énergie absorbée) et sa capacité à produire lui-même de l’énergie (l'énergie utile).
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Quels sont les trois types de panneaux solaires ?
Les panneaux solaires photovoltaïques
Le dispositif phovotoltaïque est le plus répandu parmi les différents types de panneaux solaires. Le panneau solaire phovoltaïque produit de l'électricité grâce à ses cellules monocristallines ou polycristallines (il existe aussi des cellules amorphes).
Grâce à l’onduleur central ou aux micro-onduleurs, le courant continu créé à partir de l'énergie du soleil est transformé en courant alternatif. Vous pouvez ainsi utiliser vos appareils électroniques ou électroménagers avec votre propre électricité !
En installant des modules photovoltaïques vous pouvez couvrir jusqu'à 70 % de votre consommation d'électricité !
Les panneaux solaires thermiques
Les panneaux thermiques produisent de la chaleur. Ils sont utilisés pour réchauffer l’eau chaude sanitaire ou l’eau du réseau de chauffage. Cela regroupe les chauffe-eau solaires (CESI) et les systèmes solaires combinés (SSC).
Le fonctionnement d’un panneau solaire thermique repose sur des capteurs thermiques et un fluide caloporteur. Il existe trois types de capteurs :
les capteurs plans non vitrés ;
les capteurs plans vitrés ;
les capteurs à tubes sous vide.
En installant un chauffe-eau solaire individuel, vous pouvez faire jusqu'à 75% d'économies sur vos factures !
Les panneaux solaires aérovoltaïques
Les panneaux aérovoltaïques sont considérés comme des panneaux solaires hybrides. Les panneaux mixtes sont divisés en deux catégories :
PV/T eau : ils fournissent de l'électricité et de l’eau chaude sanitaire/du chauffage ;
PV/T air : ils fournissent de l'électricité et réchauffent l’air qui est ensuite insufflé pour chauffer le logement.
Le modèle PV/T air est aussi appelé panneau solaire aérovoltaïque. C’est un dispositif astucieux pour les habitations qui ont besoin d’un complément de chauffage en hiver, notamment dans les régions froides. Il peut aussi être utilisé pour la ventilation !
Il existe aussi un système qui permet de coupler votre chaudière à des panneaux solaires, on parle de chaudière hybride solaire. Lorsque le chauffage solaire n’est plus suffisant, la chaudière intervient en renfort et vous garantit un confort thermique optimal !
🎥 Découvrez en images comment fonctionne un panneau solaire hybride :
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Fonctionnement des panneaux solaires : la puissance et le rendement
Qu’est-ce que la puissance des panneaux solaires ?
La puissance d’un panneau photovoltaïque est exprimée en watt-crête (Wc) et désigne la capacité de production électrique du panneau dans des conditions optimales.
Vous devez choisir la puissance de vos panneaux en fonction de vos besoins en électricité et de la surface, par exemple pour une maison de 200 m² !
On distingue la puissance maximale (dans des conditions standards), par exemple des panneaux de 3 000 W, la puissance réelle (environ 75 à 80 % de la puissance maximale) et la puissance variable qui dépend des conditions d’installation.
💡 L’astuce : vous pouvez comparer les panneaux solaires en fonction de leur puissance ou de leur rendement. Vous devez connaître la puissance des panneaux pour bien dimensionner votre installation, tandis que le rendement fait référence à son efficacité !
Quel est le rendement des panneaux solaires ?
Le rendement d’un panneau solaire est une quantité exprimée en pourcentage et reflète l’efficacité du dispositif. Ainsi, un panneau qui possède un rendement de 20 % converti 20 % de l'énergie du soleil en électricité.
Pour bénéficier d’un bon rendement, il est important d'installer vos panneaux solaires en fonction de l’ensoleillement et de la disposition de votre toit (inclinaison et orientation) et des obstacles possibles aux alentours.
🔎 À noter : pensez à entretenir vos panneaux en retirant les feuilles et les éléments qui peuvent gêner, et en les nettoyant lorsqu’ils sont sales. Un bon entretien est un facteur qui permet d’optimiser le rendement de votre installation solaire !
La production des panneaux, quant à elle, est exprimée en watt-heure (Wh) ou en kilowatt-heure (kWh). La production, le rendement et la durée de vie déterminent, parmi d’autres facteurs, la rentabilité de vos panneaux solaires.
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Quel est le prix d’une installation solaire ?
La fourchette moyenne de prix pour une installation photovoltaïque varie entre 7 000 et 22 000 € (pose comprise).
En réalité, le prix des panneaux solaires varie en fonction de plusieurs paramètres, dont la puissance :
3 kWc : entre 7 000 et 8 500 € ;
6 kWc : entre 12 000 et 13 000 € ;
9 kWc : entre 16 000 et 18 000 €.
En résumé : pour calculer la rentabilité de votre projet solaire, vous devez connaître la durée de vie des panneaux, de 30 à 40 ans. On estime que des panneaux solaires deviennent rentables de 7 à 12 ans !
Exemple d'installation solaire dans le Gard (30)
Consommation : 10 000 kWh
Equipements : lave-linge, sèche-linge, lave-vaisselle, four, réfrigérateur, congélateur, climatisation réversible
Puissance installée : 6 kWc (16 panneaux solaires)
| Montant des travaux | 15 890 € |
| Prime EDF OA | - 1 584 € |
| Reste à payer | 14 306 € |
Economies annuelles moyennes*
Retour sur investissement
| 1 952,94 €
7 ans |
| • Economies sur 30 ans* • Taux de rendement financier • Hypothèse autoconsommation | 58 588,21 € 14,3 % 60 % |
*Valeurs considérant une hypothèse d'augmentation du prix du kWh de l'ordre de 3% par an, à partir d'un tarif de 0,2062 € TTC/kWh constaté en mai 2023 en option Base pour un compteur de 6 kVA.
Les kits pour panneaux solaires coûtent moins chers, mais ils sont moins efficaces. Toutefois, il existe aujourd’hui des kits solaires avec de bons rendements.
Vous pouvez aussi installer des volets roulants solaires pour optimiser les performances de votre maison !
Existe-t-il des aides pour installer des panneaux solaires ?
Si l’investissement nécessaire pour installer des panneaux solaires vous fait peur, sachez que vous pouvez bénéficier d’aides financières, dont la prime à l’autoconsommation.
Cette prime est versée en une seule fois et son montant varie entre 547 € (2,5 kWc) et 1 478 € (9 kWc).
Montants de la prime EDF Obligation d'Achat (OA) :
| Puissance installation | 2,3kWc | 3kWc | 4,5kWc | 6kWc | 9kWc |
| Montant prime/kWc | 219 € | 219 € | 164 € | 164 € | 164 € |
| Montant prime total | 547 € | 657 € | 739 € | 985 € | 1 478 € |
En optant pour l’autoconsommation avec revente de surplus, vous pouvez revendre une partie de votre électricité à EDF OA (Obligation d’Achat), au tarif de 12,69c €/kWh (jusqu'à 9 kWc).
Vous pouvez également bénéficier de la TVA à 10 % pour l’installation de vos panneaux. MaPrimeRénov', en revanche, n’est plus éligible.
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"L'installation des panneaux solaires, du premier contact à la pose et la mise en fonctionnement, s'est déroulée rapidement (1 mois) sans problème avec une équipe et un conseiller compétents. Délai respecté et tout l'administratif géré par Effy facilement."
Julien sur Trustpilot
FAQ : Fonctionnement panneau solaire
Les panneaux solaires photovoltaïques produisent de l'électricité grâce à leurs cellules monocristallines ou polycristallines composées de silicium. Celles-ci captent l'énergie du soleil afin de la transformer en courant électrique continu. Le travail de l’onduleur, à ce moment, consiste à le convertir en courant alternatif pour pouvoir alimenter vos appareils à la maison !
Contrairement à ce qu’on imagine, les panneaux solaires produisent aussi de l'électricité en hiver ou lorsqu’il y a des nuages. Évidemment, plus la météo est mauvaise, moins le rendement est élevé ! En hiver, ce sont les journées courtes qui réduisent la capacité de production de vos panneaux solaires.
Non, les panneaux solaires ne peuvent pas produire d'électricité la nuit. Ils ont besoin de capter les photons des rayons du soleil pour activer les électrons dans les cellules photovoltaïques. Vos panneaux sont dépendants de la lumière !
Si vous ne consommez pas toute l'électricité que vous avez produit, vous pouvez l’injecter dans le réseau (autoconsommation partielle). Dans ce cas, EDF OA vous achète votre électricité au tarif du kWh. Si vous souhaitez consommer complètement votre production, vous devez investir dans une batterie solaire !
