Tout savoir sur les panneaux solaires : avantages et fonctionnement

Face à des besoins croissants en électricité et dans un contexte de transition énergétique, les panneaux solaires connaissent un succès grandissant. Fonctionnant grâce à une énergie renouvelable, ne rejetant aucun déchet, ces équipements sont aussi rentables et bénéficient d’une durée de vie pouvant dépasser 25 ans. Fonctionnement, rendement, avantages, installation, coût : découvrez toutes les informations pour bien choisir vos panneaux solaires.

Fonctionnement des panneaux solaires

Les panneaux solaires photovoltaïques sont des installations permettant de générer de l’électricité à partir de l’énergie solaire.  Ces panneaux, aussi appelés modules, sont constitués d’une multitude de cellules photovoltaïques réalisées dans un matériau semi-conducteur, tel que le silicium par exemple. Ce sont ces cellules reliées entre elles qui permettent de convertir la lumière du soleil en électricité : le bon fonctionnement des panneaux solaires et leur rendement dépendent en partie de leur qualité. Les modules servent de générateur pour les installations photovoltaïques, comme une pompe à chaleur notamment. Un accumulateur et un onduleur sont indispensables pour transformer le courant continu produit par les rayons solaires en courant alternatif.

Quel rendement espérer avec des panneaux solaires ?

Le rendement d’un panneau solaire est légèrement inférieur au rendement des cellules qui le composent,  en raison des pertes d’électricité internes et des surfaces qui ne sont pas couvertes. Dans les faits, le rendement d’une cellule est de 16 à 19 % pour une cellule, et de 13 à 16 % pour un panneau : cela signifie qu’entre 13 et 16 % des rayons du soleil absorbés sont convertis en électricité et consommables. Ces performances peuvent être amoindries par certains facteurs, plus ou moins faciles à maîtriser :

  • l’ombrage (nuages, arbres, murs...) ;
  • la poussière ou la saleté qui réduisent la tension et le courant généré ;
  • la dispersion de puissance nominale ;
  • l’angle et le spectre des rayons (la variation du spectre solaire et l’angle d’incidence des rayons influencent l’énergie produite) ;
  • la température de l’air (perte de 0,4 % par degré, au-dessus de 25°C).

Pour obtenir un rendement significatif, on ne parle pas d’une surface de panneaux à installer, mais d’une puissance crête à atteindre : 3 kWcrête. Il est conseillé d’installer un maximum de panneaux solaires pour optimiser la production énergétique de son installation.

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Les avantages des panneaux solaires

Exploitant une énergie naturelle, renouvelable, les panneaux solaires ont l’avantage de ne produire aucun déchet ou résidu en générant de l’énergie. Avec des coûts d’exploitation et de démantèlement très modestes, les modules ont un rendement intéressant et relativement rapide.

 

 

Totalement imperméables et étanches, ils peuvent être utilisés pour servir de couverture sur votre toiture. Si vous choisissez cette option, vous devrez toutefois veiller à ce que l’écoulement des eaux de pluie soit correctement assuré grâce à un montage adapté. Rentable, les panneaux solaires bénéficient également d’une longévité record, 25 ans en moyenne. Les avantages des panneaux solaires sont aussi financiers : les particuliers qui produisent de l’énergie grâce à leur installation peuvent la revendre en partie ou totalement à EDF Obligation d’Achat, à des tarifs très avantageux, pendant une période de 20 ans.

 

Comment choisir ses panneaux solaires ?

La puissance « crête » d’un panneau solaire est une référence qui permet de comparer la puissance et le rendement des modèles pour choisir le plus rentable. Attention toutefois, car cette valeur est calculée suivant des tests standards en laboratoire, et elle n’est pas forcément fidèle aux performances réelles de l’installation. Une puissance de 100 Wc (Watts crête) correspond donc à la puissance maximale du module, avec un ensoleillement de 1 000 W/m2 et une température de cellule de 25°C. Dans les faits, l’énergie captée par le module sera moindre et dépend de l’ensoleillement, de la saison, du moment de la journée, de la luminosité, etc. La puissance crête est donc un indicateur à connaître, mais d’autres critères doivent être pris en compte, tels que :

  • la surface du panneau ;
  • l’écart à la puissance nominale (plus ou moins 5 %) ;
  • la variation de puissance selon les températures ;
  • la stabilité des performances du panneau à travers les années.

Comment installer des panneaux solaires ?

Les modules sont généralement installés sur des supports fixes (au sol ou sur un toit), mais ils peuvent également être posés sur des systèmes mobiles qui suivent la trajectoire du soleil, augmentant ainsi la production électrique de 30 % environ par rapport à une installation statique.

Pour un rendement optimal, les panneaux sont généralement orientés plein sud, avec une inclinaison oscillant entre 30 et 45°.

Combien coûtent des panneaux solaires ?

Le prix de vos panneaux solaires dépend de plusieurs éléments, notamment leur surface, leur qualité, leur rendement, le matériau dans lequel ils sont conçus... En moyenne, comptez environ 8 400 € pour 20 m2 de panneaux photovoltaïques. Pour assumer cette dépense non négligeable, plusieurs aides financières sont disponibles :

  • réduction de la TVA à 5,5 % ;
  • aides de l’Anah (agence nationale pour l’amélioration de l’habitat) ;
  • prime d’intégration au bâti (si les panneaux sont inclus dans la structure de la maison et remplacent la couverture du toit) ;
  • aides locales (département ou région) ;
  • crédit d’impôt de 30 % sur la domotique associée aux panneaux (pour gérer l’énergie et la transformer).

Par ailleurs, les installations de chauffage fonctionnant grâce à des énergies renouvelables bénéficient elles aussi d’aides financières lors de l’achat : un moyen efficace de rentabiliser vos travaux rapidement.