Comment fonctionnent les panneaux photovoltaïques ? Quels sont les différents types de panneaux solaires ? Quelle puissance choisir pour ses panneaux solaires ? Quel est le coût des panneaux solaires photovoltaïques ? Est-ce rentable ? Comment peut-on améliorer ses rendements ? Quelles sont les aides financières ? Nous tentons de répondre à toutes vos interrogations.

Les panneaux photovoltaïques : comment ça marche ?

Un panneau solaire est composé d'un ensemble de cellules photovoltaïques. Celles-ci sont constituées de fines couches réalisées à partir de silicium, et dopées afin de devenir photovoltaïques. Les cellules ainsi préparées sont ensuite recouvertes d'une grille collectrice et d'un conducteur qui va permettre la circulation du courant.

Ce sont ces cellules photovoltaïques qui vont se charger de capter l’énergie solaire pour la transformer en tension électrique continue. Concrètement, les photons des rayons du soleil vont venir percuter les électrons des cellules et leur transmettre leur énergie. Le contact entre les photons solaires et les électrons produit naturellement une tension électrique.

Cette dernière est récupérée par l’onduleur qui en fera un courant alternatif prêt à être utilisé. Cela fait de ce convertisseur un élément central qui régit toute l’installation photovoltaïque. Le courant généré étant similaire à celui délivré par le réseau, vous pouvez l’utiliser pour faire fonctionner vos appareils électroménagers ou numériques.

Les différents types de panneaux photovoltaïques

On distingue deux types de panneaux solaires : les panneaux monocristallins et les panneaux polycristallins.

Les panneaux monoscristallins : comme son nom l’indique, ces panneaux sont constitués dans un seul cristal de silicium. Cela signifie que les cellules sont issues d'un même bloc de silice. Son aspect est donc plus homogène que le polycristal et de couleur noire ou grise, ce qui en fait le panneau préféré des français. Par ailleurs, les monocristallins ont de meilleurs rendements et sont plus chers à produire.

Les panneaux polycristallins : ces panneaux photovoltaïques sont, quant à eux, faits à partir de plusieurs cristaux. Il en résulte une couleur bleutée nettement moins esthétique et des rendements plus faibles. En revanche, ces panneaux sont moins coûteux.

On notera que d’autres technologies interviennent dans la fabrication de panneaux photovoltaïques. Soulignons par exemple les panneaux « silicium amorphe ». Souples et robustes, les panneaux à couches minces bénéficient d’une vaporisation de silicium sur leurs surfaces. Ces plaques conviennent à ceux qui affichent un faible besoin en électricité.

A noter qu'il existe également un troisième type de panneau : le panneau solaire hybride. Ce dernier produit de la chaleur et en même temps de l’électricité photovoltaïque via un module unique. Le dessous du panneau est équipé de manière récupérer la chaleur générée et à l'utiliser pour chauffer l'eau sanitaire ou bien l'habitation. En effet, la température en dessous des panneaux peut atteindre jusqu'à 70 degrés lorsque le soleil est à son zénith, et il serait dommage de ne pas en profiter.

Où peut-on installer ses panneaux solaires ?

Les panneaux photovoltaïques peuvent être placés aussi bien sur la toiture que sur le sol.

L’installation en toiture

Cette installation admet deux types de poses :

• La pose en surimposition : c’est la méthode la plus commune en France. Celle-ci consiste à poser les panneaux solaires sur des rails que l’on a fixé préalablement sur la toiture. Bien que moins coûteuse, celle-ci affiche un rendement intéressant grâce à sa ventilation en sous-face.
• L’intégration au bâti : cette fois-ci, les panneaux garantissent eux-mêmes l’étanchéité de la toiture puisqu’ils font eux-mêmes partie de celle-ci. Discret et esthétique, cette option est plus coûteuse qu’une installation en surimposition.

L’installation au sol

Faire poser des panneaux photovoltaïques au sol est aussi possible. Mais dans ce cas, la vente d’électricité à EDF OA ne sera pas possible. Vous ne pourrez avoir recours qu'à l’autoconsommation ou à des fournisseurs alternatifs comme ekWatteur qui proposent aussi de racheter votre électricité renouvelable.

L’avantage de cette installation, c’est qu’elle est facile d’accès et simple à installer. Le revers de la médaille, c’est qu’elle sera plus sensibles aux zones d’ombres.

Quel est le prix des panneaux photovoltaïques ?

Aujourd’hui, le coût d’une installation solaire repose sur une pluralité de critères. Cela dépend, en premier lieu, de la nature de votre projet c’est-à-dire le fait que vous optiez ou non pour une autoconsommation de l’électricité produite. A ce facteur viendra s’ajouter le choix des panneaux solaires proprement dit, tant au niveau de la marque que de la puissance. Puis vient le choix de l’onduleur : êtes-vous plutôt micro-onduleur ou onduleur central ? Votre décision aura un impact décisif sur le coût final de l’installation.

Lors de son intervention, le professionnel prendra également en compte les caractéristiques de votre maison. En ce sens, une petite maison dont la toiture est facile d’accès sera moins coûteuse qu’un bâtiment surélevé présentant plus de risque.

Selon l’ADEME, le coût d’un panneau photovoltaïque va de 2,7 à 3,7 euros par watt-crête. Néanmoins, sur le marché, les prix constatés sont quelque peu différents. Pour une installation de 3 kWc à 9 kWc, il faudra compter entre 5 000 et 25 000 euros, installation comprise et prime déduite.

Puissance de l'installation	Coût total (prime déduite)
Installation de 3 kwc	5 000 à 10 000 euros
Installation de 6 kwc	10 000 à 18 000 euros
Installation de 9 kwc	15 000 à 25 000 euros

Combien faut-il installer de panneaux ?

Une fois qu'on est décidé à passer au solaire, une question vient à l'esprit : mais combien de panneaux me faut-il ?

La réponse à cette question tient à plusieurs paramètres.

La consommation électrique

Le premier paramètre et le plus important concerne votre consommation électrique. En effet, c'est ce besoin en énergie électrique qui va conditionner la dimension de votre installation.

Attention cependant à anticiper vos besoins futurs. Si vous envisagez par exemple l'acquisition d'un véhicule électrique, il vous faudra sans doute prévoir plus de puissance car cela va booster votre consommation actuelle. Même chose si vous envisagez de passer au chauffage électrique. Là, votre consommation va être multipliée par 3 ou 4 et des panneaux solaires ne suffiront pas.

Caractéristiques tehniques du projet

Une fois qu'on a une idée de son besoin futur en énergie, il faut prendre en considération quelques paramètres techniques essentiels afin de d'évaluer le nombre de panneaux nécessaires.

Déjà, il faut bien comprendre qu'une installation photovoltaïque ne fonctionne qu'une partie de la journée, et que durant cette période elle ne fournit son maximum de potentiel que quelques heures. En conséquence, celle-ci ne peut fournir qu'une partie des besoins de la maison.

Ainsi, un foyer de 4 personnes consommant 3500 kwh / an n'aura besoin que d'une installation capable de lui fournir 1 500 à 2 500 kwh / an. Le reste de l'énergie nécessaire sera puisée sur le réseau public. Ce foyer a donc besoin d'une puissance supérieure à ce besoin pour être sûre de le couvrir.

Généralement, une installation de 3kwc est choisie dans ce cas car on estime sa production annuelle autour de 3 300 kwh. Si ce foyer consomme 2 000 kwh en autoconsommation (moyenne entre 1500 et 2500 kwh / an dans notre exemple), il aura une autoconsommation de 60% (2000 / 3300).

Une fois la puissance de l'installation déterminée, le nombre de panneaux va dépendre de la situation de votre maison : ensoleillement, orientation, pente du toit, type de panneau... Ce sont ces paramètres qui vont donner le nombre de panneaux exacts dont vous avez besoin.

Nombre de panneaux selon la consommation

En prenant en compte des chiffres moyens constatés en France sur ces différents paramètres, voici une estimation de vos besoins en panneaux solaires selon votre consommation :

Consommation annuelle	Puissance de l'installation
Jusqu'à 10 000 kwh	3 kwc (soit 8 panneaux)
entre 10 et 20 000 kwh	6 kwc (soit 16 panneaux)

L’entretien des panneaux photovoltaïques

Pour veiller au bon fonctionnement des panneaux photovoltaïques, un entretien s’impose. A ce titre, l’onduleur photovoltaïque devra être changé tous les dix ans. Pour chaque intervention, l’intervenant vous facturera entre 1 020 et 1 980 euros. Pensez aussi à nettoyer votre installation une fois par an, ou davantage si vous constatez que vos panneaux sont sales. Cette opération vous coûtera en moyenne 11 euros par m2 à assainir.

Les services d’un spécialiste sont nécessaires si votre toiture est difficile d’accès. Néanmoins, si les panneaux sont à portée de main, il est possible de le faire soi-même. En ce sens, privilégiez les passages à l’eau tiède, à l’eau adoucie et dépourvue de produits chimiques. Par ailleurs, évitez à tout prix d’utiliser un jet d’eau sous-pression ou bien de marcher sur les panneaux solaires.

Optimiser le rendement des panneaux photovoltaïques

De nombreux paramètres peuvent nuire à la production d’énergie solaire. On citera par exemple l’accumulation de poussières, la neige ainsi que les défections d’oiseaux. En effet, lorsque ces résidus couvrent la surface du panneau, cela annule la production d’électricité. Un nettoyage est ainsi essentiel pour que le rendement soit optimal.

Dans cette perspective, le choix de l’onduleur ou du régulateur a également son mot à dire. Cela vous permettra d’exploiter au maximum les modules photovoltaïques. En plus d’accroître votre rendement, votre facture d’électricité sera réduite.

L’inclinaison sera le dernier point et non le moindre à souligner. Pour qu’une installation photovoltaïque soit des plus productives, il est essentiel que le panneau soit perpendiculaire au soleil. Les constructeurs recommandent une inclinaison de 30 % toute l’année.

Les panneaux solaires sont-ils rentables ?

Vous voulez produire votre propre électricité ? Le panneau photovoltaïque est la solution la plus rentable pour une finalité domestique. En ce sens, l’électricité produite peut être utilisée en autoconsommation ou revendue à EDF OA. Par ailleurs, le coût d’installation a enregistré une baisse significative ces dernières années. La rentabilité reste ainsi intéressante, avec ou sans aides financières.

D’après une étude effectuée par l’ADEME, le panneau solaire devient rentable « entre 10 et 15 ans » après son installation en moyenne. Par ailleurs, sachez que les panneaux installés dans la région sud de la France disposent du meilleur ensoleillement, et donc d'une retour sur investissement encore plus rapide. On parle d'un amortissement en 10 ans seulement dans les régions très ensoleillées pour une durée de vie de 20 à 40 ans.

On notera cependant que les panneaux photovoltaïques ne sont pas réservés à la Corse ou la région PACA. Si la toiture est la partie de la maison la plus privilégiée, ceux-ci se posent aussi bien sur un sol que sur une pergola. Il faudra toutefois veiller à ce que l’orientation soit propice à la production d’électricité.

Pour pouvoir profiter de l’énergie verte, la pente de votre toit devra être inclinée de 30° dans l'idéal, et ne devra pas être masquée que ce soit par un arbre ou un autre bâtiment.

Aides financières pour les panneaux solaires

Pour encourager les particuliers à recourir à l’énergie verte, le gouvernement français a mis en place des dispositifs d’aides financières. Ces subventions se rapportent à :

L’obligation d’achat : ce système vous permet de vendre votre surplus d'électricité à EDF OA.

La prime à l'autoconsommation : cette prime est versée à ceux qui ont choisi l'autoconsommation. Elle varie en fonction de la puissance de l'installation.

Un taux de TVA réduit : Pour les ménages décidant de faire installer un ou plusieurs panneaux photovoltaïques, une TVA de 10 % est offerte. Notons toutefois que cette puissance doit être raccordée à une installation inférieure ou égale à 3 kWc.

Les aides des collectivités locales : des subventions locales existent dans plusieurs départements. Attention toutefois, ces aides ne sont pas cumulables avec les aides d'état.