Capter la lumière du soleil et pouvoir générer de l’énergie depuis cette source infinie, quel concept extraordinaire ! Ces dernières années, la popularité des panneaux solaires a fortement augmenté en réponse à la prise de conscience de plus en plus importante que les énergies fossiles sont trop polluantes et limitées.
Mais les panneaux solaires photovoltaïques, comment fonctionnent-ils exactement ? Sont-ils vraiment écologiques ? Quels sont les avantages économiques ? Sont-ils faciles à installer chez soi ? Nous allons répondre à toutes ces questions que vous vous posez. Aujourd’hui, Fhe France vous dévoile tout sur les panneaux solaires.
Les informations à retenir :
Les panneaux solaires sont devenus une solution de plus en plus populaire pour produire de l’électricité de manière renouvelable et écologique. Cet article explore leur fonctionnement, leur impact environnemental et leur rentabilité.
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Fonctionnement des panneaux solaires : Les panneaux solaires photovoltaïques convertissent l’énergie solaire en électricité. Ils sont composés de cellules photovoltaïques qui utilisent la lumière du soleil pour générer un courant électrique.
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Impact environnemental : Bien que la production de panneaux solaires ait un impact environnemental, leur utilisation est considérée comme une source d’énergie décarbonée. Leur empreinte carbone est nettement inférieure à celle des combustibles fossiles.
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Coût et rentabilité : La production d’énergie solaire est de plus en plus rentable. Les coûts de production ont diminué, rendant l’énergie solaire compétitive par rapport aux autres sources d’énergie.
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Installation et types de panneaux : Les panneaux solaires peuvent être installés sur les toits, au sol, ou sur des structures comme des ombrières de parking. Il existe des panneaux monocristallins et polycristallins, avec des différences en termes de performance et de coût.
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Recyclage et durée de vie : Les panneaux solaires ont une durée de vie estimée entre 25 et 30 ans. Après cela, ils peuvent être recyclés, avec un taux de valorisation élevé pour la majorité de leurs matériaux.
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Autoconsommation solaire : L’autoconsommation permet aux particuliers de consommer directement l’électricité produite par leurs panneaux solaires, offrant des économies sur les factures d’électricité et une plus grande indépendance énergétique.
À quoi ça sert un panneau solaire ?
Produire de l'électricité décarbonée
Un panneau solaire photovoltaïque, c’est une surface plate constituée de plusieurs cellules photovoltaïques. En captant la chaleur émise par les rayons du soleil, le module solaire va produire de l’électricité en convertissant l’énergie captée. Le soleil étant une ressource inépuisable (pour les 5 prochains milliards d’années), l’électricité produite par des panneaux solaires est donc considérée comme une énergie renouvelable. À l’inverse des centrales à gaz, à charbon… ou même des centrales nucléaires (qui utilisent de l’uranium) pour produire de l’électricité et qui ont donc besoin d’un combustible fossile pour fonctionner et génèrent une empreinte carbone très élevée.
L’énergie produite par les panneaux solaires est considérée comme une énergie décarbonée dans la mesure où elle dispose d’une empreinte carbone relativement fiable. En effet, ce type de production énergétique émet seulement 20g de CO2/kWh contre 820 pour le charbon, d’après l’étude des experts du GIEC (voir la source).
Combien coûte l'énergie solaire ?
Au-delà de l’aspect purement écologique, du point de vue économique, l’énergie solaire présente aussi de vrais avantages.
SI l’on en croit l’étude de 2020 « Levelized Cost of Energie » de la banque Lazard, produire 1MWh d’énergie solaire coûte 29$ contre 129$ pour l’énergie nucléaire et 65$ pour le charbon. En sachant que le coût de production de l’énergie solaire ne fait que baisser. L’énergie produite par la production éolienne a aussi de très bonnes performances avec un coût de seulement 26$, mais malheureusement l’installation d’éoliennes est plus complexe et technique que pour le solaire.
Il parait donc évident que le photovoltaïque représente une formidable opportunité et surtout de potentielles économies très importantes quand on sait que 70% de l’électricité consommée par la France est d’origine nucléaire (et que les centrales arrivent en fin de vie).
Comment fonctionnent les panneaux solaires ?
Un panneau photovoltaïque peut être installé aussi bien sur un toit que sur le sol (dans un jardin par exemple), ou encore sur une ombrière de parking. Les possibilités sont nombreuses, mais la priorité, c’est que la surface sur laquelle le panneau va être posé, soit un maximum de temps au soleil pendant la journée. La situation optimale est donc d’avoir une surface dépourvue de zone d’ombre, d’incliner les panneaux entre 30° et 35° et de les exposer « plein sud ». En effet, c’est grâce à la lumière du soleil qu’un panneau photovoltaïque va produire de l’électricité, son temps d’exposition est donc primordial.
Un peu de science
Un panneau solaire est constitué de modules (les grands rectangles), eux-mêmes recouverts de cellules photovoltaïques composées de couches d’un mélange semi-conducteur à base de silicium. Les photons de la lumière du soleil frappent les cellules, ce qui transmet leur énergie aux électrons contenus dans les panneaux, ce qui les fait se déplacer et donc génère un courant continu d’électricité. Cependant, la majorité des appareils électrodomestiques ne fonctionne pas en étant alimentée par un courant continu, mais par un courant alternatif.
L’onduleur photovoltaïque
D’où la nécessité dans une installation photovoltaïque d’incorporer un ou des onduleur(s) photovoltaïque(s). Ces onduleurs modifient le courant continu produit par les panneaux en courant alternatif. Vous avez deux possibilités, soit d’opter pour un onduleur central qui va récupérer l’énergie produite par tous les panneaux et la convertir ou des micro onduleurs qui vont récupérer l’énergie de chaque panneau individuellement et la convertir en courant alternatif. Dans un cas comme dans l’autre, les onduleurs transforment l’électricité solaire produite en énergie consommable pour vos ampoules, votre électroménager, votre ordinateur, télévision etc…
Que contient un panneau solaire ?
En soi, le fonctionnement d’un module photovoltaïque est donc “propre” et renouvelable. Mais est-ce le cas de sa fabrication ? Les détracteurs de l’énergie solaire mettent souvent en avant l’impact environnemental supposé de la création des panneaux photovoltaïques, mais le bilan industriel de leur production est-il vraiment catastrophique ?
En fonction des modèles ou des fabricants, la composition d’un équipement solaire n’est pas toujours la même, mais globalement ils sont composés de verre, de feuilles de plastique, d’aluminium et de cellules photovoltaïques de silicium (comme vous pouvez le voir sur le schéma suivant).
Le silicium, c'est quoi ?
Le silicium est une matière que l’on retrouve dans le sable, le quartz et d’autres minéraux. C’est le deuxième élément le plus courant de la croûte terrestre. Il ne se rencontre jamais « pur », mais sous forme de composés : la silice, le dioxyde de silicium (SiO2) ou encore dans les silicates…
Même si la conduction du silicium est inférieure à celle de nombreux métaux, il entre très souvent, en tant que matériau semi-conducteur, dans la composition de composés de micro électroniques.
Ses propriétés semi-conductrices ont permis l’apparition des transistors et des circuits intégrés. Pour cela, les circuits électroniques sont gravés sur silicium par lithographie.
Chauffé à plus de trois-mille degrés, puis purifié, le silicium permet de créer les cellules solaires qui constituent le panneau photovoltaïque.
Monocristallin et Polycristallin
Aujourd’hui, il existe deux principaux types de panneaux solaires :
- Les panneaux photovoltaïques monocristallins
- Les panneaux photovoltaïques polycristallins
Un panneau monocristallin, comme son nom l’indique est produit avec un seul cristal de silicium. Le panneau polycristallin est lui constitué de plusieurs cristaux de silicium. Le panneau solaire monocristallin est le plus performant (environ 20% plus de production), mais est plus difficile à produire.
Monocristallin
Caractéristiques :
- Sombre
- Uniforme
- Meilleur rendement
- Durée de vie élevée
- Plus difficile à produire
Polycristallin
Caractéristiques :
- Bleu
- Performant en région chaude
- Plus facile à produire
- Moins cher
Le cas des terres rares ?
D’après certaines idées reçues, un panneau solaire est fabriqué avec des terres rares, c’est-à-dire des matériaux difficile à exploiter et parfois « rares » même si de toute façon, la majorité des métaux de cette appellation sont très répandus dans la croûte terrestre.
Quoi qu’il en soit, d’après l’Ademe, « les technologies solaires photovoltaïques actuellement commercialisées n’utilisent pas de terres rares. » (source)
Ce qui n’est par exemple pas le cas des centrales à charbon, gaz, le nucléaire et même l’éolien qui pour le coup nécessite l’exploitation de terres rares (source).
La prochaine fois que vous entendrez cet argument, vous pourrez donc le balayer immédiatement du débat.
Où sont fabriqués les panneaux photovoltaïques ?
La majorité des panneaux photovoltaïques sont fabriqués en Asie, et dans de beaucoup plus petites mesures aux États-Unis et en Europe.
Malheureusement, la production en Asie a une empreinte carbone plus importante, car l’électricité pour alimenter la chaine de production provient beaucoup plus des énergies fossiles. Les marques comme Dualsun, Recom Silia, Voltec, ou Systovi ne sont pas des fabricants, mais des assembleurs. Ils montent des panneaux photovoltaïques en France mais avec des cellules importées (Asie, Allemagne,..).
Durée de vie et recyclage des panneaux solaires
D’après le ministère de la Transition écologique et solidaire, l’espérance de vie d’un panneau France est « estimée entre 25 et 30 ans ». De plus, une fois son temps de vie atteint, la majorité des matériaux sont récupérés et réutilisés, rien ne se perd. En effet, la filière solaire est très bien organisée dans un modèle d’économie circulaire.
Un excellent taux de valorisation
Sur le site de l’organisme de recyclage des panneaux photovoltaïques en France (PV cycle), le taux de valorisation des modules photovoltaïques est de 94,7%. À titre informatif, le taux de valorisation d’un smartphone n’est que de 15% (étude de 2015).
Le silicium peut être réutilisé 4 fois pour reproduire de nouveaux panneaux, le verre est lui recyclable à l’infini et se transformer en emballages ou objets, tout comme l’aluminium. Seul les 5,3% de plastiques encore difficiles à réutiliser viennent griser le tableau.
Un impact environnemental neutre
Il apparait donc clairement que la production de panneaux solaires a un impact environnemental neutre. L’empreinte carbone ne peut pas être de 0, il s’agit tout de même d’un processus industriel, mais celui-ci permet de créer une énergie qui est propre pendant plusieurs décennies en respectant au maximum l’environnement.
L'autoconsommation solaire, quels avantages pour les particuliers ?
On parle d’autoconsommation photovoltaïque quand on équipe un bâtiment de panneaux solaires et que l’électricité produite est consommée sur place.
L’autoconsommation bénéficie d’un cadre juridique depuis 2017 et permet aux particuliers de consommer directement l’électricité produite par leurs panneaux solaires.
D’après un sondage Elabe de 2016, 7 Français sur 10 voudraient installer des panneaux photovoltaïques sur leur logement. Voici les avantages de l’autoconsommation pour les particuliers.
Être acteur de la transition énergétique
En France, 71% de l’énergie est produite par le nucléaire. Même si cette énergie est peu carbonée, la problématique très importante des déchets radioactifs nuit gravement à notre planète (en plus de faire peser un danger discret et constant sur la population). Installer des panneaux photovoltaïques pour faire de l’autoconsommation permet donc d’être plus indépendant en n’étant pas raccordé au réseau et donc de faire un geste pour la planète. En consommant votre propre électricité « verte » vous consommez moins d’énergie au réseau, et permettez aux centrales nucléaires de moins produire d’électricité.
La France au tout solaire ?
Mais alors, qu’est-ce-qui empêche la France de passer au tout solaire et de ne produire son électricité que grâce au soleil ? Pour l’instant, c’est impossible.
Malheureusement, l’électricité produite par l’énergie solaire ne se stocke pas ou très peu, contrairement au gaz, par exemple. On ne peut pas s’appuyer totalement sur l’énergie solaire puisque la nuit, les panneaux ne produisent plus d’électricité. Cela étant dit, les solutions de batterie se développent et à l’avenir le statu quo pourrait bien changer. Nous vous invitons d’ailleurs à découvrir notre solution Inelio qui répond à cette problématique.
Faire des économies sur sa facture d'électricité
Faire 20% d’économie sur la facture d’énergie
Poser des panneaux photovoltaïques, c’est aussi un bon moyen de faire baisser le montant de votre facture en énergie. Et oui, en utilisant l’électricité que vous produisez vous-même, vous ne consommez pas l’énergie du réseau public vendue par votre fournisseur d’électricité.
D’après l’Agence de la transition écologique, en installant des panneaux solaires, les foyers font environ 20% d’économies sur leurs factures d’électricité. Cela fait 192 euros par an d’économisés (en moyenne, la facture d’électricité d’un ménage en France tourne autour de 960 euros par an (Source Insee) et elle ne cesse d’augmenter).
Aujourd’hui, compte tenu des prix moyens du marché du photovoltaïque, produire 1 kWh en autoconsommation solaire, revient à un coût de 0,09 euro à un ménage.
Alors que 1 kWh acheté à un fournisseur d’électricité sur le réseau public représente un coût estimé entre 0,15 et 0,18 euros. L’électricité solaire est donc deux fois moins chère que l’électricité de votre fournisseur.
Jusqu’à 70% d’économie grâce à l’autoconsommation intelligente
Pour aller plus loin, et permettre aux consommateurs de faire encore plus d’économies, il existe des solutions intelligentes de gestionnaire de consommation et de production, c’est notamment notre cœur de métier ici à FHE France. Ces solutions vous aident à suivre et optimiser votre consommation.
Un des problèmes majeurs des panneaux solaires encore aujourd’hui, c’est que vous devez consommer l’électricité produite au moment T, et donc vous ne pouvez utiliser l’électricité solaire qu’en journée. Ce qui ne correspond pas à l’utilisation des consommateurs qui utilisent le plus d’électricité en soirée et en matinée. Et ce qui est aussi contre-intuitif puisqu’on a l’habitude de lancer les appareils énergivores comme les ballons d’eau chaude, machine à laver, etc.. la nuit pendant les « heures creuses« .
Avec l’énergie solaire, le fonctionnement est totalement différent. Pour optimiser la consommation, il faut pouvoir savoir que la production de la journée permet par exemple de chauffer le ballon d’eau chaude et de pouvoir le déclencher en plein milieu de journée pour qu’il se lance. C’est entre autres choses l’une des fonctionnalités des solutions FHE France. Connectés à vos panneaux solaires, elles déclenchent vos appareils électriques au moment où ils produisent de l’énergie. Grâce à ces solutions, vous pouvez réduire jusqu’à 70% vos factures d’électricité, soit 672 euros par an en moyenne, et ce, sans perdre en confort. Astucieux non ?
Pour finir, si vous ne consommez pas tout ce que vous produisez, vous pouvez revendre l’énergie solaire à EDF OA (obligation d’achat solaire d’EDF). Le prix de rachat d’EDF OA Solaire est bloqué par l’Etat à 0,10 € par kWh pour 20 ans et EDF ne peut refuser d’acheter votre électricité. Vous êtes donc gagnant à tous les coups.
Combien de puissance produit un panneau solaire ?
Comment connaître la puissance d'un panneau photovoltaïque ?
Pour identifier la puissance réelle de production d’un panneau solaire, on mesure en watts-crêtes (Wc) ou kilowatts-crête (kWc). Plus un module solaire génère un nombre de kWc ou de Wc élevé, plus il est puissant et plus il produit de l’électricité avec un ensoleillement équivalent. Pour connaitre cette valeur, on expose le panneau dans les meilleures conditions possibles, à savoir :
- Un ensoleillement de 1000 watts/m² sans ombre
- Une température de 25°
- Une orientation plein sud
- Une inclinaison à 30°
En fonction des marques et modèles, la puissance d’une installation solaire varie entre 250 Wc et 325 Wc. Cette puissance indiquée, bien qu’importante, ne correspond bien souvent pas à la réalité. Malheureusement, vous ne bénéficierez pas toujours des conditions parfaites pour la production « crête » de l’énergie solaire (ce qui est d’autant plus vrai en fonction de votre position géographique).
Comment calculer le rendement réel d'un panneau solaire ?
Le rendement d’une installation solaire, c’est la quantité d’électricité qui est produite par le panneau photovoltaïque en fonction de l’énergie solaire qu’il reçoit réellement, ses véritables performances. Pour mesurer cette donnée, vous devez prendre en compte les éléments suivants :
- L’ensoleillement dans votre région
- La puissance crête du panneau solaire (puissance indiquée)
- L’orientation et l’inclinaison de votre toit
- Les jeux d’ombres de votre toiture
▬ 800 à 1000 kWh par kWc
▬ 1000 à 1100 kWh par kWc
▬ 1100 à 1200 kWh par kWc
▬ 1200 à 1400 kWh par kWc
Le calcul de la production est objectivement assez complexe sans compiler beaucoup de données. C’est pourquoi, nous avons créé un simulateur d’autoconsommation qui vous permet de connaitre exactement la rentabilité de votre potentielle installation photovoltaïque.
Comment installer des panneaux solaires sur mon toit ?
Vous souhaitez vous lancer dans l’autoconsommation solaire ? Bonne nouvelle, l’autoconsommation est un formidable moyen de gagner en indépendance énergétique !
Quelles sont les démarches administratives pour poser des panneaux photovoltaïques ?
Avant de pouvoir consommer directement l’énergie que vous produisez, il a quelques étapes indispensables dans votre projet, mais pas de panique, on vous explique tout !
Contacter un professionnel
En premier lieu, nous vous conseillons de faire venir chez vous (sur le lieu de la pose) un installateur photovoltaïque (de préférence certifié par Fhe France, faites une demande de devis ici). Celui-ci réalisera une étude du terrain pour vous donner une estimation du potentiel solaire de votre bien et pourra vous estimer le coût de l’installation de panneaux solaires et des travaux. Ensuite, il établira un devis personnalisé à votre projet ce qui vous permettra de connaitre l’investissement de départ nécessaire pour votre projet et de décider en fonction.
Demandes administratives
Dans un deuxième temps, si vous souhaitez concrétiser votre projet d’autoconsommation, vous devrez déposer une déclaration de travaux en mairie. La mairie ou un tiers disposent alors d’un mois pour accepter ou s’opposer à votre demande. Dans l’absence de retour au bout d’un mois, vous avez l’autorisation. Il vous faudra aussi faire une demande de raccordement à Enedis pour que vos panneaux soient raccordé au réseau électrique français. Cette démarche vous permettra par la suite de revendre votre électricité à EDF quand vous produirez en surplus. Après l’installation effectuée, il vous faudra aussi obtenir le sésame du Consuel (association d’utilité publique qui contrôle les installations électriques certifiant que votre installation répond aux normes de sécurité). À noter que votre installateur peut possiblement gérer l’ensemble de ces démarches si vous voyez avec lui pour le faire préciser dans son devis.
L'installation est-elle difficile ?
Installer des panneaux solaires se fait beaucoup plus rapidement que certaines idées reçues le font croire. Nul besoin de modifier la charpente ou le toit pour les poser. Ils peuvent s’installer en surface, sans avoir à être intégrés dans la toiture. Ils sont vissés sur des rails en surcouche des tuiles de la toiture de votre maison. L’installation dure alors moins d’une journée dans la majorité des cas.
Il est cependant possible de faire intégrer les panneaux directement dans le bâti (IAB), l’installation prendra alors plus de temps.
Combien coûte l'installation de panneaux solaires ?
Échelle de prix
L’autoconsommation photovoltaïque implique donc un investissement de départ. Mais ce dernier sera rentabilisé rapidement par la baisse importante de vos factures d’électricité. Cependant, il reste difficile de dire combien coûte une installation solaire. Le coût va osciller en fonction de la complexité de votre toiture, de la puissance nécessaire de votre installation et du prix des modèles de panneaux, d’onduleur etc que vous allez acheter. MAIS, pour vous donner un chiffre, en tenant compte du prix moyen du matériel et des tarifs habituels sur le marché de la pose, on considère que :
- Le coût d’un panneau solaire de 3 kWc est d’environ 9 000€.
- Une de 6 kWc va chiffrer entre 11 000€ et 14 000€.
- Une de 9 kWc, il faudra compter entre 16 000€ et 20 000€.
Mais, attention, ces chiffres restent des estimations et ne correspondront pas forcément aux recommandations de votre installateur.
Prix variables
Les prix peuvent varier en fonction des honoraires de l’installateur, mais aussi en fonction du matériel que vous choisissez (type de panneau, onduleurs, gestionnaire,…), de leur qualité, bref d’un nombre important de facteurs. Chaque projet est unique, certaines toitures peuvent par exemple être difficile d’accès etc.
Pensez à toujours réaliser plusieurs devis par plusieurs sociétés pour vous assurer que les prix sont cohérents, sans perdre de vue que parfois le low-cost peut finir par vous coûter plus cher ! Privilégiez la qualité aux prix.
Aussi, si vous choisissez l’autoconsommation avec revente, l’État met à disposition une prime à l’autoconsommation. Elle vous donne accès à une remise sur le prix de l’installation de panneau photovoltaïque. Voici le barème de cette aide, mis à jour au 2ème trimestre 2023.
Sans oublier que vous avez aussi la possibilité de vous tourner vers un organisme bancaire pour négocier un prêt afin de réaliser les travaux.
Nous vous invitons aussi à vous renseigner au près des collectivités territoriales dont vous dépendez. En effet, certaines proposent des aides financières pour installer vos panneaux solaires. N’hésitez pas à vous tourner vers la Mairie, le Département ou même la Région pour en bénéficier.
Questions fréquentes
À quoi ça sert un panneau solaire ?
Un panneau solaire transforme les rayons du soleil en électricité.
Comment les panneaux solaires produisent de l'électricité ?
Les rayons du soleil sont captés et produisent un courant électrique continu, converti en courant alternatif grâce à un onduleur.
Que contient un panneau solaire ?
Du verre, du plastique, de l’aluminium et du silicium.
C'est quoi le silicium ?
C’est une matière que l’on retrouve dans le sable, c’est le deuxième élément le plus courant sur terre après l’oxygène.
Est-ce qu'un panneau photovoltaïque pollue ?
L’empreinte carbone de la production des panneaux solaires est très faible.
Où sont fabriqués les panneaux solaires ?
Principalement en Asie.
Qu'est ce qu'un panneau solaire monocristallin ?
Un panneau monocristallin, comme son nom l’indique est produit avec un seul cristal de silicium.
Est-ce rentable d'installer des panneaux ?
Entre les économies d’énergie réalisées notamment via un système de gestion intelligent, les aides de l’État et la revente d’électricité, la pose de panneaux solaires photovoltaïques est normalement très rentable.
Quel est le prix d'un panneau solaire photovoltaïque ?
Le prix d’un panneau photovoltaïque va osciller entre 2,7 et 3,7 euros HT par watt-crête. Pour une installation moyenne de 3 kWc,, il faut compter entre 9000 € et 12 000 € TTC. Source l’ADEME
Comment une installation photovoltaïque individuelle peut-elle être efficace ?
Pour être efficace uns installation solaire doit être correctement dimensionnée, installée de façon optimale et être pilotée par une solution de gestion intelligente.
Quelle est la durée de vie d'une installation photovoltaïque ?
Les panneaux photovoltaïques ont en moyenne une durée de vie de 30 ans. Mais plusieurs études indiquent que le rendement peut être conservés pendant 40 ans avec un bon entretien.
Quels sont les trois types de panneaux solaires ?
Il existe 3 grands types de panneaux solaires :
– Panneau photovoltaïque
– Panneau thermique
– Panneau hybride
Quelle puissance de panneau solaire pour une maison ?
Une maison peut recevoir en moyenne 12 panneaux photovoltaïques, soit une puissance moyenne de 3 660 Wc (3,6kWc).
Comment bien utiliser son équipement solaire ?
Il faut autoconsommer au maximum l’énergie produite. Pour ce faire, vous pouvez passer par des systèmes de gestion intelligente de la consommation et stocker l’énergie.
