Comment fonctionnent les panneaux solaires : explications.

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Les prix extrêmement élevés sur le marché de l’énergie ont pour conséquence que nous essayons tous d’économiser le plus d’énergie possible. Produire sa propre électricité grâce à des panneaux solaires est un moyen répandu pour réduire sa facture d’électricité. Mais comment fonctionne exactement ce type d’installation ? Nous vous expliquons. 

Comment sont construits les panneaux solaires ? 

Quand on parle de panneaux solaires, il faut savoir qu’il en existe deux types : les panneaux solaires thermiques et les panneaux solaires photovoltaïques.  

Les panneaux solaires thermiques. 

Les panneaux solaires thermiques ou capteurs solaires contiennent des tuyaux dans lesquels circule un liquide. Chauffé par la lumière du soleil et, via un échangeur de chaleur, ce fluide chauffe votre eau. Grâce à l’énergie solaire ainsi convertie en chaleur (énergie thermique), votre système de chauffage classique a besoin de moins d’énergie pour chauffer votre eau. C’est pourquoi le fonctionnement de ce type de panneaux solaires est souvent comparé à celui d’une chaudière. Les panneaux solaires thermiques sont généralement installés moins fréquemment que les populaires panneaux solaires photovoltaïques, sur lesquels nous allons nous concentrer dans cet article.  

Les panneaux solaires photovoltaïques. 

Contrairement aux panneaux solaires thermiques, les panneaux photovoltaïques convertissent l’énergie solaire en électricité. Un tel système solaire photovoltaïque (photo = lumière, voltaïque = électricité) se compose de 3 parties :   

  • Des panneaux solaires avec cellules solaires  
  • Un/des onduleur(s)  
  • Le compteur électrique  

Ces 3 éléments contribuent chacun à leur manière à votre production électrique.  

Comment fonctionnent exactement les panneaux solaires photovoltaïques ?   

Les panneaux solaires eux-mêmes.  

Les panneaux solaires sont constitués de toute une série de cellules solaires photovoltaïques qui produisent de l’énergie sous l’effet de la lumière. Cela se produit parce que la lumière du soleil crée une tension ou un courant continu dans les différentes couches d’une cellule solaire. Les différentes cellules solaires d’un panneau étant interconnectées, le courant continu se propage et atteint ensuite le deuxième composant majeur du système solaire, à savoir l’onduleur.    

 Le saviez-vous ? 

Contrairement à ce que l’on pourrait croire, les panneaux solaires n’ont pas besoin de chaleur solaire pour produire de l’électricité, mais uniquement de la lumière du soleil. Cela signifie que votre installation produira de l’électricité même lorsque le temps est nuageux ou que votre installation n’est pas entièrement orientée vers le sud, bien que votre installation génère, évidemment, plus en été qu’en hiver. C’est en partie parce qu’il y a moins de nuages en été, mais aussi parce que le soleil est plus haut et que les jours sont plus longs.    

En outre, le rendement des panneaux solaires pendant une vague de chaleur sera plus faible que par temps froid avec un fort ensoleillement. Pourquoi ça ? Plus un panneau solaire est chaud, plus son rendement est faible. Pendant les vagues de chaleur, on peut perdre jusqu’à 2 % d’efficacité de cette manière.    

Le rôle de l’onduleur. 

Dans l’onduleur, le courant continu généré par les panneaux solaires est converti en courant alternatif utilisable. Il s’agit d’une étape importante, car les appareils électriques fonctionnent en courant alternatif. En outre, l’onduleur garantit que la production d’électricité se fasse en toute sécurité et que l’énergie excédentaire puisse être injectée dans le réseau. 

L’onduleur jouant un rôle crucial, il est important que vous choisissiez le bon onduleur pour vos panneaux solaires. Pour garantir une efficacité maximale, il est préférable de choisir un onduleur capable de gérer 90 à 110 % de la puissance des panneaux solaires. Par exemple, votre installation solaire a-t-elle une capacité de 3Wc ? Choisissez alors un onduleur d’une capacité comprise entre 2,7 et 3,3 Wc.    

Dernier composant : le compteur électrique.  

Le dernier élément de votre installation solaire photovoltaïque est le compteur électrique. C’est ici que votre consommation est enregistrée. Ce compteur peut être soit analogique, soit numérique. Selon le type de compteur, l’électricité produite est traitée différemment.    

Que devient votre électricité produite ? 

En France, vous avez deux possibilités : soit vous autoconsommez votre production, soit vous avez la possibilité de l’injecter sur le réseau et de la vendre. Vous pouvez bien sûr opter pour un modèle hybride en autoconsommant une partie et revendant le surplus.   

L’autoconsommation. 

En quoi consiste l’autoconsommation ? C’est assez simple, il s’agit de consommer l’énergie que votre installation produit. Cela permet de réduire considérablement vos factures d’électricité puisqu’une partie de la consommation de votre foyer sera directement prise en charge par votre production propre.  

Il faut toutefois prendre en compte le fait qu’il est rare que les périodes de production d’électricité coïncident parfaitement avec les périodes de consommation.  

Par exemple, durant la période de production la plus importante de la journée (entre 12 et 16h), il est fort probablement que la maison soit vide.  

On estime donc que l’autoconsommation d’un logement privé peut aller jusqu’à 40 ou 50%. Elle peut être plus importante si vous optez pour un système de stockage type batterie domestique. Sinon, le reste de l’énergie dont vous avez besoin vous sera fourni par votre fournisseur d’énergie.  

Pour encourager le recours à des énergies renouvelables, l’État octroie une prime à l’investissement pour les installations qui permettent l’autoconsommation.  

Tarifs de la prime à l’autoconsommation 

Prime à l’autoconsommation en euros par kWc* en vigueur pour le 1er trimestre 2022 
Puissance de l’installation Montant de la prime pour une installation 
Inférieure ou égale à 3 kWc 380 €/kWc 
Entre 3 et 9 kWc 290 €/kWc 
Entre 9 et 36 kWc 160 €/kWc 
Entre 36 et 100 kWc 80 €/kWc 

(*) kWc = kilowatt-crête, puissance de l’installation. (**)Les montants des primes sont mis à jour tous les trimestres. 

Notez que si vous souhaitez recourir à l’autoconsommation, il est nécessaire d’adapter ses habitudes de consommation. Comme nous l’avons dit, le pic de production a lieu durant la journée, entre 12 et 16h (quand le soleil est au plus haut). Il est donc intéressant, par exemple, de programmer le fonctionnement de sa machine à laver, du sèche-linge ou du lave-vaisselle, durant ces heures.  

L’injection et l’obligation d’achat. 

Tous les particuliers bénéficiant de panneaux solaires ont le droit d’injecter leur électricité sur le réseau et de la vendre. Ils peuvent vendre tout ou partie de leur production électrique. Le prix d’achat de l’électricité est fixé par la loi et évolution chaque trimestre.  

D’autres avantages existent lors de l’installation de panneaux solaires, consultez le site du Gouvernement français pour avoir plus d’informations. 

Je veux installer des panneaux solaires. À quoi dois-je faire attention ? 

Il existe plusieurs facteurs qui peuvent affecter la capacité de production de vos panneaux solaires. Il s’agit, d’une part, de la qualité de l’installation et des matériaux utilisés et, d’autre part, des caractéristiques de votre toit. Par exemple, aucun panneau ne sera installé sur un toit contenant de l’amiante. L’ombrage, l’orientation et la pente de votre toit jouent également un rôle important.    

Combien de panneaux dois-je faire installer ?  

Lorsque vous envisagez d’installer des panneaux solaires, il est important de savoir exactement de combien de panneaux vous avez besoin. Ce chiffre dépend de plusieurs éléments importants et notamment de votre consommation annuelle d’électricité ainsi que de la “qualité” de votre toit et de la surface de toit disponible. Même si votre installateur examinera toujours ce point avec vous, la formule suivante peut déjà être une bonne indication :    

(Consommation annuelle d’électricité (en kWh) / 0,85 (facteur de conversion moyen en France)) / capacité maximale des panneaux solaires (WC).  

Exemple : (3000 kWh / 0,85) / 325 WC = 11 panneaux solaires.    

À l’aide de la consommation annuelle et du facteur de conversion moyen, nous calculons la puissance requise des panneaux solaires, que nous divisons ensuite par la puissance de pointe des panneaux solaires. Grâce au facteur de conversion, nous tenons compte du fait que différentes circonstances peuvent empêcher la puissance de pointe de l’installation. L’orientation de votre toit joue un rôle important, par exemple, et le climat français n’est pas toujours idéal non plus, en fonction des régions. C’est pourquoi la puissance réaliste est d’environ 85 % de la puissance de pointe des panneaux solaires. 

Quel est le coût de l’installation ?  

Bien qu’ils représentent un investissement important, les panneaux solaires restent rentables même en 2022 et vous pouvez récupérer votre investissement relativement rapidement. Le coût moyen d’une installation se situe entre 4 500 et 8 000 euros. Le prix dépend évidemment du type d’installation (nombre de panneaux solaires, puissance, etc.). N’oubliez pas non plus que les panneaux solaires durent généralement de 25 à 30 ans, tandis que vous devrez remplacer votre onduleur au bout de 10 à 12 ans. 

Pour terminer. 

Les panneaux solaires sont devenus beaucoup plus abordables ces dernières années. Ainsi, si vous tenez compte du fait que l’installation vous permettra d’être partiellement indépendant·e du réseau pendant une longue période, mais également que vous réduirez votre empreinte carbone, l’investissement en vaut la peine.  

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