Panneau solaire photovoltaïque : installation, prix et rentabilité

Le panneau solaire photovoltaïque permet de la capter pour l’exploiter quotidiennement. Avec une production d'électricité en France issue à 4% des panneaux solaires, la solution est de plus en plus courante chez les particuliers, notamment grâce à une rentabilité en hausse ces dernières années. Le point sur les caractéristiques, le coût, les impératifs de ce dispositif pour statuer sur son intérêt.

Comment fonctionnent les panneaux solaires ?

Qu’est-ce qu'un capteur solaire ? Les capteurs solaires sont des cellules photovoltaïques ayant une forte capacité d’absorption de l’énergie solaire. Leur efficacité est proportionnelle à l’importance de leur surface.

Les panneaux solaires génèrent de l'électricité de manière autonome lorsqu'ils sont exposés aux rayons lumineux émanant du soleil. Ces panneaux sont composés de matériaux "semi-conducteurs", constitués de cellules qui convertissent efficacement l'énergie solaire en courant continu. Par la suite, ce courant est transformé sans interruption en courant alternatif, le rendant ainsi directement consommable par les foyers ou pouvant être réinjecté dans le réseau en vue d'une revente lucrative.

Dans le détail, l'énergie solaire est transformée en électricité dela manière suivante :

• Le panneau solaire photovoltaïque contient du silicium. Ce semi-conducteur excite les photons contenus dans les rayons solaires ;
• Cette excitation produit des électrons libres constituant un courant électrique ;
• Ce flux continu va ensuite passer dans les fils électriques pour aboutir dans l’onduleur. C’est ce dernier qui va le changer en courant alternatif 230 Volts. Cette tension est adaptée aux besoins du réseau public de distribution d’électricité.

Comment se mesure la puissance d'un panneau solaire ?L’unité de mesure de la puissance d’un panneau solaire est le kilowatt-crête (kWc). Les fabricants utilisent le nom de "valeur nominale", qui correspond à la puissance atteinte par le panneau solaire dans des conditions de rayonnement maximal.

Quels sont les différents types de panneaux photovoltaïques ?

Les panneaux solaires photovoltaïques se différencient en deux grandes catégories :

Les panneaux solaires à couches minces ou silicium amorphe

Ces systèmes constituent la première génération de systèmes solaires. On les retrouve notamment sur les calculatrices solaires. Peu coûteux et résistants, ils possèdent une grande résistance aux affres du temps et des conditions climatiques. Leur rendement s’affichant dans les 6 au 9% est aussi assez stable malgré sa faiblesse.

Leur rentabilité ne dépend que très peu de l’angle d’inclinaison et de son orientation. Ils requièrent plus de m² pour être rentable et ne sont pas indiqués pour les bâtiments. En effet, il ne sont recommandés que pour les installations ne nécessitant que très peu d’électricité pour leur fonctionnement.

Les panneaux solaires à technologies cristallines

Les systèmes à technologies cristallines constituent quant à eux la dernière génération de panneaux solaires photovoltaïques. Leur longévité est au minimum de 25 ans et ils se catégorisent en trois types :

1. Les unités solaires monocristallines constituées d’un unique cristal à une seule orientation. Esthétiques et peu encombrantes, elles ont un rendement d'environ 18%, mais sont assez coûteuses. Ce sont les panneaux solaires idéaux pour ceux qui ne disposent que de peu d’espace à allouer à une telle installation ;
2. Les unités solaires polycristallines sont quant à elles composées de nombreux cristaux de silicium à multiple orientation. D’esthétique moyenne, ce type de panneau solaire a un rendement s’affichant dans les 12 au 15%. Peu coûteux, il constitue l’option la plus intéressante en termes de prix et qualité s’il est installé sur un bâtiment spacieux ;
3. Les systèmes solaires bicouches qui combinent les technologies de première et de dernière génération pour un rendement optimisé. Ils restent toutefois, trop cher pour êtres intéressants malgré leur rendement élevé.

Quelle différence avec un panneau solaire thermique ? Contrairement aux panneaux photovoltaïques qui produisent de l'électricité grâce aux rayons du soleil, les panneaux solaires thermiques permettent de produire de la chaleur grâce à l'énergie solaire. Une installation thermique peut par exemple être utilisée pour produire de l'eau chaude sanitaire, voir pour chauffer une partie du logement.

Comment se déroule l'installation de panneaux solaires ?

La pose de panneaux solaires

Il est évident que pour obtenir une quantité d’énergie solaire intéressante, il est indispensable d’installer des unités photovoltaïques sur une superficie importante. Cela implique une consolidation de la charpente et de la toiture du local pour un soutènement efficace de toute l’installation supportée.

Les panneaux solaires installés doivent ensuite être raccordés à l’installation électrique du local.

Tous ces travaux doivent être réalisés par un professionnel agréé et qualifié. Il est à rappeler qu’un devis doit toujours commencer par l’identification de l’emplacement idéal et de la meilleure orientation des unités photovoltaïques.

L’emplacement, l’orientation et le positionnement optimisent le rendement d’un panneau solaire.

L’estimation de la durée des travaux

La rapidité des travaux dépend de leur importance. Si la pose des panneaux solaires ne nécessite aucune tâche de renforcement ou de transformation, l’installation est brève. Cela est notamment dû à la standardisation des techniques et à l’habitude des professionnels mandatés.

Une installation de 25 m² nécessite en moyenne dans les 72 heures de travaux. La durée des travaux augmente en fonction de nombreux critères dont la difficulté d’accès à la toiture, l’importance de la surface de l’installation…

Quel professionnel choisir pour une installation photovoltaïque ?

Installer des panneaux photovoltaïques est une opération délicate qui requiert un certain niveau d'expertise : c'est pour cette raison qu'il est conseillé d'avoir recours à l'aide d'un professionnel qualifié pour l'installation des panneaux et leur raccordement au réseau.

Avant de faire appel à un professionnel pour réaliser une installation photovoltaïque, il est indispensable de demander plusieurs devis et de les comparer. De plus, le professionnel choisi doit posséder une certification RGE Quali PV.

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Quel est le rendement de panneaux photovoltaïques ?

Le rendement d’un panneau solaire photovoltaïque s’estime sur la base de quelques critères :

La localisation

Le degré d’ensoleillement varie d’un lieu à un autre. La performance d’une unité solaire fluctue suivant ce degré. Pour un panneau solaire de 1 kWc, la production annuelle sera par exemple de 900 kWh pour une installation à Lille, de 1000 kWh à Nantes et de 1300 kWh à Nice.

1 kWc représente la puissance maximale pouvant être produite par une installation solaire photovoltaïque respectant toutes les conditions optimales d’efficacité.

L’inclinaison et l’orientation

Pour obtenir la meilleure performance d’un panneau solaire photovoltaïque, il est indispensable d’assurer la perpendicularité des rayons du soleil à ce panneau. Le toit sur lequel est posée cette installation, doit avoir une pente de 30° et être orienté plein Sud.

Si l’installation solaire photovoltaïque respecte toutes ces conditions d’inclinaison et d’orientation alors il est possible d’obtenir annuellement dans les 1 000 kWh.

Selon les données récoltées par l’Ademe, un panneau solaire photovoltaïque de 5 m² peut produire l’énergie nécessaire quotidiennement hors chauffage d’une famille de quatre membres.

Les zones d’ombre inopportunes

Les ombres projetées sur le panneau solaire photovoltaïque impactent sur le rendement de ce dernier. Même si ces masques solaires sont projetés sur de petites surfaces, ils annulent directement la production d’énergie. Si l’une des cellules photovoltaïques montées en série se retrouve à l’ombre alors c’est toute l’installation qui cesse de fonctionner. Il est donc essentiel de placer un panneau solaire photovoltaïque dans un endroit non ombragé.

Le raccordement en parallèle des panneaux solaires pouvant être ombragés au reste de l’installation permet d’éviter cette réduction à néant de la production énergétique de l’ensemble.

Une autre technologie appelée Tracker permet aussi d’augmenter au maximum le rendement d’un panneau solaire photovoltaïque en lui permettant de suivre automatiquement le déplacement du soleil.

L'entretien des panneaux solaires

L’entretien des panneaux photovoltaïques est aussi essentiel pour en optimiser le rendement, même si globalement ces installations sont plutôt résistantes et fiables.

Les opérations d'entretien consistent à vérifier l'état des panneaux, les nettoyer voire les remplacer si nécessaire dans le but d'allonger la durée de vie des panneaux solaires. Attention aux chutes : les panneaux solaires et les tuiles solaires sont des surfaces glissantes ! Pour plus de sécurité, il est donc préconisé de faire appel à un professionnel habitué à effectuer ce genre d'opérations.

Quel est le prix de panneaux solaires ?

Une installation de panneaux photovoltaïques coûte en moyenne entre 12 000 € et 37 000 €. Un kWc correspond à peu près à une superficie de 10m², et coûte dans les 3 000 à 4 000€. Le prix des panneaux solaires varie également selon le matériel utilisé, le type de pose et l’accessibilité du site d’installation.

Du point de vue matériel à acquérir, la facture se répartit ainsi :

• 60% pour l’acquisition du panneau solaire photovoltaïque ;
• 15% pour l’achat de l’onduleur ;
• 25% pour l’acquisition des éléments de montage restants.

Le coût d’un panneau solaire photovoltaïque varie aussi suivant le type de pose choisi :

• Les systèmes constitués de modules solaires photovoltaïques surimposés sur une toiture sont 10 à 12% moins chers que ceux qui y sont intégrés. Une telle unité coûte en moyenne 600€ ;
• Les panneaux solaires photovoltaïques intégrés coûtent en moyenne 850€. Ces unités solaires apportent plus d’esthétique et de modernité à une toiture. Ils sont aussi plus résistants et aussi plus chers. Ils nécessitent des travaux supplémentaires pour assurer leur étanchéité.

Il est également possible d'opter pour la location de panneaux solaires ou même de louer sa toiture pour y installer des panneaux solaires photovoltaïques.

Quel TVA pour une installation de panneaux solaires ?Le taux de TVA est de 10% pour les installations n’excédant pas les 3 kWc. Au-delà de cette valeur, le taux du TVA est de 20%.

Panneaux photovoltaïques : rentables ?

En moyenne, l’utilisation de l’énergie renouvelable issue du soleil permet de diminuer jusqu’à -2.000 kWh la quantité d’énergie consommée annuellement par un ménage. Cela représente une économie d’environ 200€.

Chaque ménage peut aussi exploiter l’énergie solaire obtenue selon son bon vouloir :

Comment revendre l’énergie issue des panneaux solaires ?

Cette option est accessible pour les installations photovoltaïques intégrées au bâti. Selon la loi du 10 février 2000, EDF s’engage à racheter l’énergie renouvelable tirée des panneaux solaires par les particuliers.

Cette revente à contracter sur 20 ans, permet de se constituer un complément de revenus conséquent.

Le tarif de rachat d'électricité photovoltaique fait l’objet d’une révision trimestrielle. Cette revente peut prendre deux formes :

• La revente totale qui consiste à revendre toute l’énergie produite à EDF OA ;
• La revente partielle qui consiste à ne revendre que le surplus d’énergie non utilisée à EDF.

L’autoconsommation photovoltaïque : qu'est-ce que c'est ?

Le particulier peut aussi décider d’autoconsommer l’électricité solaire qu’il tire de son installation photovoltaïque. En agissant ainsi, il peut maîtriser la production de ses panneaux solaires tout en réduisant sa facture énergétique.

L’éventuel surplus non consommé de cette électricité solaire est entreposé dans des batteries solaires.

L’investissement en installation photovoltaïque est en moyenne amorti en 9 à 15 ans. Il est aussi à noter que l’option de revente est considérée être plus rentable dès que l’autoconsommation s’affiche sous la barre des 70% de la production annuelle d’énergie solaire.

Il existe d'ailleurs plusieurs offres d'autoconsommation proposées par certains fournisseurs d'électricité. C'est le cas notamment de l'offre Smartflower proposée par EDF.

Les installations intégrant des batteries sont réservées aux habitats ou locaux non raccordés au réseau. Ces installations sont inadaptées aux contrats de revente.

Questions fréquemment posées

1. Quelles aides financières pour l'installation de panneaux solaires ?
2. Le chauffage de piscine, une autre application du panneau photovoltaïque

Quelles aides financières pour l'installation de panneaux solaires ?

Afin d'encourager les particuliers à installer des panneaux solaires chez eux et pour atteindre les objectifs européens d'autoconsommation photovoltaïque d'ici 2021, l'Etat met à leur disposition un certain nombre d'aides financières à l'installation de panneaux solaires :

Le chauffage de piscine, une autre application du panneau photovoltaïque

Les enjeux économiques et écologiques posent tout l’intérêt de recourir à l’énergie renouvelable pour chauffer l’eau d’une piscine. Le chauffe-eau solaire est une solution intéressante pour profiter d’une piscine tout en réduisant les éventuelles nuisances environnementales (voir notre article sur la consommation d'électricité d'une piscine.

Le mode de fonctionnement

L’eau de la piscine circule dans un réseau de tuyauterie à capteurs de rayons solaires. L’eau chauffée repart dans le bassin. Cette circulation peut être commandée manuellement ou par un système de régulation automatique.

Il existe trois types de tuyaux :

• Les tapis rigides ou souples aussi nommés moquettes ;
• Les tuyaux enroulés sur eux-mêmes ;
• Les tuyaux en forme de voûte.

Les panneaux solaires photovoltaïques sont isolés sur leur face arrière grâce à de la laine de roche. Ce système de chauffage de piscine peut être combiné avec celui d’une habitation pour optimiser ses avantages financiers et le plaisir. Il est également possible de faire installer une douche solaire pour pouvoir se rincer à l'eau chaude grâce aux rayons du soleil.

Moquette solaire ou panneau solaire ?Le chauffage de l’eau de piscine par les panneaux solaires photovoltaïques est plus intéressant que celui par les moquettes. Ces dernières sont inefficaces en cas de faibles températures extérieures.

Les éléments d’un système de chauffage solaire de piscine

Ce système inclut :

• Un tapis pourvu de capteurs solaires raccordé au système de filtration de l’eau de la piscine. Ce tapis est posé soit sur la toiture, soit à côté de la piscine ;
• Un filtre permettant d’éliminer toutes les saletés pouvant se retrouver dans l’eau du bassin ;
• Une pompe assurant la circulation de l’eau dans tout le réseau.

Pourquoi utiliser une couverture isothermique (bâche à bulles) ?L’utilisation d’une couverture isothermique permet de conserver l’énergie thermique captée durant la journée. La température de l’eau de piscine est ainsi, maintenue constante.

Avantages et inconvénients

Ce système optimise le confort d’une piscine en permettant d’avoir une eau chaude sans nuire à l’environnement. Le chauffage de l’eau fonctionne à l’énergie renouvelable solaire et ne produit aucune pollution.

Le gain de température s’affiche dans les 3 à 10°C selon la saison, l’orientation, la zone de localisation. Son utilisation permet de réduire significativement la facture énergétique de chauffage de l’eau de piscine.

Il est toutefois, à noter que le pouvoir de chauffe de ce dispositif est assez faible. En plus d'une mise en œuvre complexe, il nécessite aussi un investissement de départ et une surface plane conséquents. En effet, la surface des panneaux solaires doit être égale à 5 à 70% de la superficie de la piscine pour atteindre sa performance maximale.

Coût

Le coût d’une telle installation dépend de plusieurs critères dont les dimensions de la piscine, des caractéristiques du terrain et aussi du type de pose sélectionné, de la technologie choisie.

Comme ce prix varie beaucoup, il est conseillé de demander plusieurs devis et de les comparer avant de jeter son dévolu sur un professionnel. En général, il faut prévoir dans les 600 à 3 500€ pour en installer un.

Il est d’ailleurs à rappeler qu’il existe aussi sur le marché des kits de panneaux solaires pour le chauffage de piscines pouvant être montés par le propriétaire lui-même. Ces kits sont quant à eux accessibles à partir de seulement 150€.