Les principaux composants d’un panneau solaire photovoltaïque sont les cellules photovoltaïques. Ces dernières sont la base du panneau solaire photovoltaïque, et ce sont elles qui vont permettre la production d’électricité en convertissant l’énergie solaire en électricité sous la forme de courant continu, lui-même converti par la suite en courant alternatif par l’onduleur. Découvrons ce matériel photovoltaïque composée de cristaux de silicium, ces cellules vont donc être un élément important dans le choix d’un panneau solaire. La plupart du temps, on divise les panneaux en deux grandes catégories : les panneaux monocristallins et les panneaux polycristallins. Toutefois, il en existe d’autres sortes, et selon le projet d’installation (autoconsommation, vente de surplus, puissance en kWc, toiture, production…) le type de panneaux solaires ne sera pas le même.
Quelle différence entre panneau solaire et panneau photovoltaïque ?
Le panneau solaire est un terme général qui englobe plusieurs technologies utilisant l’énergie du soleil.
Il existe trois grandes familles de panneaux solaires :
| Type de panneau | Production | Usage principal |
|---|---|---|
| Panneau photovoltaïque | Électricité | Autoconsommation ou revente |
| Panneau solaire thermique | Eau chaude | Chauffage / Eau chaude sanitaire |
| Panneau solaire hybride ou aérovoltaïque | Électricité + chaleur | Système combiné |
Ainsi, un panneau photovoltaïque est un type spécifique de panneau solaire qui produit de l’électricité grâce à l’effet photovoltaïque, tandis que le panneau solaire thermique capte la chaleur du soleil pour chauffer un fluide.
Les différents types de panneaux photovoltaïques
Selon votre projet, que ce soit pour une maison en autoconsommation ou pour la revente, il existe différentes solutions photovoltaïques pour votre maison
Le panneau photovoltaïque monocristallin
Les cellules du panneau solaire monocristallin ne sont issues que d’un seul cristal de silicium. La structure des cellules est homogène, ce qui lui donne une teinte d’un noir profond. Généralement, le panneaux monocristallin possède un rendement plus élevé. Ainsi, à surface égale, un panneau solaire mono produit plus d’énergie qu’un panneau solaire poly de l’ordre d’environ 1% à 3%. De plus, avec un panneau solaire mono, la production d’énergie démarre légèrement plus tôt le matin et s’arrête légèrement plus tard le soir. C’est en fait dû aux caractéristiques physiques du cristal de silicium. À ensoleillement égal, la tension d’une cellule monocristalline sera plus élevée qu’une cellule polycristalline. Avec le prix constamment décroissant des panneaux monocristallins, il vaut mieux, dans la plupart des cas, opter pour la technologie du monocristallin pour votre toiture.
Le panneau photovoltaïque polycristallin
Les cellules du panneau solaire polycristallin sont issues de différents cristaux de silicium. Cette caractéristique lui donne une couleur moins homogène, tirant vers le bleu, que si les cellules n’étaient constituées que d’un seul cristal. Le panneau solaire polycristallin offre un rendement légèrement moins élevé que son cousin le monocristallin. Contrairement à ce que l’on peut parfois entendre, les modules polycristallins ne disposent pas toujours d’une meilleure tenue à la température. D’une manière générale, préférez les modules monocristallins pour votre toiture. De plus, la différence de coût entre les technologies monocristallines et polycristallines est maintenant très faible. En vérité, le polycristallin n’a pas vraiment d’avantages comparé au monocristallin. La technologie du polycristallin est une version plus ancienne qui coûte légèrement moins cher, voilà tout.
Le panneau solaire amorphe (thin-film)
Plus simple à fabriquer et moins coûteux, le panneau solaire amorphe est souvent utilisé sur les calculatrices, les montres et autres gadgets solaires. Ils fonctionnent même à l’aide d’un éclairage faible ou diffus, et vous pouvez donc les utiliser à l’intérieur. Ils sont constitués de silicium amorphe en couche mince, ce qui leur confère une certaine souplesse. Mais bien sûr, tous ces avantages ont un prix : le rendement de ces panneaux est environ 2 fois moins élevé que des panneaux traditionnels. Une technologie qui produit une quantité d’énergie toute relative donc, et peu pertinente si vous comptez dessus pour produire de l’énergie pour une autoconsommation ou une vente de surplus. Tout l’inverse des panneaux solaires photovoltaïques qui vont suivre et qui offrent un rendement impressionnant.
Le panneau solaire pérovskite
Selon une étude publiée récemment, les pérovskites pourraient réduire les prix de la technologie solaire de 80% d’ici 2030. Combiné au silicium, ce matériau riche de potentiel annonce peut-être une révolution du secteur, qui devrait accroître d’un tiers le rendement des cellules photovoltaïques classiques. La pérovskite est un minéral composé de calcium, de titane et d’oxygène. Toutefois, le terme a aujourd’hui une acception plus large et peut désigner d’autres composés métalliques dont la structure cristalline est similaire. En 2012, des chercheurs se sont aperçus que certaines pérovskites présentaient des propriétés qui pourraient doper le rendement des cellules photovoltaïques :
- Elles permettent une mobilité élevée des charges électriques
- Elles sont 500 fois plus fines que le silicium
- Elles offrent un taux élevé de conversion de l’énergie solaire
En effet, la pérovskite réagit beaucoup à la lumière du soleil, même quand la luminosité est faible, même quand il y a des nuages et même à l’intérieur. Elle s’est alors présentée comme une candidate idéale au remplacement des cellules en silicium, coûteuses et moins performantes, pour les panneaux solaires.
Les pérovskites devraient peu à peu conquérir le domaine du solaire : d’abord en les combinant avec des cellules au silicium classiques, puis, à terme, via des panneaux totalement en pérovskite. Grâce à ce minéral plein de promesses, les prix des technologies solaires devraient être chamboulés et devenir de plus en plus accessibles. De quoi donner envie.
Le panneau biface
À noter que la plupart des panneaux solaires photovoltaïques sont monofaces, c’est-à-dire qu’ils ne transforment les rayons du soleil en électricité que grâce à leur face avant. Mais il se développe depuis quelques années le panneau solaire biface qui permet d’utiliser l’effet d’albédo. Cet effet désigne le phénomène par lequel toute surface réfléchit les rayons du soleil qu’elle reçoit. Grâce à des capteurs photovoltaïques situés à l’avant et à l’arrière du panneau solaire photovoltaïque, un module bifacial peut donc produire plus d’électricité qu’un panneau monoface pour un ensoleillement identique.
Panneaux solaires thermiques
Le panneau solaire thermique
Un panneau solaire peut ne pas être voué à produire de l’électricité mais de l’eau chaude ou de l’eau chaude sanitaire (ECS). On parle alors de panneau solaire thermique ou de chauffe-eau solaire. Concrètement, ce genre de panneau solaire est parcouru par un circuit d’eau de chauffage ou par un fluide caloporteur. Dans le premier cas, c’est simple : l’eau de chauffage circule dans des conduits directement exposés à la lumière du soleil, la réchauffant. Dans le second cas, c’est le fluide caloporteur qui est d’abord chauffé par les rayons du soleil avant d’être envoyé vers un ballon d’eau chaude. Il peut alors restituer sa chaleur au circuit d’eau de chauffage ou d’ECS. En été, ce type de panneau solaire peut subvenir à l’intégralité des besoins d’un logement en eau chaude. Mais lorsque le froid se fait sentir, les panneaux solaires thermiques peuvent s’avérer insuffisants voire même inutiles. Pour y remédier, il est donc plus qu’utile d’installer un chauffage d’appoint pour prendre le relais lorsque les températures sont trop basses.
Le panneau solaire hybride
Le panneau solaire hybride allie production d’électricité photovoltaïque et production d’eau chaude. On parle également de panneau PV/T eau.
Le panneau solaire aérovoltaïque
Le panneau solaire aérovoltaïque produit de l’électricité et de l’air chaud pouvant être insufflé dans le logement. On parle de panneau PV/T air. Concrètement, ce genre de panneau solaire est constitué de cellules photovoltaïques à l’avant et de capteurs thermiques à l’arrière. Les avantages de ce genre de dispositif sont multiples. Tout d’abord, un panneau solaire hybride ou aérovoltaïque permet d’accroître les économies d’énergie par rapport à un panneau solaire classique. Les besoins en électricité ainsi qu’en chauffage peuvent être en partie assurés. Deuxièmement, lorsqu’ils sont exposés au soleil, les panneaux photovoltaïques peuvent grimper à des températures très importantes (jusqu’à 80°C). Les capteurs thermiques permettent alors d’éviter la surchauffe et de maintenir l’efficacité des panneaux malgré les hautes températures.
Tableau récapitulatif des différents types de panneaux solaires
| Type de panneau | Production | Technologie | Rendement | Avantages | Inconvénients | Usage recommandé |
|---|---|---|---|---|---|---|
| Photovoltaïque monocristallin | Électricité | Silicium monocristallin | 18–22 % | Haut rendement, esthétique, démarre tôt le matin | Prix légèrement plus élevé | Toitures limitées, autoconsommation |
| Photovoltaïque polycristallin | Électricité | Silicium polycristallin | 14–17 % | Moins cher que le mono, fiable | Rendement inférieur, esthétique moins uniforme | Grandes surfaces, budget limité |
| Amorphe / couche mince | Électricité | Silicium amorphe | 6–10 % | Souple, fonctionne sous faible lumière, léger | Faible rendement, peu adapté à l’autoconsommation | Petits appareils, calculatrices, éclairage faible |
| Pérovskite (émergent) | Électricité | Pérovskite seule ou combinée au silicium | >22 % potentiel | Rendement élevé, faible coût de production | Technologie en développement | Futur des installations photovoltaïques |
| Thermique | Chaleur (ECS ou chauffage) | Fluide caloporteur | – | Chauffe l’eau efficacement, économie sur chauffage | Ne produit pas d’électricité, dépend du climat | Eau chaude sanitaire, chauffage domestique |
| Hybride (PV/T eau) | Électricité + chaleur | Photovoltaïque + capteur thermique | 15–20 % (élec) | Production combinée, meilleur rendement global | Prix plus élevé | Maison autonome, autoconsommation + ECS |
| Aérovoltaïque (PV/T air) | Électricité + air chaud | Photovoltaïque + capteur thermique air | 15–20 % (élec) | Chauffage et électricité, évite surchauffe des panneaux | Installation complexe | Maison avec besoin en chauffage et électricité |
| Bifacial | Électricité | Photovoltaïque mono/poly bifacial | 20–25 % (avec albédo) | Rendement augmenté, capte lumière réfléchie | Nécessite réflexion sur sol, prix plus élevé | Toit clair, au sol, installations optimisées |
Critères pour bien choisir vos panneaux solaires
- Rendement : Choisissez des panneaux avec un rendement adapté à votre consommation et à l’espace disponible.
- Durée de vie et garantie : Privilégiez des panneaux offrant une garantie de 20 à 25 ans.
- Esthétique : Optez pour des panneaux qui s’intègrent harmonieusement à l’architecture de votre toit.
- Conditions climatiques locales : Certaines technologies sont plus adaptées à des climats spécifiques.
- Budget : Équilibrez coût initial et économies à long terme.
La qualité du kit d’installation solaire photovoltaïque
Au-delà du type de panneau solaire photovoltaïque, il faut bien évidemment réfléchir avant de procéder à l’installation. Effectivement, un panneau solaire photovoltaïque, qu’il soit monocristallin ou polycristallin, doit avant tout bénéficier de trois caractéristiques importantes :
- Des cellules de qualité : chaque fabricant possède ses propres méthodes de fabrication et de contrôle.
- Un assemblage bien effectué : un assemblage bien étudié et bien exécuté garantira la tenue du panneau solaire face aux intempéries et aux températures mais également face aux chocs. C’est l’assurance d’une durée de vie plus longue.
- Un boîtier électronique fiable : C’est bien beau d’avoir de bonnes cellules ainsi qu’un assemblage irréprochable, mais si le boîtier électronique tombe en panne après quelques années, ça ne sert pas à grand-chose.
Les questions à se poser
Avant tout achat, renseignez-vous donc sur les marques de constructeurs. Laquelle est la meilleure dans son domaine ? La plus innovante ? Le meilleur rapport qualité/prix ? Celle qui a le kit le plus adapté à votre projet d’installation solaire photovoltaïque, selon la puissance (kWc), le mode de consommation (vente totale, de surplus, autoconsommation…) ? Eh oui, une installation solaire photovoltaïque, ça se prépare ! Pour rappel, un kit d’installation solaire photovoltaïque est composé de :
- Un système de fixation des panneaux solaires photovoltaïques (IAB, surimposition, au sol)
- Une batterie solaire photovoltaïque (batterie à plomb ouvert, batterie gel, batterie AGM, batterie lithium)
- Des panneaux solaires photovoltaïques (panneaux mono, panneaux poly, etc…)
- Un onduleur solaire photovoltaïque (onduleur de branches, onduleur string)
Les facteurs à prendre en compte
Les caractéristiques ainsi que le prix de votre kit d’installation solaire photovoltaïque dépendent de votre projet d’installation solaire. Ainsi, en fonction de la puissance en kWc, de si vous êtes en autoconsommation ou si vous êtes plutôt axé sur la vente au réseau EDF, de votre maison et sa toiture, de votre zone géographique… le prix peut beaucoup varier. Il est important de bien réfléchir à votre projet d’installation solaire pour une production d’énergie optimale, et ainsi obtenir une la meilleure rentabilité possible.
Les aides disponibles
N’hésitez pas non plus à vous renseigner sur les aides existantes pour mener à bien votre projet d’installation solaire photovoltaïque. En fonction de la puissance en kWc de votre installation solaire photovoltaïque, de si vous pratiquez la vente totale ou la vente de surplus (qui demandent un raccordement au réseau EDF) ou l’autoconsommation d’électricité, votre installation électrique pourrait bénéficier de certaines aides.
Le top 10 des panneaux solaires photovoltaïques
Pour vous aider dans votre choix, MyElectricity vous a concocté un top 10 des meilleurs panneaux solaires. Quels sont les meilleurs panneaux solaires photovoltaïques ? Les marques et leurs produits, rendement, puissance (kWc), avantages et inconvénients, retrouvez tout ce qu’il y a à savoir dans ce top.
