Tout savoir sur les panneaux solaires photovoltaïques

L’énergie solaire est abondante et gratuite, elle ne produit pas de déchets. Le soleil envoie chaque jour 14 000 fois la quantité d’énergie que nous consommons. C’est une énergie écologique.

L’énergie solaire est particulièrement bien adaptée pour répondre aux problèmes majeurs de notre société tels que la raréfaction des énergies fossiles, l’explosion prévisible de leur prix, et le changement climatique. Dans notre pays, le secteur du bâtiment représente à lui seul 45,8 % du total des énergies consommées.

C’est une énergie propre car renouvelable. C’est également une énergie économique : gratuite pour votre propre consommation ; vous pouvez également revendre votre production en bénéficiant d’un tarif avantageux.

Ne confondez pas le thermique et le photovoltaïque

 

Il ne faut pas confondre le solaire thermique et le solaire photovoltaïque : le solaire thermique ne produit pas d’électricité mais de l’eau chaude utilisable dans votre réseau d’eau et de chauffage.

Les panneaux solaires thermiques

Les panneaux solaires thermiques fonctionnent grâce à la chaleur du soleil. Ils sont donc plus rentables dans des régions à forte chaleur, alors que le photovoltaïque peut être rentable dans des régions au Nord. Les panneaux thermiques produisent de l’eau chaude et complètent une installation existante de production d’eau chaude.

Les installations sont peu onéreuses (entre 3 000 et 5 000 euros). Contrairement aux panneaux photovoltaïques, les panneaux thermiques ne sont pas intégrés au bâti et sont donc visibles et peuvent être considérer comme moins esthétiques.

Les panneaux solaires thermiques permettent de compléter votre production d’eau chaude à coût de consommation nul. L’investissement initial est plus faible, mais le retour est également beaucoup plus faible. La plupart des gens investissant dans ce type de panneaux le font pour des raisons économiques et/ou écologiques.

L’installation de panneaux photovoltaïques sur une résidence principale est particulièrement rentable et peut permettre d’apporter un complément de revenus écologiques.

Les panneaux solaires peuvent servir également de chauffage solaire piscine.

Les panneaux solaires photovoltaïques

Le photovoltaïque ne fonctionne pas avec la chaleur, mais la luminosité, en utilisant les photons. Ceci explique que les panneaux photovoltaïques fonctionnent également bien dans des pays nordiques, là où le panneau solaire thermique fonctionne plus difficilement. D’ailleurs, c’est en Allemagne, qui possède un flux lumineux équivalent à celui du nord de la France, que l’on retrouve l’essentiel du parc photovoltaïque français.

Pourquoi installer des panneaux photovoltaïques ?

Une électricité photovoltaïque écologique

L’électricité solaire est écologique pour plusieurs raisons :

• Elle utilise une source d’énergie inépuisable et disponible en grande quantité : les rayons du soleil.
• La production des cellules photovoltaïques consomme de l’électricité. Cette production est compensée par l’électricité produite par les panneaux en 2 à 3 ans. Le bilan écologique est donc réellement positif en faveur de l’électricité photovoltaïque.
• C’est une source d’énergie qui ne produit pas directement de gaz à effet de serre.
• 15% de la production électrique française est perdue au cours de son transport, les panneaux photovoltaïques pour particulier produisent sur le lieu de consommation.
• Par ailleurs, les panneaux solaires photovoltaïques peuvent être récupérés et recyclés. Les cellules en silicium peuvent être réutilisées dans de nouveaux modules photovoltaïques après purification.

Selon le site Solairedirect : une installation solaire de panneaux photovoltaïques résidentielle moyenne, permet d’économiser jusqu’à 35t de CO₂ sur 20 ans, soit l’équivalent des émissions de CO₂ de quatre tours du monde en voiture. Pour une installation classique de panneaux photovoltaïques, une dizaine de grammes par an de matière hautement radioactive à longue vie est évitée.

La rentabilité des panneaux photovoltaïques

L’électricité photovoltaïque a deux utilisations différentes.

• L’utilisation de l’électricité produite pour votre consommation. C’est le cas notamment des habitations en site isolé non raccordé au réseau. Mais c’est le cas également des équipements : à toute petite échelle des lampes solaires de jardin, mais cela peut être également utilisé pour alimenter en électricité une pompe à eau. La rentabilité de cet investissement réside principalement dans l’économie du coût de raccordement au réseau, mais également dans les coûts d’utilisation modique. Toutefois, ce système nécessite l’installation de batteries afin de stocker l’électricité en période nocturne notamment.

A partir d’un éloignement de 2 à 3 km d’un réseau, le solaire se révèle moins couteux qu’une extension de lignes.

• La plupart des installations solaires avec panneaux solaires photovoltaïques sont raccordées au réseau ce qui vous permet de produire de l’électricité verte en revendant tout ou partie de sa production à EDF. Le tarif de revente étant supérieur au tarif d’achat, environ 5 fois supérieur, il est plus pertinent de revendre la totalité de sa production. La rentabilité de l’investissement dans des panneaux photovoltaïques réside donc dans le prix de revente très avantageux et garanti. Cela devient quasiment un placement financier et écologique.

Les installations sont relativement chères (entre 15 000 et 20 000 euros), mais la rentabilité, grâce au prix de rachat et aux aides financières et fiscales, est très intéressante et l’amortissement assez rapide.

Les avantages des panneaux photovoltaïques

L’électricité photovoltaïque possède l’énorme avantage de proposer un système durable, fiable et simple :

• Les panneaux photovoltaïques ont une durée de vie de plus de 25 ans.  Un module photovoltaïque doit fonctionner à 90% de la puissance initiale au bout de 10 ans et 80% au bout de 20 ans. La durée de vie des onduleurs est par contre plus courte : environ 10 ans. Il faut donc prévoir de les changer et d’inclure ce surcoût dans votre étude de rentabilité.
• L’entretien des panneaux est extrêmement réduit : la pluie nettoie les panneaux.
• Les panneaux photovoltaïques ne produisent pas de bruit, comme les éoliennes, ni de champs magnétiques.

Fonctionnement des panneaux photovoltaïques

La récupération de l’énergie solaire s’effectue par des cellules photovoltaïques qui ont pour constituant de base les semi-conducteurs, comme le silicium.

Les cellules sont assemblées en modules. Les modules vont de micro-puissances de moins de 2 Watts crête à des capacités unitaires de 300 Watts crête. Le Watt crête caractérise la puissance d’un panneau photovoltaïque dans les conditions d’ensoleillement optimales. La production annuelle d’un système photovoltaïque bien orienté, avec une puissance de 1000 Wc peut varier entre 900 kWh au Nord de la France à 1100 kWh au Sud.

Les modules des panneaux photovoltaïques produisent du courant continu, qu’il faut convertir en courant alternatif pour l’adapter à la plupart des appareils électriques. L’utilisation en site isolé demande par contre de pouvoir stocker le courant pour une utilisation de nuit ou par mauvais temps.

Les types de panneaux photovoltaïques

Il existe 3 types de panneaux photovoltaïques :

• Les panneaux photovoltaïques solaires amorphes ont un taux de rendement plus faible (ils ont un rendement de 5 à 8%), mais sont adaptés pour les situations de faible luminosité et coûte moins cher.
• Les panneaux solaires monocristallins ont un taux de rendement élevés (ils ont un rendement de 13 à 17%), mais ils coûtent cher.
• Les panneaux photovoltaïques solaires polycristallins ont le meilleur ratio coût/productivité (ils ont un rendement de 12 à 14%) ; ils sont généralement à privilégier.

Comment et où installer des panneaux photovoltaïques ?

Toutes les habitations peuvent-elles accueillir des panneaux photovoltaïques solaires ?

L’installation photovoltaïque est à privilégier sur les toits de préférence, voire les façades orientées vers le sud, ou à la rigueur vers l’est ou l’ouest.

Le rendement optimal des panneaux photovoltaïques est obtenu avec une inclinaison comprise entre 30 et 60 degrés pour une orientation vers le sud.

Il faut également faire attention aux ombres portées sur votre toit : arbres, maison voisine, poteau électrique, cheminée…

Il est à noter que le photovoltaïque n’est pas l’apanage des maisons du sud : le nord ou l’est de la France peuvent également bénéficier d’un ensoleillement suffisant pour rentabiliser une installation. Même s’il y a des nuages, les panneaux solaires photovoltaïques fonctionnent, mais juste un peu moins.

Quelle surface pour les panneaux photovoltaïques ?

Le rendement des panneaux photovoltaïques solaires dépend de l’exposition (orientation, pente et obstacles), de l’ensoleillement du site et de la performance technique des panneaux et de l’onduleur. Une installation solaire photovoltaïque produit en France de 700 à 1300 kWh par an pour chaque kWc de puissance installée. En moyenne, on considère 100 kWh par m². Certains sites (http://www.geo-solar.fr/) propose de personnaliser cette mesure en fonction de votre situation géographique. La consommation électrique moyenne d’un couple est de 2500 kWh et 3000 kWh pour un foyer de 4 personnes. Cette consommation n’intègre pas les dépenses de chauffage électrique.

Pour un foyer de 4 personnes, il faut donc compter environ 30 m² de panneaux solaires.

Selon votre installation et votre localisation, vous pouvez économiser de 40 à 100 % de votre consommation électrique hors chauffage.

Le coût d’une installation de panneaux photovoltaïques de 3000 kWH en intégration au bâti avec une TVA à 5,5 % est d’environ 25 000 euros, avant prise en compte des aides et crédits d’impôt, composé approximativement de 60 % de panneaux, 15 % d’onduleur et 25 % pour l’installation.

Les démarches à réaliser pour installer des panneaux photovoltaïques

L’installation de panneaux photovoltaïques engendre des démarches administratives que le professionnel réalisant l’installation peut effectuer à votre place :

• déclaration de travaux auprès de la mairie ;
• obtention auprès de la DRIRE du certificat nécessaire à l’ouverture de l’obligation d’achat par EDF du courant électrique produit ;
• obtention auprès d’EDF du contrat de raccordement ;
• obtention auprès d’EDF du contrat d’achat ;
• formalités d’assurance ;
• notification de mise en service de votre installation

Afin de percevoir votre dû, vous devez facturer chaque année à ERDF (Electricité Réseau Distribution France) l’électricité produite par votre installation photovoltaïque durant l’année écoulée.

Vous devez installer un deuxième compteur pour comptabiliser l’électricité produite et injectée dans le réseau public.

L’électricité photovoltaïque en quelques chiffres

L’énergie solaire est inépuisable et surabondante  : en une heure, le soleil délivre autant d’énergie qu’une année de consommation d’électricité dans le monde  ! Pour couvrir la totalité des besoins mondiaux en électricité avec le photovoltaïque, une surface de 145 000 km² serait suffisante, ce qui représente 4 % de la surface des déserts. Ce gisement est inépuisable et disponible partout.

En France métropolitaine, le nombre d’installations raccordées au réseau électrique est passé de 550 fin 2004 à 8 800 fin 2008. La production du parc photovoltaïque français raccordé au réseau, représente aujourd’hui environ 70 millions de kWh d’électricité, soit l’équivalent de la consommation de 31 200 habitants.

Théoriquement, il suffirait en France de réaliser le seul côté sud des toits en modules photovoltaïques pour produire toute l’énergie électrique nationale.

En conclusion, les panneaux solaires photovoltaïques servent à produire de l’électricité pour sa propre consommation (en site isolé notamment) ou pour réinjecter dans le réseau public. Pour la plupart des gens, c’est plus un investissement financier.