Panneau solaire hybride hydraulique : le guide complet

publié le 25/05/2021 | mis à jour le 29/07/2023 | par Laurie Fouché

Fonctionnement des panneaux solaires hybrides

Les panneaux solaires hybrides sont souvent appelés panneaux solaires PVT (ou PV-T) pour photovoltaïque-thermique. Le principe est simple : il s’agit de produire de l’électricité comme avec un panneau photovoltaïque classique tout en utilisant la chaleur des rayons du soleil, comme avec des panneaux solaires thermiques. Il existe deux types d’appareils, utilisant chacun une technologie différente :

• le panneau solaire hybride à eau, ou hydraulique ;
• le panneau solaire hybride à air, ou aérovoltaïque.

Ces deux options ont un fonctionnement différent et sont chacune adaptée à des projets bien particuliers.

Panneaux solaires hybrides hydrauliques

Les panneaux solaires hybrides à eau sont un mix parfait entre photovoltaïque et thermique, ces deux types de panneaux sont combinés en un seul :

• les panneaux hybrides à eau sont posés en toiture, par-dessus la couverture déjà en place ;
• la face du dessus est composée de cellules photovoltaïques qui produisent de l’électricité ;
• sur la face inférieure se trouve un échangeur de chaleur. Il absorbe la chaleur qui se dégage du panneau et la transmet à un fluide caloporteur ;
• ce fluide est envoyé dans le logement, la plupart du temps pour participer à produire de l’eau chaude sanitaire. Le fluide traverse alors un serpentin qui se trouve dans le ballon d’eau chaude.

Techniquement, il est aussi possible de faire circuler le fluide caloporteur dans un réseau de radiateurs pour chauffer l’air ambiant de l’habitation, mais, dans la pratique, cette solution est peu souvent implémentée car très coûteuse pour un bénéfice limité. Signalons aussi qu’il existe des panneaux solaires hybrides pour piscine qui produisent de l’électricité tout en chauffant l’eau du bassin.

Les fabricants de panneaux solaires hybrides affirment que le refroidissement des cellules photovoltaïques augmente le rendement du panneau de l’ordre de 5 à 10 % ; cela s’explique par le fait que les panneaux photovoltaïques ne fonctionnent plus à plein régime lorsque leur température de surface augmente. De plus, l’utilisation de la chaleur produite permet de faire baisser les factures et l’impact environnemental du chauffage. Notons toutefois que c’est une solution coûteuse, particulièrement en comparaison avec une simple installation de panneaux photovoltaïques.

Panneaux solaires hybrides aérovoltaïques

Les panneaux solaires aérovoltaïques sont une solution deux-en-un qui permet de produire de l’électricité photovoltaïque et de chauffer un logement (ou des bureaux) grâce à une installation unique, différente du panneau hybride à eau. Pour cela :

1. les panneaux aérovoltaïques doivent aussi être installés en toiture, en surimposition. Cela signifie qu’il y a un espace entre la toiture « normale » et les panneaux ;
2. le dessus des panneaux est composé de cellules photovoltaïques qui génèrent de l’électricité lorsqu’elles sont exposées au soleil ;
3. l’air qui se trouve directement sous les panneaux hybrides à air a tendance à être bien plus chaud que l’air ambiant. Il est aspiré, filtré puis réparti dans le logement ;
4. les panneaux photovoltaïques sont ainsi refroidis, et l’habitation est réchauffée en même temps.

Là aussi, l’intérêt du panneau solaire hybride à air est double : augmenter le rendement photovoltaïque en faisant baisser la température des panneaux et faire des économies sur le chauffage en utilisant l’énergie solaire qui est gratuite, renouvelable et disponible en grande quantité.

Avantages et inconvénients du solaire hybride à eau

Le panneau solaire hybride hydraulique compte de nombreux points forts :

• le rendement en termes de production d’électricité est plus élevé qu’avec un panneau photovoltaïque classique ;
• toute l’énergie solaire est valorisée grâce à une double production chaleur-électricité ;
• un panneau solaire hybride mixte photovoltaïque/thermique présente un gain de place considérable en comparaison avec une installation photovoltaïque et un système thermique séparés ;
• les solutions hybrides hydrauliques sont éligibles à des aides de l’État, dont certaines ne sont pas disponibles pour le photovoltaïque simple ;
• le refroidissement des cellules photovoltaïques permet de diminuer les risques d’apparition d’un point chaud qui peut endommager le module ;
• ces appareils permettent de faire des économies significatives sur les factures d’énergie ;
• la présence de panneaux solaires hybrides améliore le Diagnostic performance énergétique (DPE) du logement et augmente sa valeur en cas de vente.

Si ce panneau est une innovation de taille du fait de son efficacité et de sa double fonction, il présente tout de même plusieurs désavantages :

• le prix d’achat d’une installation hybride à eau est supérieur à une centrale photovoltaïque domestique classique ;
• les économies supplémentaires (par rapport au photovoltaïque simple) ne justifient pas toujours le montant plus élevé à l’investissement ;
• de nombreuses compétences sont nécessaires pour installer un système hybride photovoltaïque-thermique. Les installateurs capables de le faire sont peu nombreux, cela peut encore faire augmenter le tarif pour un projet hybride ;
• la production de chaleur d’un panneau hybride est moins importante que celle d’un panneau solaire thermique seul ;
• que ce soit pour la production d’électricité ou d’eau chaude, le panneau solaire hybride est une solution d’appoint qui doit forcément être complétée par une autre source d’énergie plus prévisible ;
• tout comme le panneau photovoltaïque simple, le panneau hybride hydraulique dépend de l’ensoleillement pour son bon fonctionnement, et l’énergie solaire est imprévisible et intermittente. Son plus gros défaut est que les périodes d’ensoleillement maximal correspondent aux consommations minimales en électricité et en chaleur (été) et inversement en hiver ;
• en été, la consommation d’eau chaude sanitaire baisse, et le refroidissement du module photovoltaïque est donc moindre lorsqu’il est le plus nécessaire.

Installation de panneaux hybrides à eau

Les panneaux deux-en-un photovoltaïques et thermiques hydrauliques s’installent sur les mêmes emplacements que les modules photovoltaïques simples. Ils sont en général posés sur la toiture d’un bâtiment, qu’il soit neuf ou ancien et fonctionnent donc avec tous les types d’habitations. L’inclinaison idéale du toit est de 30° et l’orientation doit être plein sud, sud-ouest, ou sud-est. L’emplacement parfait pour un panneau solaire hybride est dégagé toute la journée ; il n’est ni à l’ombre d’un arbre, ni d’une cheminée, ni d’un bâtiment voisin. Comme pour le photovoltaïque, il faut demander une autorisation d’urbanisme pour panneaux solaires hybrides avant de les faire poser.

Malgré ses atouts, cette solution, qui existe depuis plusieurs années déjà, peine à se faire une place sur le marché français, et peu de particuliers y ont recours. Une des raisons qui explique cela est que la pose de panneaux solaires hybrides est une étape délicate que très peu de professionnels sont disposés à faire aujourd’hui. En effet, un installateur de panneaux hybrides hydrauliques doit avoir la certification RGE (Reconnu garant de l’environnement) en :

• électricité ;
• couverture ;
• plomberie/chauffage.

De plus, l’augmentation du rendement des cellules photovoltaïques et les économies de chauffages prévues ne suffisent pas toujours à justifier la différence de prix entre panneaux hybrides et panneaux photovoltaïques. Pour des installations domestiques, la rentabilité de panneaux photovoltaïques est souvent meilleure que celle de panneaux hybrides.

Si cette technologie n’a jamais connu de franc succès auprès des particuliers, elle est toutefois très adaptée à d’autres types de projets. En 2020, un expert photovoltaïque de l’Association pour la promotion des énergies renouvelables (APERe) affirmait que le photovoltaïque-thermique est une solution parfaite pour certaines situations bien particulières comme les piscines où « il y a de gros volumes et des besoins électriques non négligeables (pompes, ventilation, etc.) tout en ayant souvent peu de place ». Il ajoute que « les hôpitaux sont des lieux intéressants également » du fait de leurs besoins importants en électricité et en chaleur. En ce qui concerne le marché domestique, cet expert de l’APERe estime que « chez les particuliers, […] c’est le photovoltaïque qui reste la solution la plus économique, la plus flexible, la plus fiable et mature ».

Prix des panneaux solaires hybrides hydrauliques

Comme mentionné précédemment, le coût d’une installation solaire hybride est plutôt élevé, ce qui en fait un investissement conséquent. Pour un total de trois kilowatt-crête (kWc), on considère qu’il faut débourser entre 12 000 et 16 000 € pour le matériel et sa pose par un professionnel. Certes, ce montant peut être rentabilisé dans le temps si le projet est bien adapté au logement et aux habitudes de consommation de ses occupants. Mais il est aussi possible de perdre de l’argent si la préparation a été insuffisante.

Pour se faire une idée des fourchettes de prix des panneaux solaires, voici un tableau qui permet de comparer les différentes options. Les prix mentionnés sont de simples estimations, elles incluent l’achat des panneaux et leur installation par un professionnel agréé. Pour être sûr de payer le juste prix pour vos travaux, il est vivement recommandé de demander plusieurs devis à plusieurs entreprises de pose de panneaux (en général entre trois et six).

La rentabilité de l’énergie solaire est intéressante pour la partie photovoltaïque, notamment grâce aux économies réalisées sur les factures et aux aides détaillées ci-dessous (prime à l’autoconsommation et tarif subventionné en particulier). Sur la partie thermique, il est plus difficile de calculer précisément l’impact des installations : la chaleur ne peut pas être revendue, ni stockée de manière satisfaisante. De plus, pour que cet investissement soit rentable, il faut que les besoins en chaleur du logement (eau chaude au chauffage) soient très importants et couverts en grande partie par le solaire.

Pour les consommateurs qui cherchent à investir dans le solaire pour faire des économies sur le long terme, le photovoltaïque seul est donc un pari moins risqué. Rien n’empêche par la suite d’investir dans un chauffe-eau solaire ou quelques panneaux thermiques à poser sur le toit.

Aides financières pour panneaux photovoltaïques-thermiques à eau

Dans le but d’encourager le développement des énergies renouvelables, les pouvoirs publics ont créé plusieurs aides financières pour l’installation de panneaux solaires. Ces « coups de pouce » de l’État sont différents selon qu’il s’agit d’une installation photovoltaïque, thermique, hybride à air ou hybride à eau.

Les panneaux solaires hybrides hydrauliques sont éligibles :

• à MaPrimeRénov’, l’aide qui remplace le Crédit d’impôt transition énergétique (CITE). Cette subvention est propre au thermique et à l’hybride, elle n’est pas disponible pour les installations en photovoltaïque simple ;
• à l’éco-prêt à taux zéro (cumulable avec d’autres aides) qui permet d’effectuer des travaux d’amélioration de la performance énergétique des habitations sans s’endetter à des taux élevés ;
• à la prime énergie est une aide qui permet aux particuliers de financer une partie des coûts des travaux de rénovation énergétique de leur domicile. L’installation de panneaux solaires hybrides peut être éligible à la prime énergie, selon les ressources du foyer ;
• à la TVA à taux réduit (5,5 %) sur le matériel et la pose ;
• aux Certificats d’économie d’énergie (CEE), qui peuvent être obtenus pour financer des travaux qui permettront des économies d’énergie futures.

De plus, les panneaux solaires hybrides produisant de l’électricité, il est possible de profiter du tarif d’achat du photovoltaïque subventionné par l’État. En effet, EDF Obligation d’Achat, souvent appelé EDF OA, a l’obligation d’acheter l’électricité verte à des prix fixes sur 20 ans. Ce soutien financier permet de rentabiliser rapidement une installation photovoltaïque, notamment si le demandeur bénéficie également de la prime à l’autoconsommation. Ces aides dédiées au photovoltaïque peuvent aussi être obtenues pour des panneaux solaires hybrides à eau.

Avis sur les panneaux solaires hybrides PV-T

Les panneaux photovoltaïques-thermiques constituent une nouvelle technologie encore peu connue des particuliers. Certains professionnels du secteur du solaire en profitent pour faire croire à leurs clients potentiels que ces appareils révolutionnaires vont les rendre autonomes en électricité et en production d’eau chaude. Cela est bien évidemment impossible, et les panneaux hybrides à eau ne sont qu’une solution d’appoint, faite pour être utilisée en complément d’un système qui fonctionne quel que soit le temps (ce qui n’est pas le cas du solaire).

Chez les particuliers, le panneau solaire hybride est conseillé pour un logement neuf, ou une maison ancienne dont l’isolation a été entièrement revue. Cette solution est particulièrement adaptée à une maison basse consommation où la chaleur produite sera parfaitement valorisée et où les économies seront effectivement au rendez-vous.

Pour les bâtiments dont l’isolation n’est pas irréprochable, nous conseillons plutôt de se tourner vers des modules photovoltaïques simples pour commencer à produire rapidement de l’électricité. En parallèle, il est important de se renseigner sur les travaux possibles pour améliorer les performances énergétiques du logement, surtout en ce qui concerne l’isolation thermique : c’est l’investissement le plus rentable en termes financiers et de confort. De plus, des aides pour la rénovation énergétique peuvent être accordées aux Français, selon la situation de la famille et l’état du logement.

Enfin, pour faire des économies sans débourser un seul centime, il est toujours possible de choisir le fournisseur le moins cher pour le contrat d’électricité du logement. Les experts énergie Choisir.com sont joignables gratuitement par téléphone pour accompagner les consommateurs dans leur démarche. Ce service est gratuit et sans aucun engagement.