Durée de vie de l’installation solaire : panneaux, batteries et onduleurs

publié le 25/06/2021 | mis à jour le 18/12/2022 | par Laurie Fouché

Quelle est la durée de vie des panneaux solaires ?

De nombreux consommateurs cherchent à savoir combien de temps ils pourront garder leurs panneaux solaires et à quelle date il faudra envisager de les remplacer. On estime que les panneaux solaires photovoltaïques polycristallins et monocristallins fabriqués aujourd’hui peuvent produire de l’électricité pendant plus de 40 ans ; l’estimation prudente qui revient souvent est « de 30 à 40 ans ». Pour ce qui est des panneaux solaires thermiques qui servent à produire de l’eau chaude, on considère généralement que leur durée de vie est comprise entre 20 et 30 ans, mais il s’agit là aussi d’une fourchette plutôt basse, et l’installation peut fonctionner plus longtemps. Dans ce cas-là, « durée de vie » signifie la période pendant laquelle l’appareil fonctionne sans problème, même si le rendement diminue.

Il est important de bien faire la différence entre durée de vie et durée de la garantie constructeur :

• la garantie constructeur produit est la période pendant laquelle le fabricant assure que l’appareil fonctionnera. En cas de panne due à un défaut du module, la garantie pourra être utilisée pour faire faire les réparations par le constructeur. La garantie produit des panneaux photovoltaïques est généralement de 25 ans. Pour les panneaux thermiques, elle va de 10 à 15 ans ;
• la garantie linéaire de production concerne le rendement des panneaux solaires, car avec le temps leur production baisse. Les fabricants garantissent donc que la production électrique maintiendra un certain niveau sur une très longue durée, généralement de 90 % après 10 à 15 ans d’utilisation et 80 % après 25 ans.

Les garanties constructeurs sont basées sur les tests faits en laboratoire par les producteurs de modules, mais il faut souligner qu’ils ont encore peu de recul sur les vraies performances de leurs produits en conditions réelles. En effet, l’énergie solaire commencera à être utilisée dans les années 1950, et les premières cellules photovoltaïques ont été produites à grande échelle à partir des années 1970, il y a une cinquantaine d’années. De plus, depuis les premières installations de panneaux solaires, de nombreux progrès ont été faits et les modules fabriqués aujourd’hui sont plus résistants et performants que les panneaux de première génération.

Cela signifie que les durées garanties par les constructeurs sont plutôt basses par rapport au potentiel de leurs panneaux, pour la garantie produit comme pour la garantie linéaire de production. Les panneaux solaires peuvent produire plus et bien plus longtemps que ces durées peuvent le laisser supposer. Il est impossible de connaître exactement la longévité d’un panneau solaire lors de son installation ; l’idéal pour choisir son panneau solaire est donc de comparer les garanties constructeurs qui sont quant à elles connues dès l’achat.

Longévité des centrales solaires photovoltaïques

Pour se faire une idée précise de la longévité des panneaux photovoltaïques, il est intéressant de se pencher sur l’état des centrales solaires installées depuis déjà plusieurs décennies. En effet, les technologies utilisées à grande échelle et chez les particuliers sont les mêmes. Deux études scientifiques ont été menées récemment sur le sujet :

1. l’étude réalisée par l’INES (Institut national de l’énergie solaire) en 2012 sur la centrale solaire Phébus 1 installée par l’association Hepsul en 1992 ;
2. le projet « Comportement à long terme des installations photovoltaïques raccordées au réseau » mené par le laboratoire des systèmes photovoltaïques de la Haute école spécialisée bernoise qui a produit des résultats chiffrés basés sur la centrale de Mont-Soleil en 2018.

La centrale solaire Phébus 1

Phébus 1 est la première centrale photovoltaïque connectée au réseau d’électricité en 1992. Composée de 15 panneaux, elle représentait une avancée significative dans le domaine des énergies renouvelables en France. D’autres installations photovoltaïques ont existé avant, mais elles étaient en autoconsommation d’électricité uniquement, avec un système de stockage et sans injection du surplus sur le réseau.

L’étude de l’INES avait comme objectif de contrôler l’état de l’installation et de faire un bilan de sa production après 20 ans d’utilisation, ainsi que de comparer ses performances aux garanties constructeurs. Le bilan est très positif :

• la perte de production due au vieillissement de l’installation est de 8,2 % d’après des tests standards réalisés en laboratoire ;
• le rendement de ces panneaux en condition réelle, notamment à faible luminosité, est inférieur à celui de panneaux similaires récents de 4 points de pourcentage environ ;
• les cellules photovoltaïques et les câbles de connexion restent en très bon état.

La baisse de rendement maximale prévue sur 20 ans par les constructeurs au début des années 90 était de 20 %. Cette étude montre donc qu’il s’agissait d’une estimation très prudente, et que les consommateurs peuvent s’attendre à de meilleurs rendements sur le long terme.

La centrale solaire de Mont-Soleil

Le Mont-Soleil est un sommet du massif du Jura qui abrite la centrale photovoltaïque éponyme depuis 1992. Il s’agit de la centrale solaire la plus puissante de Suisse et d’un haut lieu de recherche scientifique dans le domaine du photovoltaïque (rendements obtenus, impact de l’inclinaison et l’orientation des panneaux solaires, résistance aux conditions climatiques de montagne, etc.). De plus, depuis 2012, l’installation est équipée d’un espace découverte qui a pour but de partager avec le public les enseignements tirés de ce projet.

La durabilité de l’installation solaire a permis de nombreux tests en conditions réelles. En 2017, soit après 25 ans d’utilisation des modules d’origine, le directeur de la Société Mont-Soleil Jakob Vollenweider affirmait : « En 25 ans, nous avons eu une perte de performance d’environ 5 % […]. Ceci montre qu’une centrale [photovoltaïque] vieillit lentement. ». Ce chiffre est basé sur les mesures effectuées par la Haute école spécialisée bernoise. M. Vollenweider ajoute même « Actuellement, il n’y a pas de raisons de changer les panneaux. ».

Cela laisse penser que la longévité des panneaux solaires est bien plus longue que ce qui était annoncé à leur installation dans les années 90. De plus, comme dans le cas de la centrale Phébus 1, la production après 20 ans est bien supérieure à ce qui était attendu, puisque la baisse après 25 ans n’est ici que de 5 % environ.

Durée de vie des batteries pour panneau solaire

Certaines personnes ont besoin de stocker de l’électricité, par exemple parce que le logement n’est pas raccordé au réseau. Dans ce cas-là, la plupart des consommateurs investissent dans des batteries qui permettent d’emmagasiner l’électricité produite par les panneaux photovoltaïques pour l’utiliser lorsque le soleil ne brille plus.

La longévité d’une batterie domestique est généralement de 10 ans. Toutefois, selon le nombre de cycles charge-décharge effectués sur cette période, leur durée de vie peut s’allonger. Comme pour les modules photovoltaïques, il est important de noter que les performances des batteries diminuent avec le temps. Elles peuvent rester utilisables plus longtemps que la dizaine d’années généralement garantie, mais avec des capacités réduites, c’est-à-dire qu’elles peuvent stocker de moins en moins d’énergie et il faut alors les changer.

Durée de vie des onduleurs photovoltaïques

La pose de panneaux photovoltaïques inclut forcément un onduleur. Cet appareil sert à transformer le courant continu généré par le module en courant alternatif qui peut être utilisé dans le logement, injecté sur le réseau ou stocké sur une batterie. Il existe deux types d’onduleurs solaires :

1. l’onduleur de chaîne, ou central, qui transforme l’électricité de tous les panneaux simultanément ;
2. le micro-onduleur qui doit être installé sur chaque panneau et gère uniquement cet appareil.

L’onduleur central

L’onduleur de chaîne gère toute l’installation photovoltaïque. Il est généralement installé en intérieur et est facilement accessible. Comme pour la batterie, sa durée de vie est généralement comprise entre 8 et 12 ans. Passé ce délai, il est important de le faire contrôler régulièrement et, s’il cesse de fonctionner, il n’y a pas d’autre option que de le faire changer.

La plupart des modèles sont garantis sur 5 ans, et certains fabricants commencent à allonger cette durée pour se rapprocher des 10 ans. À caractéristiques égales, il est conseillé d’opter pour l’onduleur dont la garantie est la plus longue. En effet, cela témoigne d’une grande confiance du constructeur en son produit et permet au consommateur de faire réparer gratuitement son appareil pendant une durée plus importante. Soulignons également que certaines marques proposent des extensions de garantie qui vont de 10 à 20 ans ; l’appareil est alors remplacé gratuitement lorsqu’il arrive en fin de vie.

Le micro-onduleur

Le micro-onduleur doit être installé directement sous le panneau solaire, il en faut donc un pour chaque module. Leur durée de vie fait l’objet de beaucoup de spéculations : cette technologie est relativement récente et, malgré les tests en laboratoire, les fabricants ont peu de recul sur le vieillissement des micro-onduleurs en conditions réelles.

Une étude réalisée en 2008 par Enphase, un producteur de micro-onduleurs solaires, affirme que la durée de vie des condensateurs est supérieure à 50 ans. Notons toutefois que ce résultat ne se base que sur les performances des condensateurs électrolytiques (un composant du micro-onduleur) et que cette étude a été financée par un fabricant qui a intérêt à ce que les résultats soient bons. Cela ne remet pas en cause le sérieux de cette étude, mais un biais existe forcément. Les résultats de cette étude restent impressionnants, et il est évident que les micro-onduleurs produits aujourd’hui auront une durée de vie longue, probablement similaire à celle annoncée pour les panneaux photovoltaïques (30 à 40 ans).

En ce qui concerne la garantie produit de ces onduleurs, elle est généralement de 20 ans, les constructeurs sont donc confiants dans le fait que les micro-onduleurs ont une durée de vie supérieure à 20 ans. Cela peut constituer un problème compte tenu de la durée de vie des panneaux solaires, qui est de 30 à 40 ans (parfois plus) avec une baisse de production continue tout au long de cette période. La question se pose donc de savoir que faire si les micro-onduleurs arrêtent de fonctionner après 25, ou même 30 ans d’utilisation. En effet, les remplacer à neuf sur une installation photovoltaïque vieillissante n’est pas forcément judicieux financièrement. La solution peut alors être d’investir dans un onduleur central, moins cher qu’un ensemble de micro-onduleurs.

Durée de vie d’une installation photovoltaïque

Chaque composant d’une centrale solaire a donc sa propre durée de vie. Pour qu’elle fonctionne dans les meilleures conditions, il faut veiller à maintenir chaque élément dans un parfait état et à remplacer les appareils en fin de vie.

Entretien et nettoyage de l’installation solaire

Le traitement réservé à la centrale solaire par son propriétaire a une influence sur sa durée de vie et son rendement à long terme. Le nettoyage des panneaux solaires est une étape indispensable pour assurer leur bon fonctionnement et doit être effectué régulièrement pour des performances optimales (une à deux fois par an, selon les cas). Le nettoyage des panneaux solaires peut parfaitement être réalisé par les propriétaires, mais il peut également être confié à des professionnels. Quelle que soit l’option choisie, le lavage des panneaux solaires doit se faire :

• en prenant toutes les mesures de sécurité liées au travail en hauteur (baudrier, corde, casque, échelle sécurisée, etc.) ;
• de préférence au printemps ou à l’automne, ou après un événement climatique particulièrement salissant ;
• le matin, quand les modules sont encore frais, de manière à éviter un choc thermique qui pourrait fragiliser les panneaux ;
• avec de l’eau tiède, pour la même raison ;
• à l’aide d’un chiffon doux, sans produit abrasif qui pourrait endommager la surface des panneaux.

L’étude de l’INES réalisée sur la centrale Phébus 1 en 2012 a mis en évidence une baisse de rendement moyenne de 2,72 % due à la saleté accumulée à la surface des cellules photovoltaïques. La DGS e.V., la section allemande de la Société internationale de l’énergie solaire (ISES), estime quant à elle que la baisse de rendement de panneaux photovoltaïques sales est généralement comprise entre 2 et 7 %.

Assurances pour panneaux solaires

Pour protéger les panneaux solaires et le domicile qu’ils alimentent sur le long terme, il existe plusieurs solutions. Comme mentionné plus haut, tous les composants d’une installation solaire, qu’elle soit photovoltaïque ou thermique, disposent d’une garantie constructeur en cas de défaut d’un appareil. De plus, de nombreux fabricants proposent des extensions de garantie payantes qui peuvent aller jusqu’à 20 ans.

Il faut cependant savoir que ces garanties ne couvrent pas les risques encourus par le reste du logement et ses occupants en cas de dysfonctionnement (incendie, dégât des eaux, électrisation, etc.). Pour être couvert en cas de dégâts causés par l’installation solaire, c’est vers une compagnie d’assurances qu’il faut se tourner. Aujourd’hui, la plupart des assurances « multirisque habitation » peuvent couvrir des panneaux solaires, mais leur présence doit être mentionnée au contrat. Il faut également savoir que cela fait augmenter la cotisation annuelle puisque les risques couverts sont plus larges. Il est vivement conseillé de contacter l’assureur du logement une fois les panneaux solaires installés pour discuter des options possibles.

L’assurance habitation inclut généralement une responsabilité civile qui couvre les dommages provoqués par le souscripteur. Pour les propriétaires de panneaux solaires, cela peut également inclure une responsabilité civile spéciale « particulier producteur d’énergie » qui prend en charge les dommages que pourrait causer l’installation à une tierce personne (incendie qui se propage, agent Enedis ou réparateur blessé, etc.). Pour le raccordement de l’installation solaire au réseau électrique, il est obligatoire de souscrire une responsabilité civile particulier producteur d’énergie.

Des garanties complémentaires peuvent venir compléter ces assurances de base avec pour objectif spécifique de protéger les panneaux et d’augmenter leur durée de vie. Ces options permettent par exemple de se prémunir contre :

• le vol ;
• le vandalisme ;
• les défauts d’étanchéité du toit, particulièrement dans le cas d’une pose en intégration au bâti ;
• les aléas naturels (vents violents, grêle, foudre, etc.) ;
• les pertes d’exploitation en cas de panne qui empêche la vente d’électricité à EDF Obligation d’Achat.

La pose de panneaux solaires permet de faire des économies tout en diminuant l’empreinte carbone du ménage. Toutefois, l’investissement initial est conséquent, et il convient de prendre soin des panneaux pour leur garantir une durée de vie aussi longue que possible. Les moyens les plus sûrs de protéger cette installation sont un entretien régulier et une assurance complète. Pour les personnes qui souhaitent faire des économies et un geste pour l’environnement mais qui ne peuvent pas se permettre d’acheter des panneaux solaires, il est possible de changer de fournisseur pour disposer d’un contrat d’électricité verte moins chère.