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Différences entre les panneaux solaires photovoltaïques, thermiques et hybrides

L’expression « panneaux solaires » s’applique aujourd’hui à plusieurs technologies différentes, et il n’est pas toujours évident de trouver les bonnes informations en ligne. Cet article fait un état des lieux de toutes les technologies appelées panneaux solaires et dresse un comparatif de leurs caractéristiques.

Différences entre panneau solaire et panneau photovoltaïque

Quelle est la différence entre un panneau solaire et un panneau photovoltaïque ?

Un panneau photovoltaïque est un module généralement bleu ou noir et fabriqué à partir de silicium et de verre. Les cellules photovoltaïques qui le composent produisent de l’électricité lorsqu’elles sont exposées aux rayons du soleil.

Le terme de panneau solaire fait quant à lui référence à tous les modules qui permettent d’utiliser l’énergie solaire pour répondre aux besoins des occupants d’un logement ou des utilisateurs d’un bâtiment.

Techniquement, il n’est donc pas possible de comparer les panneaux solaires aux panneaux photovoltaïques car ces derniers sont un type de panneaux solaires parmi d’autres.

Les différents types de panneaux solaires les plus courants sont :

Pour simplifier, les panneaux solaires sont un groupement de technologies dont le but est de mettre à profit l’énergie renouvelable qu’est le solaire. Les panneaux photovoltaïques quant à eux sont une de ces catégories et transforment les rayons du soleil en électricité.

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Comment fonctionnent les différents panneaux solaires ?

Les usages qui sont faits des différentes technologies solaires sont variés, et le fonctionnement de chaque type de module lui est également propre. Voyons comment ces panneaux marchent.

Panneaux photovoltaïques

Les modules photovoltaïques, comme leur nom le suggère, utilisent l’effet photovoltaïque pour produire de l’électricité. Ils sont composés de deux couches de silicium, un matériau semi-conducteur. Voici ce qu’il se passe au niveau atomique lorsque ces panneaux sont exposés au soleil :

  1. les photons qui composent la lumière viennent frapper la surface du module ;
  2. une partie de l’énergie dont bénéficient ces photons est transférée aux atomes de silicium qui composent le panneau ;
  3. le module est fabriqué de manière à ce que cette énergie soit exactement celle nécessaire à ce qu’un électron se détache d’un atome et aille se joindre à un autre ;
  4. la répétition de cette action crée une circulation d’électrons et donc un courant électrique continu.
exemple de cellule photovoltaïque au silicium cristallin
Source : ADEME

L’électricité produite ainsi prend la forme d’un courant continu. Pour être utilisé, il doit être transformé en courant alternatif. C’est pour cela que toutes les installations photovoltaïques sont équipées soit d’un onduleur de chaîne pour tous les modules, soit d’un micro-onduleur par panneau.

Panneaux photovoltaïques souples

Comme précisé un peu plus haut, les modules photovoltaïques les plus vendus en France sont les panneaux solaires polycristallins et monocristallins, qui sont constitués de silicium et de verre. Toutefois, il existe aussi des panneaux amorphes, parfois appelés panneaux à couche mince ou panneaux souples. Ceux-ci sont peu chers et bien adaptés à une utilisation mobile (bateau, camping-car, van aménagé, etc.). Toutefois, ils n’ont pas la durée de vie des panneaux solaires cristallins (30 à 40 ans) et ne fonctionnent qu’une dizaine d’années. Enfin, le rendement des panneaux solaires cristallins est bien meilleur que celui des panneaux souples.

Panneaux thermiques

Les panneaux solaires thermiques, parfois appelés capteurs solaires récoltent la chaleur du soleil pour l’exploiter. Voici comment fonctionne un panneau thermique :

  1. le module est composé d’un serpentin de couleur sombre contenant un fluide caloporteur, c’est-à-dire sélectionné pour sa capacité à transporter la chaleur (le plus souvent de l’eau glycolée). Une vitre de verre recouvre ce serpentin ;
  2. lorsque les rayons du soleil atteignent le panneau, le fluide se réchauffe car la couleur foncée absorbe la quantité maximale de chaleur. De plus, la présence d’une vitre crée un effet de serre qui participe à l’échauffement du fluide ;
  3. le fluide caloporteur est envoyé à un ballon d’eau chaude où un autre serpentin lui permettra de chauffer l’eau qui sera utilisée pour la douche, la vaisselle, etc. Ce fluide caloporteur peut également être utilisé pour chauffer directement un logement.

Les panneaux thermiques utilisent donc exactement la même énergie primaire, l’énergie solaire. La différence entre capteur solaire et panneau photovoltaïque est l’usage qui en est fait : l’un récupère la chaleur, l’autre produit de l’électricité.

Panneaux hybrides

Les modules hybrides à eau sont une solution plus récente qui s’adresse aux consommateurs qui n’arrivent pas à se décider entre panneau solaire photovoltaïque et chauffe-eau solaire. Le fonctionnement du panneau hybride hydraulique est extrêmement simple :

  1. la face supérieure est un panneau photovoltaïque classique qui produit de l’électricité à partir des rayons du soleil ;
  2. en dessous des cellules photovoltaïques se trouve le système thermique qui récupère la chaleur qui se dégage des cellules photovoltaïques ;
  3. le fluide caloporteur est ensuite utilisé pour produire de l’ECS ou chauffer le bâtiment.

De leur côté, les panneaux aérovoltaïques font office de panneau photovoltaïque et de chauffage, mais ils ne peuvent pas produire d’eau chaude. Voici leur fonctionnement :

  1. une toiture photovoltaïque classique est installée en surimposition. Cela signifie que les panneaux ne font pas partie de la couverture du toit, mais sont fixés sur des supports, à quelques centimètres du toit ;
  2. lorsque la température baisse dans l’habitation, un système de ventilation contrôlée insuffle dans le logement l’air chaud qui se trouve sous les panneaux ;
  3. ce système peut également être programmé pour faire office de climatisation la nuit, lorsque les températures extérieures baissent.

Un avantage commun à tous les panneaux hybrides est qu’ils refroidissent les cellules photovoltaïques en fonctionnement. Cela permet d’augmenter leur rendement de 5 à 10 %.

Avis sur les panneaux solaires hybrides

Ces panneaux multifonctions sont souvent commercialisés comme une solution parfaite pour les personnes qui souhaitent faire baisser leur empreinte carbone et faire des économies sur les factures d’électricité. En effet, les rendements affichés sont très élevés : une part importante de l’énergie solaire est récupérée et utilisée par ces dispositifs. Toutefois, en faisant des calculs de rentabilité des panneaux solaires, il apparaît que le coût souvent élevé de ces systèmes les rend difficiles à rentabiliser, et les panneaux photovoltaïques simples sont un investissement plus facile à amortir.

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Pose des panneaux solaires photovoltaïques ou thermiques

Quelle que soit la technologie choisie, l’installation des panneaux solaires se passe de la même manière. Il faut commencer par définir le projet, notamment :

  • le lieu d’implantation (en toiture, panneaux au sol, sur une pergola, etc.) ;
  • l’orientation et inclinaison des panneaux solaires, en particulier s’ils sont posés au sol ou sur une structure construite spécialement pour les accueillir. De plus, il est intéressant de vérifier quelles ombres sont projetées sur le lieu d’implantation prévisionnel au cours de la journée et de l’année. Pour les modules installés en toiture, l’exposition des panneaux sera celle du pan de toit sur lequel ils sont fixés ;
  • le nombre de panneaux solaires nécessaires pour subvenir aux besoins de la famille ;
  • pour les panneaux photovoltaïques, c’est sur la puissance crête de l’installation qu’il faut se pencher, car c’est elle qui déterminera le rendement qui peut être attendu sur le long terme ;
  • pour le photovoltaïque, il convient également de se poser la question de l’usage qui sera fait de l’électricité (autoconsommation, revente partielle ou totale, etc.).

Il peut être difficile pour les particuliers de prendre toutes ces décisions, et il est vivement recommandé de faire appel à un professionnel qualifié bénéficiant de la certification RGE (Reconnu garant de l’environnement) pour déterminer la meilleure option. Il est d’ailleurs possible et conseiller de comparer deux ou trois devis établis par des installateurs solaires pour se faire une idée de ce qui est possible et des tarifs pratiqués.

Installer des panneaux solaires soi-même

Certains consommateurs souhaitent simplement installer quelques panneaux solaires, sans se lancer dans un projet de grande ampleur et sans faire appel à un professionnel. Cela est aujourd’hui possible grâce aux kits photovoltaïques et kits thermiques. Ces kits clé en main contiennent tout ce qu’il faut pour réaliser la pose, généralement au sol.

Une fois le projet bien défini, plusieurs démarches administratives sont à réaliser pour avoir le droit d’installer des panneaux solaires :

  • obtenir une autorisation d’urbanisme, permis de construire ou autorisation préalable pour panneaux solaires. La demande doit être déposée en mairie ;
  • pour les panneaux photovoltaïques qui seront raccordés au réseau :
    • signer un Contrat d’accès et d’exploitation (CAE, anciennement CRAE) avec d’Enedis ou l’Entreprise locale de distribution (ELD) qui gère le réseau dont dépend le logement. Pour bénéficier de ce contrat, il faut faire une demande de raccordement auprès du gestionnaire de réseau ;
    • fournir une attestation de conformité Consuel au gestionnaire. Cela prouve que toutes les normes de sécurité ont été respectées par l’installateur ;
    • demander la « mise en service » de la centrale photovoltaïque à Enedis (ou votre ELD) ;
    • obtenir un contrat EDF Obligation d’Achat pour la revente de l’électricité si c’est l’option qui a été choisie.
  • envoyer une Déclaration attestant l’achèvement et la conformité des travaux (DAACT) à la mairie dans les 30 jours suivant la fin des travaux. Cela est obligatoire pour toutes les constructions et modifications nécessitant une autorisation d’urbanisme ;
  • mettre à jour l’assurance du logement pour inclure la nouvelle centrale solaire dans les appareils couverts.

Les installateurs de panneaux photovoltaïques et thermiques prennent en charge certaines de ces formalités. Les consommateurs qui ne veulent pas s’en charger peuvent trouver des entreprises qui incluent la réalisation de ces démarches dans leur proposition ; c’est un point à discuter lors de la demande de devis.

Entretien de la centrale solaire

Une fois la pose réalisée, l’entretien des panneaux solaires est minimal :

  • il faut nettoyer les panneaux solaires une à deux fois par an. Cela peut être confié à un prestataire ;
  • pour les panneaux photovoltaïques équipés d’un onduleur de chaîne, celui-ci doit également être dépoussiéré tous les ans ;
  • le liquide caloporteur des panneaux thermiques et systèmes hybrides hydrauliques se dégrade avec le temps. Son pH doit être testé tous les ans et le liquide doit être changé entièrement lorsqu’il devient trop acide.

Combien coûtent les panneaux solaires ?

L’installation de panneaux solaires photovoltaïques, thermiques ou hybrides est un investissement de taille qui ne peut se rentabiliser que sur le long terme. Les tarifs pour panneaux solaires proposés dépendent de nombreux critères : taille de l’installation, lieu de pose, matériel utilisé, politique commerciale de l’entreprise, etc. Pour se faire une idée des montants qui peuvent être demandés, voici des fourchettes de prix pour panneaux thermiques et photovoltaïques.

DispositifTarif TTC
Panneaux photovoltaïques3 kWc*6 000 à 14 000 €
6 kWc*12 000 à 20 000 €
9 kWc*16 000 à 25 000 €
Panneaux thermiquesChauffe-eau solaire900 à 1 700 € par m² de capteur
Système solaire combiné (chauffe-eau/chauffage)1 100 à 1 300 € par m² de capteur
Panneaux hybrides
(aérovoltaïque ou hybride à eau)
3 kWc*11 000 à 18 000 €
6 kWc*22 000 à 30 000 €
9 kWc*35 000 à 45 000 €
Simulations de prix pour panneaux solaires
*La puissance crête d’un module photovoltaïque est exprimée en kilowatt-crête (kWc).

Comme vous pouvez le constater, le coût d’une installation solaire est généralement élevé, et leur achat se fait souvent via un emprunt. Il existe toutefois des aides financières pour aider les particuliers à investir dans l’électricité verte ou à limiter leur impact environnemental lié au chauffage.

Panneau solaire photovoltaïque EDF gratuit

Les particuliers se voient parfois « offrir » des panneaux solaires gratuits par des commerciaux qui assurent généralement qu’une aide de l’État couvre tous les frais ou que la production de ces modules rentabilisera l’installation en quelques années. Attention, il s’agit de techniques commerciales frauduleuses, et les panneaux solaires ne sont jamais gratuits (ni à 1 €).

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Aides financières pour panneaux solaires

Pour faciliter l’exploitation des énergies renouvelables par les particuliers et lutter contre la précarité énergétique, les pouvoirs publics ont mis en place un ensemble d’aides financières pour panneaux solaires.

Les aides pour panneaux photovoltaïques sont :

  • la prime à l’autoconsommation, parfois appelée prime à l’investissement. Son montant dépend de la puissance installée et elle est versée sur cinq ans aux producteurs qui revendent une partie au moins de leur électricité à EDF OA ;
  • le prix d’achat du photovoltaïque est un autre coup de pouce pour les personnes qui revendent leur électricité verte. Ce tarif subventionné par l’État est fixe sur 20 ans ;
  • la TVA est réduite à 10 % (matériaux et main-d’œuvre) pour les centrales de puissance inférieure ou égale à 3 kWc.

Ces aides sont également celles disponibles pour l’installation de panneaux aérovoltaïques.

Les aides pour panneaux thermiques sont différentes :

  • MaPrimeRénov’ est une aide financière accessible à tous les ménages, mais dont le montant dépend du revenu fiscal de référence. Elle peut être versée pour l’installation d’un chauffe-eau ou chauffage solaire ;
  • la Prime énergie peut elle aussi être versée. Elle est à demander auprès d’une entreprise participant au dispositif des Certificats d’économies d’énergie (ou CEE) ;
  • la prime « Coup de pouce chauffage » concerne les systèmes combinés eau chaude/chauffage ;
  • l’éco-prêt à taux zéro est une facilité de paiement qui concerne tous les travaux de rénovation énergétique ;
  • le taux de TVA pour l’installation d’un chauffage solaire est de 5,5 %.

Tous ces dispositifs sont également applicables aux panneaux hybrides à eau.

De plus, il faut savoir que l’Anah (Agence nationale de l’habitat) attribue des aides supplémentaires aux familles les plus modestes : il est conseillé de les contacter directement pour obtenir des conseils personnalisés. Ces subventions peuvent s’appliquer à tous types de panneaux solaires.

Enfin, certaines collectivités locales (commune, département et région) prévoient aussi des aides pour leurs administrés en cas de pose de panneaux solaires. Là aussi, il faut les contacter directement pour savoir qui y est éligible.

Comment faire baisser les factures d’électricité ?

Il n’est pas nécessaire d’investir une somme importante pour diminuer le montant des factures d’électricité. En effet, chaque fournisseur peut désormais proposer les prix qu’il souhaite, et les particuliers sont libres de changer de prestataire à tout moment, sans frais. Pour trouver le fournisseur d’électricité le moins cher, le plus simple est d’utiliser un comparateur d’offres d’électricité.

Quel panneau solaire choisir ?

Le choix entre panneau solaire photovoltaïque et thermique est difficile, et l’arrivée sur le marché des panneaux hybrides complique encore la tâche des consommateurs. Pour aider nos lecteurs à se décider, voici notre avis sur les différents types de panneaux solaires :

  • l’installation de panneaux photovoltaïque est généralement rentable, particulièrement en autoconsommation avec revente de surplus (grâce aux aides financières). Pour que ce soit le cas, la centrale doit être bien dimensionnée (en fonction des besoins de la famille), posée à un emplacement favorable et installée par un professionnel compétent ;
  • l’installation d’un chauffe-eau solaire pour produire de l’eau chaude sanitaire est aussi une opération rentable si le projet est bien adapté. Cela est d’autant plus vrai que l’appareil de production d’eau chaude déjà en place est ancien. Le chauffage solaire est aussi idéal pour remplacer le chauffage électrique d’une piscine ;
  • le système combiné (chauffe-eau et chauffage solaire) est à privilégier dans un logement de classe énergétique A (voire B). Pour un Diagnostic de performance énergétique (DPE) plus bas, les économies réalisées grâce à ce mode de chauffage ne seront pas suffisantes pour compenser l’investissement initial. Pour un logement énergivore ou très énergivore, mieux vaut se concentrer en premier sur l’isolation pour limiter les déperditions thermiques ;
  • les panneaux aérovoltaïques sont aujourd’hui les moins intéressants financièrement, notamment du fait qu’ils ne soient plus éligibles aux aides concernant le chauffage.

Pour obtenir des conseils adaptés, l’idéal est de consulter le site internet du réseau FAIRE et de contacter un de leurs conseillers. Ce service public de la rénovation énergétique existe pour aider les particuliers à prendre les meilleures décisions pour leur logement.

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