Comment fonctionne un panneau solaire​ ?

‍Qu'appelle-t-on énergie solaire ?

‍

L’énergie solaire est une forme d’énergie qui provient directement du soleil. Sa ressource principale est donc le rayonnement solaire. Elle est classée parmi les énergies renouvelables, considérée comme inépuisable. On la qualifie aussi d’énergie 100% verte, car sa production génère très peu de CO2. Cette énergie peut être transformée en électricité ou en chaleur grâce à différentes installations. Les panneaux solaires et les centrales thermiques captent les rayons du soleil et les convertissent en énergie utilisable pour alimenter vos besoins.

‍

‍

Comment une cellule photovoltaïque produit-elle de l'électricité ?

‍

Une cellule photovoltaïque produit de l’électricité en convertissant directement l’énergie de la lumière solaire en courant électrique. Elle est constituée d’un matériau semi-conducteur, généralement du silicium, dopé avec des éléments comme le phosphore ou le bore afin de favoriser le déplacement des électrons. Lorsque les photons du rayonnement solaire (direct, diffus ou réfléchi) frappent la surface de la cellule, ils transmettent leur énergie aux électrons du silicium. Ces électrons se libèrent et circulent, générant ainsi un courant électrique continu. Ce courant est ensuite collecté par les connexions électriques de la cellule, puis acheminé à travers les modules (ensemble de cellules solaires) et les panneaux solaires (plusieurs modules connectés). Des onduleurs le transforment en courant alternatif utilisable, tandis que des batteries peuvent le stocker pour une utilisation ultérieure.

‍

‍

Comment fonctionne un panneau solaire ?

‍

Un panneau solaire a pour rôle de transformer une partie de la lumière du soleil en électricité. Lorsque les rayons solaires atteignent sa surface, les cellules photovoltaïques s’activent et libèrent des électrons, ce qui génère un courant électrique continu. Mais ce dernier ne peut pas être utilisé directement. C’est pourquoi il passe par un onduleur qui le convertit en courant alternatif. L’électricité produite peut alors être consommée dans votre logement, être injectée et revendue sur le réseau ou être stockée dans une batterie pour une utilisation ultérieure.

‍

‍

Quels sont les différents types de panneaux solaires ?

‍

Il existe trois grandes catégories de panneaux solaires :

‍

1. Les panneaux solaires photovoltaïques : ils transforment directement la lumière du soleil en électricité grâce à des cellules photovoltaïques en silicium. On retrouve :

• Le panneau solaire monocristallin : composé d’un seul cristal de silicium pur, il offre le meilleur rendement, entre 16% et 24%.
• Le panneau solaire polycristallin : constitué de plusieurs cristaux de silicium, il est moins performant, avec un rendement de 13% à 18%.
• Le panneau solaire amorphe ou à couche mince : réalisé à partir de silicium non cristallisé, il affiche un rendement plus faible (autour de 10%) mais est léger, flexible et adapté à des surfaces particulières.
• Le panneau solaire bifacial : ce type de panneau est capable de capter la lumière par l’avant et l’arrière. Il produit 5% à 15% d’électricité supplémentaire par rapport à un panneau classique.
• Le panneau solaire Shingled : grâce à sa conception optimisée qui limite les pertes, il atteint un rendement proche de celui du monocristallin.

‍

2. Les panneaux solaires thermiques : ils utilisent l’énergie solaire pour produire de la chaleur, principalement de l’eau chaude sanitaire (ECS).

‍

3. Les modules solaires hybrides : ils combinent la production de chaleur et d’électricité dans un seul panneau solaire :

• Le panneau hybride PV/T eau : il produit de l’électricité et chauffe de l’eau, pouvant aussi alimenter un système de chauffage.
• Le panneau hybride PV/T air : il génère de l’électricité et récupère la chaleur pour réchauffer de l’air, ensuite utilisé pour le chauffage d’un logement.

‍

‍

Comment fonctionne une installation solaire ?

‍

Une installation solaire ne se limite pas aux panneaux photovoltaïques. Elle se compose de plusieurs éléments qui fonctionnent ensemble pour fournir une électricité utilisable au quotidien.

• L’onduleur solaire : c’est l'élément central du système qui transforme le courant continu produit par les panneaux en courant alternatif, utilisable par les appareils de la maison. L’électricité convertie est envoyée vers le tableau de distribution.
• Le système de fixation : il soutient les panneaux solaires et résiste aux conditions extérieures comme le vent, la pluie ou la neige.
• La connectique : elle regroupe les câbles et protections qui relient les panneaux entre eux et aux autres éléments du système, permettant un bon acheminement du courant.
• Le régulateur de charge : parfois intégré à l’onduleur, il contrôle et optimise le courant délivré par les panneaux, évitant les surcharges.
• Le système de supervision : il assure le suivi en temps réel du fonctionnement et des performances de l’installation, ce qui permet de détecter rapidement les dysfonctionnements.
• Le compteur de production : il mesure la quantité d’électricité générée par l’installation.
• Les dispositifs de protection (fusibles, disjoncteurs, etc) : ils sécurisent le réseau électrique et protègent les équipements en cas d’anomalie.
• Le panneau de distribution : il centralise et distribue l’électricité produite vers les différents circuits de la maison.

‍

‍

En quoi consiste l'autoconsommation photovoltaïque ?

‍

L’autoconsommation photovoltaïque consiste à utiliser directement l’électricité produite par ses panneaux solaires pour alimenter les besoins du logement. Lorsque la production est insuffisante, le réseau public prend le relai. À l’inverse, si la production dépasse la consommation, le surplus peut être injecté sur le réseau et revendu à un fournisseur d’électricité.

‍

‍‍

Autoconsommation ou revente : quelle solution choisir ?

‍

Il existe deux principales façons de valoriser l’électricité produite par vos panneaux solaires : l’autoconsommation ou la revente totale.

‍

1. L’autoconsommation : avec ce mode, vous utilisez directement l’électricité produite par vos panneaux pour couvrir vos besoins du quotidien.

Avantages : baisse immédiate de la facture d’électricité, indépendance par rapport aux hausses de prix, impact environnemental positif et rentabilité rapide selon la taille de l’installation.

Inconvénients : production dépendante de la météo, risque de pertes si l’énergie n’est ni consommée ni stockée, nécessité d’adapter sa consommation (plutôt en journée).

‍

2. La revente totale : toute l’électricité est injectée au réseau et revendue à EDF OA (Obligation d’Achat).

Avantages : revenus réguliers garantis sur 20 ans à un tarif fixe, aucune batterie nécessaire, valorisation de la toiture.

Inconvénients : pas de réduction directe de votre facture, dépendance totale au réseau, retour sur investissement plus long, contrat limité dans le temps et non renouvelable.

‍

Alors que choisir ? La solution la plus adoptée est l'autoconsommation partielle. Vous utilisez d’abord votre production pour réduire vos factures et vous revendez ensuite l’excédent d’électricité au réseau. Cela permet d’allier revenus supplémentaires et économies d’énergies.

‍

‍

Comment calculer le rendement d’un panneau solaire ?  

‍

Le rendement d’un panneau solaire correspond au rapport entre l’énergie électrique qu’il produit et l’énergie solaire qu’il reçoit. Il indique donc la part de lumière du soleil transformée en électricité.

‍

Ce rendement dépend de plusieurs facteurs :

• la technologie des cellules photovoltaïques,
• l’orientation et l’inclinaison du toit,
• les ombrages (cheminées, arbres, bâtiments voisins),
• les pertes liées à l’onduleur et câbles,
• le taux d’ensoleillement de la région,
• la température extérieure, qui peut réduire l’efficacité des cellules.

‍

Le calcul exact est assez complexe, mais une formule simplifiée permet d’avoir une estimation :

Rendement (%) = Puissance électrique du panneau (Wc) ÷ (Irradiance (W/m2) x Surface du panneau (m2)) x 100.

‍

Par exemple, voici le calcul pour un panneau avec une puissance en sortie de 500 Wc et une surface de 2,02 m2 :

500 ÷ (1000 x 2,02) = 0,248. Le rendement est donc d’environ 24,80%.

‍

‍

Quels sont les avantages et les inconvénients de l’installation d’un panneau solaire ?

‍

L’installation de panneaux solaires présente de nombreux atouts, mais elle a aussi certaines limites qu’il est important de connaître :

‍

Avantages :

• Rentabilité : l’investissement est généralement vite amorti. Un ménage peut réaliser jusqu’à 60% d’économies sur les factures d’électricité.
• Aides financières : plusieurs dispositifs existent pour réduire le coût d’achat (prime à l'autoconsommation, obligation d’achat du surplus, etc).
• Autonomie énergétique : la production locale permet de couvrir une partie, voire la totalité, de ses besoins électriques.
• Protection contre la hausse des prix : produire sa propre énergie réduit la dépendance aux fluctuations du marché.
• Revenus complémentaires : le surplus d’électricité peut être revendu en étant injecté dans le réseau.
• Valorisation du patrimoine : utiliser une surface inutilisée comme la toiture améliore la valeur immobilière d’un logement.

‍

Inconvénients :

• Coût initial élevé : l'investissement de départ reste important, même si les aides atténuent la dépense.
• Production variable : les panneaux dépendent de l'ensoleillement. Ils produisent peu par temps couvert et rien la nuit, ce qui peut imposer de recourir à l'autoconsommation avec la revente du surplus.
• Impact esthétique : l’installation peut modifier l’apparence de la toiture. Cependant, des modèles plus discrets (modules noirs, bleus, intégrés) existent aujourd’hui.

‍

Savoir comment fonctionne un panneau solaire permet de choisir le type et le mode d’exploitation adaptés. Il assure une production d’énergie durable, des économies sur les factures et une contribution à la transition énergétique. Solutions Solaires de France utilise les technologies monocristallin et bifacial. Contactez-nous pour découvrir si ces technologies répondent à vos besoins énergétiques.