Energie photovoltaïque : ce qu'il faut savoir avant de se lancer
Vous êtes professionnel et vous vous posez des questions sur les panneaux photovoltaïques, en neuf comme en rénovation ? Comment ça fonctionne ? Quels sont les avantages ? Comment on les pose ?
Ou alors, vous êtes un particulier et vous êtes sensibilisé aux énergies renouvelables ? Mais vous souhaitez en savoir plus avant de franchir le pas ?
POINT.P, spécialiste des matériaux et des solutions pour la construction, se positionne comme un partenaire dans la mise en place de panneaux solaires photovoltaïques. On vous explique l'essentiel ci-dessous.
Sommaire :
- Pourquoi choisir le photovoltaïque ?
- Panneau photovoltaïque, qu'est-ce que c'est ?
- Comment fonctionne un panneau ?
- Principales technologies / principaux matériaux utilisés
- Comment sont fabriqués les panneaux photovoltaïques ?
- Installation de panneau photovoltaïque : avantages et les inconvénients
- Pose de panneaux PV pour la maison : les différents types d'installation
Pourquoi choisir le photovoltaïque ?
Avant toute chose, faisons le point sur les différentes solutions de panneaux solaires. Elles sont au nombre de trois :
Le panneau solaire thermique
Appelé également chauffe-eau solaire, il est destiné à produire de l’eau chaude sanitaire ou de l’eau chaude pour le chauffage. Deux technologies distinctes sont proposées :
- Panneaux équipés d’un circuit d’eau qui circule dans les tuyaux exposés au soleil pour être envoyé ensuite vers les circuits de chauffage et d’eau chaude sanitaire.
- Panneaux équipés d’un circuit avec fluide caloporteur : chauffé par le soleil, il circule ensuite vers le ballon d’eau chaude, puis il est dirigé vers le système de chauffage ou la distribution d’eau chaude sanitaire.
Sachez tout de même que ce type de système peut s’avérer insuffisant en hiver, lorsque les températures extérieures sont très basses.
Le panneau solaire hybride
Il est composé de cellules photovoltaïques sur sa face avant et un échangeur thermique à l’arrière. Il permet ainsi de couvrir en partie les besoins en électricité et en eau chaude.
Le panneau photovoltaïque
POINT.P a fait le choix du photovoltaïque parce que c’est la solution la plus accessible. Nous vous expliquons tout ci-dessous.
Panneau photovoltaïque, qu'est-ce que c'est ?
Le principe
L'objectif avec une installation photovoltaïque, c'est de transformer l'énergie solaire en électricité. On l'utilise soit pour sa consommation personnelle, soit pour la revendre à son fournisseur d'énergie. On peut également mixer ces deux possibilités en ne revendant que l'énergie non consommée. Nous y reviendrons plus bas. Cette électricité est généralement utilisée pour faire fonctionner son éclairage, son eau chaude sanitaire et quelques autres équipements électriques.
Quelle est la différence entre un panneau solaire et un panneau photovoltaïque ?
On a souvent tendance à confondre les deux expressions et à privilégier le terme de panneau solaire. Pourtant, le panneau photovoltaïque permet de produire de l'électricité à partir de la lumière du soleil, tandis que le panneau solaire transforme l'énergie solaire en chaleur, généralement pour alimenter un système de chauffage.
L’énergie solaire : une source précieuse dans le contexte climatique
Dans un contexte de réchauffement climatique, il est important d’adapter sa consommation d'énergie. Cela revient bien entendu à la réduire mais aussi à diversifier les sources d'énergie. Et c'est là que le solaire prend toute sa place. Energie renouvelable par excellence, elle est inépuisable. Et surtout, elle est devenue accessible au plus grand nombre, à la fois techniquement et économiquement.
Comment fonctionne un panneau ?
Le principe du photovoltaïque, c'est le déplacement de charges positives et négatives issues de l'énergie lumineuse (photons) vers un circuit électrique. Les cellules du panneau sont en effet constituées de plusieurs couches de matériaux. Elles captent cette énergie lumineuse et la transforment en courant continu. Celui-ci est ensuite transformé en courant alternatif à l'aide d'un onduleur ou d'un micro-onduleur.
Principales technologies / principaux matériaux utilisés
Cellules au silicium cristallin
C'est la technologie la plus ancienne, mais elle correspond toujours à la très grande majorité (90 % environ) des installations. Ces cellules offrent des rendements entre 12 et 20 % pour une durée de vie de 30 ans environ.
Cellules à base de couches minces
Considérée comme la technologie de seconde génération, elle a pour avantage de n'utiliser qu'une faible quantité de matériaux. En revanche, elle a souffert des lourds investissements réalisés dans la technologie du silicium.
Cellules photovoltaïques organiques
Cette technologie, appelée également OPV, consiste à superposer des couches d'un matériau semi-conducteur sur un film plastique souple. Ces couches contiennent des dérivés du carbone au lieu du silicium, d'où l'appellation "organique". Ce type de procédé, certes prometteur fait l'objet de nombreuses recherches mais souffre encore aujourd'hui d'une durée de vie limitée.
Comment sont fabriqués les panneaux photovoltaïques et avec quel impact sur l'environnement ?
Nous allons décrire ici la fabrication de panneau avec cellules aux silicium cristallin. Cette filière représente en effet de loin, la principale technologie sur le marché.
Le silicium une fois extrait est raffiné. Cette étape permet de transformer la matière première en silicium métal avant d'être purifié puis découpé.
Ensuite, le silicium est cristallisé, ce qui consiste à le solidifier en y ajoutant un élément dopant (du bore en général). Selon le procédé, on obtient des lingots de silicium monocristallin ou multicristallin. La réalisation du multicristallin demande moins d'énergie pour le produire mais offre un rendement de 12 % environ, contre 15 % pour le panneau en silicium monocristallin.
Les lingots sont ensuite découpés en tranches d'épaisseur 250 µm, à l'aide d'une scie à fil. Ces tranches vont constituer les cellules photovoltaïques qui sont ensuite assemblées en modules. Chaque panneau contient un nombre déterminé de modules.
Quant à l'impact environnemental, sachez que la fabrication des panneaux génère notamment des rejets de poudre de silicium. Greenpeace note toutefois que les entreprises améliorent leurs techniques d'extraction et de raffinage, avec un recyclage accru des produits issus de ces opérations.
Installation de panneau photovoltaïque : quels sont les avantages et les inconvénients ?
Ce type d'installation présente quelques inconvénients comme le coût, mais l'Etat a mis en place plusieurs dispositifs pour aider les particuliers à financer leurs travaux. Les économies d'énergie réalisées permettent également de compenser ce coût. Mais le photovoltaïque, c'est une série d'avantages sur les plans technique, économique et environnemental.
Installation solaire : un bilan carbone très bas
Sachez qu'une installation de panneaux en silicium monocristallin émet en moyenne 46 g de CO2eq/kWh. C'est évidemment beaucoup moins d'émissions que les énergies fossiles comme le gaz naturel, le pétrole et surtout le charbon !
Une durée de vie remarquable
Contrairement aux estimations réalisées il y a une trentaine d'années, la durée de vie des panneaux photovoltaïque est supérieure à ce qui était attendu. Leur utilisation s'est donc révélée être un bon choix. En effet, après 35 ans, 60 % des modules photovoltaïques étudiés maintiennent une efficacité à plus de 80 % par rapport à leur performance initiale. La dégradation n'est donc que de 0,2 % par an.
Est-ce encore rentable d'installer des panneaux chez un particulier ?
Selon nos calculs, l'investissement de 8 à 10 panneaux de puissance 3 kWh dans le Nord-Ouest de la France peut être amorti en 10 à 12 ans. Compte tenu de la durée de vie d'un panneau, c'est effectivement rentable, même dans une région où la lumière du soleil brille moins intensément que dans le Sud. De plus, un particulier peut bénéficier d'aides financières pour ses travaux et peut ensuite revendre à EDF tout ou partie de l'électricité produite. C'est ce qu'on appelle l'autoconsommation avec revente du surplus. Le contrat avec l'opérateur prévoit ainsi une obligation d'achat de cette électricité supplémentaire qu'il va injecter dans son réseau électrique.
Comment fonctionne l’autoconsommation exactement ?
Il existe deux formes d’autoconsommation :
L’autoconsommation individuelle
Comme indiqué précédemment, il s’agit d’une situation où on peut vendre à l’opérateur public la totalité de l’électricité générée par ses panneaux, ou bien uniquement le surplus (ce dont on n’a pas besoin pour sa propre consommation). Le compteur installé est d’ailleurs capable de mesurer à la fois ce qui est produit et ce qui est consommé. Sachez également que pour une installation de puissance inférieure ou égale à 3 kVA, le surplus est injecté dans le réseau public sans rémunération, ainsi que le prévoit le code de l’énergie.
L’autoconsommation collective
Dans la plupart des cas, elle concerne les copropriétés. On se situe alors à l’échelle d’un seul bâtiment. Mais elle peut également s’appliquer à plusieurs bâtiments dans un périmètre de 2 km. Ce dernier peut être étendu à 20 km sur dérogation (demande à adresser au ministère en charge de l’énergie). En ce qui concerne la gestion de l’électricité produite par les panneaux, quatre possibilités s’offrent à vous :
La vente totale : toute la production est vendue à l’opérateur. Le montant de la vente est réparti entre les copropriétaires. Ce mode de fonctionnement est éligible aux aides de l’Etat.
La vente des surplus avec autoconsommation individuelle par les communs : le principe est d’utiliser l’électricité produite pour les parties communes (éclairage, ascenseurs, ventilation, chaufferie…). Cette production est exonérée de taxes et de TURPE (tarif d’utilisation du réseau public d’électricité) . Le surplus quant à lui est éligible aux aides de l’Etat.
La vente des surplus avec autoconsommation individuelle par les copropriétaires à titre individuel : contrairement à l’option précédente, l’électricité générée est consommée individuellement par chaque copropriétaire, ce qui lui permet de réduire sa facture d’énergie. Il bénéficie également d’une exonération de taxes et de TURPE, ainsi que des aides de l’Etat. En revanche, l’investissement peut atteindre un surcoût de 30 %, en raison des travaux de connexion à chaque logement (câblage, compteurs…).
L’autoconsommation collective : tout ou partie de l’électricité produite est vendue et injectée sur le réseau public. Compte tenu du fait que les électrons se déplacent du lieu de production vers le lieu de consommation le plus proche, les copropriétaires récupèrent cette énergie sans être obligés d’investir, contrairement à l’option précédente. En revanche, ils seront soumis à la TVA, au droit d’accise sur l’électricité et au TURPE.
La possibilité de stocker son électricité
Certains équipements avec batterie peuvent effectivement stocker l'électricité produite par votre installation photovoltaïque. Cela peut concerner par exemple un chauffe-eau ou un véhicule électrique. Mais il existe également des batteries dédiées spécifiquement au stockage d'électricité produite par vos panneaux photovoltaïques.
Recyclage des panneaux photovoltaïques : est-ce possible ?
Contrairement aux idées reçues, un panneau photovoltaïque peut se recycler. 90 à 94 % de ses composants peuvent en effet être valorisés, ce qui est remarquable : verre, plastiques, aluminium, argent ou cuivre. Les objectifs européens sont d’ailleurs dépassés puisqu’ils ont été fixés à 85 % de taux de valorisation. Même le silicium est réutilisable jusqu'à 4 fois.
À ce titre, nous avons mis en place une filière très organisée : notre partenaire Soren Recyclage assure en effet la collecte sans frais et le traitement de panneaux hors d'usage. Capable d’intervenir sur tout le territoire ainsi qu’en outre-mer, nous bénéficions d’un large réseau de points de collecte.
L'opportunité de valoriser son patrimoine
En moyenne, un bien immobilier équipé de panneaux photovoltaïques se revend à un prix 17 % plus élevé que s'il n'en avait pas.
Pose de panneaux PV pour la maison : quels sont les différents types d'installation ?
Selon le type de bâtiment, il existe une solution de pose spécifique avec kit adapté à chaque situation.
Comparatif des différents types d’installation de panneaux photovoltaïques :
| Type de pose | Principe | Avantages | Inconvénients |
| Surimposition | Pose par dessus la couverture | Pose simple et abordable | Moins esthétique qu'en intégration |
| Intégration | Pose intégrée dans la couverture | Esthétique | Plus onéreux qu'en surimposition |
| Toit plat | Bac à lester | Orientation des panneaux ajustable et étanchéité non dégradée | |
| Bac acier ou couverture zinc | Pose en sommet d'onde | Pose simple | |
| Casquette | Pose en façade / mur extérieur | 2 en 1 : marquise (ou brise-soleil) qui génère de l'électricité | |
| Au sol | Pose dans le jardin ou la cour | Pas d'autorisation à demander en mairie | Uniquement en autoconsommation |
Panneaux photovoltaïques en surimposition
La surimposition consiste à poser les panneaux au-dessus de la toiture. Il convient au préalable de déplacer quelques éléments de la couverture : tuiles ou ardoises. Une ossature métallique est ensuite fixée sur les chevrons et va servir au vissage des panneaux.
C’est une solution adaptée à une couverture existante. Notre partenaire Terreal a d’ailleurs mis au point une tuile spécifique à manchon. Elle fait partie d’un système breveté qui garantit une excellente étanchéité dans la traversée de la tuile par le support du panneau. Avec ses plots fixés directement sur la charpente, le panneau ne crée pas d’effort sur la tuile. Le système est compatible avec une couverture en ardoises.
Panneaux photovoltaïques en intégration
Cette solution convient particulièrement à la construction neuve. Contrairement à la surimposition, elle ne consiste pas à une pose par-dessus la couverture. Elle y est intégrée, comme son nom l'indique. Cela signifie concrètement que les panneaux se posent à la place des tuiles ou des ardoises et assurent également l'étanchéité de la toiture. C'est une solution plus esthétique que la surimposition. Elle est en revanche plus onéreuse. Attention également à réaliser une bonne ventilation car l'intégration de panneaux dans la couverture peut générer des problèmes d'échauffement.
Panneaux sur toiture terrasse
Si votre maison dispose d'un toit plat, il vous faut choisir des bacs à lester. L'inclinaison des panneaux est prévue à 15° par défaut, mais il est possible de l'ajuster afin d'optimiser le rendement.
Panneaux sur bac acier ou couverture en zinc
Comme pour le système en surimposition, cette solution prévoit la pose d'une ossature sur laquelle vont se fixer les panneaux. Cette ossature se fixe en sommet d'onde de la couverture acier ou en zinc.
Panneaux en casquette
La pose en casquette correspond à une fixation des panneaux en façade ou sur un mur extérieur, selon l'exposition à la lumière du soleil. Vos panneaux photovoltaïques peuvent ainsi prendre l'aspect d'une marquise au-dessus de votre porte d'entrée. Ils peuvent également faire office de brise-soleil au-dessus de votre terrasse. C'est donc l'opportunité de donner plusieurs fonctions à votre installation.
Pose au sol
Si vous disposez de suffisamment d'espace en extérieur et que la position par rapport au soleil est satisfaisante, vous avez la possibilité de poser vos panneaux photovoltaïques au sol. C'est une solution particulièrement adaptée si votre toiture ne permet pas une pose correcte. C'est la solution la plus simple pour l'installation et ne nécessite pas de déclaration en mairie. En revanche, elle est autorisée uniquement pour une autoconsommation (pas de revente du surplus).
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Ces informations techniques sont données à titre indicatif, nous vous conseillons de prendre connaissance des fiches techniques et des préconisations d’installation des produits, consultables sur notre site www.pointp.fr. Nous vous recommandons de suivre les D.T.U. et les avis techniques en vigueur pour la bonne mise en œuvre des produits. N’hésitez pas à vous rapprocher de votre artisan pour tout conseil personnalisé dans la réalisation de vos travaux.
