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Comment fonctionne un panneau solaire ?

Par Nicolas , le 10 février 2022 , mis à jour le 21 octobre 2022 — 9 minutes de lecture
panneau solaire

Source d’énergie inépuisable, le rayonnement solaire permet de produire de l’électricité à l’aide de panneaux solaires, plus précisément des panneaux photovoltaïques. D’autres types de panneaux vous permettent de produire de l’eau chaude et de l’air chaud. Il s’agit d’un moyen efficace qui vous permet d’exploiter cette manne énergétique. Par ailleurs, l’énergie solaire est propre et totalement gratuite. Grâce à cette énergie renouvelable, vous pouvez produire vous-même l’électricité nécessaire à vos besoins et réduire votre facture.

Si vous projetez d’installer des panneaux solaires sur le toit de votre maison, une bonne compréhension du fonctionnement de chaque type de panneau peut être utile. Mais comment peut-on alors transformer le rayonnement du soleil en énergie qu’on peut utiliser dans notre logement ?

Quels sont les différents types de panneaux solaires ?

Lorsqu’on parle de panneaux solaires, la majorité d’entre nous pense tout de suite aux panneaux photovoltaïques. Pourtant, ils ne vous permettent pas seulement de produire de l’électricité, car il existe en effet 3 types de panneaux solaires, dont :

  • Les panneaux solaires photovoltaïques qui sont destinés à l’autoconsommation ou la revente d’électricité en cas de surplus de production.
  • Les panneaux aérovoltaïques (connu également sous l’appellation « hybrides à air ») qui vous permettent de produire de l’air chaud en plus de l’électricité.
  • Et les panneaux thermiques qui sont conçus pour la production d’eau chaude sanitaire.

Actuellement, ce sont les panneaux photovoltaïques qui connaissent le plus de succès, car :

  • Leurs rapports qualité-prix sont excellents.
  • C’est avec cette technologie que nous avons le plus de recul.
  • Et ils sont très fiables. La durée de vie moyenne des panneaux phonolitiques est de 40 ans.

Les panneaux solaires photovoltaïques

Comment fonctionnent-ils ?

Un panneau solaire photovoltaïque est composé de :

  • Cadre en aluminium.
  • Plastique.
  • Protection en verre.
  • Connexions en argent et/ou en cuivre.
  • Et de cellules au silicium.

Ce dernier élément est très important, car il a pour rôle de capter la lumière du soleil, puis de la convertir en électricité, grâce à l’effet photovoltaïque. Il s’agit donc d’une cellule photovoltaïque capable de transformer des photons en volts, c’est-à-dire produire une énergie électrique à partir d’une énergie lumineuse.

Qu’est-ce qui compose une installation solaire photovoltaïque ?

Souvent vendue en kit, une installation solaire ne se résume pas uniquement aux panneaux. Elle est en effet composée d’un ensemble de composants ayant chacun un rôle bien distinct, tel que :

  • Le panneau : il a pour mission de convertir l’énergie solaire en un courant électrique continu.
  • Le support de montage ou d’intégration, qui permet de fixer les panneaux solaires sur le toit de votre maison.
  • L’onduleur solaire : son rôle est de recevoir le courant continu produit par les panneaux afin de le convertir en courant alternatif. C’est seulement après cette transformation que l’électricité produite peut alimenter vos appareils domestiques.
  • Les éléments d’abrégement : ils assurent la jonction et l’étanchéité entre les panneaux solaires et le toit de votre maison.
  • Le compteur de production : il vous renseigne sur la puissance et la quantité d’électricité produite par votre installation solaire.
  • La batterie qui sert à stocker l’électricité.
  • Et les divers éléments de câblage : ils relient l’ensemble du réseau de votre installation solaire.

Comment fonctionne une installation solaire photovoltaïque ?

Chaque panneau solaire est composé d’un ensemble de cellules photovoltaïques. Ces derniers ont des dimensions variables en fonction des constructeurs et des technologies mises en œuvre. Une cellule photovoltaïque classique mesure généralement entre 150 mm et 160 mm de longueur et de largeur. Quant au silicium amorphe, plutôt rare, il vous permet plus de souplesse en matière de dimension, voire du sur mesure. Ainsi, les cellules en silicium amorphe peuvent mesurer entre 12 mm et 300 mm, pour un voltage compris entre 1,5 et 24 volts.

L’effet photovoltaïque a été révélé au grand jour dans les années 1839 par le physicien Antoine Becquerel. Cette découverte est basée sur les propriétés intéressantes de certains matériaux dits « semi-conducteurs » quand ils rentrent en contact avec le rayonnement du soleil. Ces matériaux semi-conducteurs comportent des électrons. Lorsque ces derniers sont stimulés par les photons solaires, ils absorbent une partie de leur énergie. Les semi-conducteurs entrent ensuite en mouvement rapide, puis génèrent une tension électrique.

Quant à la fabrication des panneaux photovoltaïques, le silicium reste le matériau semi-conducteur le plus utilisé. Il est obtenu à partir de la transformation du sable. Lorsque ces panneaux solaires produisent du courant, il le produit en continu. Celui-ci est ensuite converti en courant alternatif par l’onduleur solaire pour votre autoconsommation ou pour être revendu.

Notons toutefois que contrairement à la croyance populaire, un panneau solaire photovoltaïque ne dépend pas de la chaleur, mais de l’intensité de la lumière qu’il reçoit. Ainsi, même en plein hiver, un panneau peut rester productif si le ciel est dégagé et le soleil rayonnant. En revanche, une température extérieure élevée peut entrainer une dégradation du rendement de votre panneau. En effet, lorsque la chaleur est supérieure à 25 °C, la production de courant commence à chuter à raison de 0,5% par degré supplémentaire.

Les panneaux solaires thermiques

Appelé également chauffe-eau solaire, ce type de panneau sert principalement à produire de l’eau chaude sanitaire.

Comment fonctionne une installation solaire thermique ?

Afin de produire de l’eau chaude, le panneau thermique installé sur le toit de votre maison capte la chaleur issue du rayonnement solaire et le transforme en énergie thermique. Ensuite, la chaleur transite dans un tube grâce au fluide caloporteur, qui est un liquide capable de transporter la chaleur. Cette dernière arrive jusqu’à l’échangeur thermique (serpentin) placé dans le ballon de stockage. Le fluide caloporteur cède alors sa chaleur à l’eau sanitaire. Une fois refroidi, le liquide repart vers le capteur d’énergie solaire pour être chauffé à nouveau. Lorsque le soleil ne vous permet pas de chauffer l’eau, le panneau thermique passe le relais à l’énergie d’appoint.

Le panneau thermique : quelle quantité d’énergie peut-on réaliser ?

Le chauffe-eau solaire vous permet de réaliser jusqu’à 50% d’économie sur la partie « eau chaude ». En moyenne, cette partie représente 35% de votre facture d’électricité. Ainsi, vous avez la possibilité de réduire la totalité de votre facture d’électricité d’environ 15% grâce à l’installation de panneaux thermiques.

Les panneaux solaires aérovoltaïques

Si vous cherchez à produire de l’électricité et de la chaleur pour le chauffage de votre maison, le panneau aérovoltaïque est fait pour vous. Il combine en effet les deux technologies, notamment le panneau photovoltaïque et le panneau thermique, d’où son nom « hybrides à air ».

Comment fonctionne une installation aérovoltaïque ?

Pour la production de l’électricité, ce système fonctionne exactement comme le panneau photovoltaïque, c’est-à-dire :

  • Les cellules au silicium captent le rayonnement du soleil, qui transforment cette énergie en courant continu.
  • L’onduleur solaire le convertit ensuite en courant alternatif avant d’être envoyé à la consommation.

D’autre part, votre panneau solaire chauffe lorsqu’il entre en contact avec le rayonnement du soleil. Il produit en effet 3 fois plus de chaleur que l’électricité. C’est dans cette chaleur que le panneau aérovoltaïque récupère et diffuse dans votre maison à l’aide un système nommé Ventilation mécanique contrôlée (VMC).

Le panneau aérovoltaïque : qu’en est-il des économies d’énergie réalisées ?

Il est plutôt difficile de prévoir les économies que vous pouvez obtenir grâce à ce système, car tout dépend en grande partie du Diagnostic de performance énergétique (DPE) de votre maison :

  • Pour un logement ayant un DPE D, vous pouvez réaliser des économies de chauffage d’environ 3 à 10 %.
  • Pour un logement avec un DPE A, il vous est possible de réaliser des économies de chauffage compris entre 6 et 27%.

Quant à votre facture d’électricité, vous pouvez économiser jusqu’à 50%.

L’installation panneau solaire : comment ça se passe ?

Chaque fois que votre facture d’électricité arrive, il est vrai que vous avez toujours peur de son montant. D’ailleurs, son montant ne risque pas d’être revu à la baisse dans la mesure où le prix de l’électricité est en perpétuelle augmentation. Heureusement, il faut que vous sachiez qu’il existe des solutions pour faire baisser votre facture.

Pour faire des économies et diviser drastiquement votre facture d’énergie, vous pouvez installer vous-même ou par un installateur des panneaux solaires. De cette manière, vous pourrez créer votre propre énergie, en autoconsommation et préserver votre budget.

Si vous êtes bricoleur, vous pouvez envisager d’installer par vous-même les panneaux solaires qu’ils soient sur le toit ou posés au sol. En effet, il faut savoir que mon kit solaire propose des panneaux solaires faciles à installer grâce à un précâblage et un préassemblage. Si vous vous sentez de le faire, vous pourrez réaliser les travaux le week-end, avec l’aide d’un ami ou d’un proche.

Si vous ne vous sentez pas de le faire, vous pouvez dans ce cas-là faire appel à des installateurs agréés et certifiés RGE. De cette façon, vous pourrez bénéficier d’aides pour votre installation.