Le panneau solaire est un dispositif, composé de cellules photovoltaïques, permettant de transformer l’énergie solaire en électricité. Voici tout ce qu’il faut savoir sur le fonctionnement d’un panneau solaire photovoltaïque.
En résumé :
- Le panneau solaire photovoltaïque est une solution idéale pour produire votre propre électricité, gratuite et renouvelable, à partir de l’énergie solaire !
- Les cellules photovoltaïques qui le composent produisent un courant électrique continu, ensuite transformé en courant alternatif (compatible avec le réseau) grâce à l’onduleur solaire.
- La puissance d’un panneau est exprimée en Wc (watt-crête) et indique sa capacité maximale à produire de l’électricité.
- Évaluez la rentabilité de votre projet et couvrez jusqu’à 40 % de vos besoins en énergie grâce au photovoltaïque !
Comment fonctionne un panneau solaire photovoltaïque ?
Si les panneaux solaires photovoltaïques existent depuis longtemps, ils sont aujourd’hui de plus en plus plébiscités dans le cadre de la transition énergétique. Il faut distinguer :
- le panneau solaire thermique, qui produit de la chaleur. Les installations thermiques permettent de produire de l’eau chaude sanitaire et du chauffage ;
- avec le panneau solaire photovoltaïque, monofacial ou bifacial, qui produit de l’électricité à partir de l’énergie solaire, ressource illimitée et gratuite.
Installer des panneaux solaires photovoltaïques sur son toit, afin de produire sa propre électricité, permet de réduire ses factures d’électricité tout en consommant une énergie verte.
Fonctionnement d’un panneau solaire photovoltaïque
Un panneau solaire est un dispositif permettant de transformer l’énergie solaire en électricité. Ce procédé se décline en plusieurs étapes :
- les photons, particule présente dans le rayonnement du soleil, viennent frapper les cellules photovoltaïques ;
- les électrons, présents au sein des cellules photovoltaïques, se déplacent et créent un courant électrique continu ;
- ce courant électrique continu est transformé en courant alternatif grâce à un onduleur solaire pour ensuite être diffusé dans le logement, bâtiment, hangar, etc.
Essayons maintenant d’aller un peu plus dans le détail.
Module et cellules photovoltaïques : créer de l’électricité à partir de la lumière
Le principal composant d’un panneau solaire photovoltaïque est le module. Un module est un générateur électrique composé de cellules photovoltaïques. Ces cellules, généralement fabriquées à base de silicium, transforment l’énergie issue des photons des rayons du soleil en courant continu.
L’assemblage des cellules photovoltaïques forme le panneau solaire, un dispositif rectangulaire installé en toiture inclinée ou plate, au sol, sur une pergola, un carport, une façade, etc.
Le saviez-vous ?
Les cellules photovoltaïques les plus courantes sur le marché sont des cellules composées de silicium pur : les cellules monocristallines. Grâce à leur aspect noir uni, elles s’intègrent parfaitement aux différents types de toit. Avec un rendement compris entre 18 et 24 %, ce sont les cellules qui offrent la meilleure efficacité (pourcentage de l’énergie solaire reçue transformée en électricité).
Le silicium est un matériau semi-conducteur. Ce matériau a un comportement assez spécifique lorsqu’il est exposé au rayonnement solaire : sous l’effet de la lumière, ce dernier émet des électrons. Grâce à cela, les matériaux semi-conducteurs ont la capacité de transformer la lumière en électricité.
Lorsque les photons entrent en contact avec la cellule photovoltaïque, ils arrachent les électrons à leurs atomes. Une fois en mouvement, les électrons se déplacent dans le même sens grâce à une face avant composée d’atomes de phosphore, qui comportent plus d’électrons que le silicium (face positive), et une face arrière composée d’atomes de bore, contenant moins d’électrons (face négative). Cela ressemble en tout point au fonctionnement d’une pile.
C’est au centre de ces deux faces que va se créer un champ électrique. Les photons se dirigent vers la zone de la cellule chargée négativement tandis que les électrons sont attirés vers la zone chargée positivement.
Les électrons sont ensuite collectés par des contacts magnétiques situés à la surface des deux zones pour ensuite rejoindre un circuit extérieur sous forme d’énergie. C’est ce que l’on appelle l’effet photovoltaïque : la conversion de la lumière en électricité.
Cependant, afin d’alimenter votre intérieur en électricité, il est nécessaire de convertir ce courant électrique continu en courant alternatif.
Onduleur solaire : transformer le courant électrique
L’onduleur solaire est un élément indispensable d’un système photovoltaïque. C’est cet appareil qui permet de convertir l’énergie solaire en courant alternatif. Seul le courant alternatif est compatible avec le réseau électrique d’un logement.
On distingue plusieurs types d’onduleurs :
- l’onduleur central (ou onduleur de chaîne) : un seul onduleur pilote une chaîne de panneaux solaires connectée en série ;
- l’onduleur de chaîne : un seul onduleur convertit l’énergie de plusieurs chaînes de panneaux solaires ;
- l’onduleur hybride : permet de gérer, en plus des panneaux solaires, un système de batterie de stockage de l’énergie solaire. Il est, entre autres, capable de déterminer à quel moment il est préférable d’utiliser l’énergie solaire produite ou celle du réseau ;
- l’onduleur avec optimiseurs de puissance : pour individualiser chaque panneau de l’installation, ces derniers sont équipés d’optimiseurs de puissance. Ilspermettent de suivre la puissance maximale des modules grâce à la technologie MPPT (Maximum Power Point Tracking) et de lisser et conditionner l’énergie produite par chaque panneau avant de se diriger vers l’onduleur ;
- les micro-onduleurs : chaque micro-onduleur est installé sous un panneau du système. Chaque panneau est indépendant, la production est optimisée.
La quantité d’énergie que peut produire un panneau solaire est mesurée par sa puissance (en Wc).
Trouvez les meilleurs panneaux solaires !
Le photovoltaïque et vous, ça fait deux ? Nos experts solaires vous accompagnent pour trouver la meilleure installation possible, en fonction de votre budget.
Batterie de stockage : augmenter son indépendance
Pour augmenter votre part d’indépendance vis-à-vis de votre fournisseur d’énergie, vous avez la possibilité d’équiper votre système photovoltaïque d’une batterie de stockage. Cette dernière vous permet de stocker le surplus d’énergie produit en journée pour une utilisation ultérieure (la nuit ou les jours de mauvais temps par exemple).
En raison de leur prix élevé (comptez entre 100 et 1 000 €/kWh stocké), les batteries ne sont pas recommandées pour tous les projets photovoltaïques résidentiels. Les batteries de stockages sont avant tout destinées aux logements non raccordés au réseau électrique et/ou situés en site isolé.
N’hésitez pas à échanger avec un installateur Reconnu Garant de l’Environnement (RGE) afin d’en savoir plus sur la rentabilité de votre projet solaire.
Le saviez-vous ?
Augmentez votre part d’autoconsommation (part d’énergie consommée par rapport à l’énergie solaire produite) grâce à la domotique et programmez vos appareils les plus énergivores en journée, au moment où vos modules produisent le plus.
Puissance d’un panneau solaire photovoltaïque
Il faut savoir que l’on définit bien souvent un panneau solaire photovoltaïque par sa puissance crête (en watt-crête ou Wc). Cette donnée correspond à la puissance maximale que peut délivrer le panneau dans des conditions optimales d’ensoleillement.
Attention cependant, un watt de puissance ne produira pas la même quantité d’électricité si le panneau solaire photovoltaïque est installé dans le nord ou dans le sud de la France. En effet, la quantité et la qualité du rayonnement solaire dans une zone donnée conditionne beaucoup la production d’électricité.
C’est notamment pour cette raison qu’il est plus rentable de placer un panneau solaire photovoltaïque sur sa toiture lorsqu’on habite à Nice que lorsqu’on habite à Lille. Tout cela nous amène à nous poser la question cruciale du rendement d’une installation photovoltaïque.
Qu'est-ce que le rendement d'un panneau solaire photovoltaïque ?
Le rendement d’une cellule photovoltaïque exprime le rapport qui existe entre l’énergie qui arrive sur le panneau et celle qui en ressort sous forme d’électricité. Le rendement d’un panneau (en pourcentage), lui, exprime la puissance générée (en Wc) divisée par la surface du panneau (en m²).
Avec un même panneau photovoltaïque, il est possible d’obtenir des résultats de production électrique très différents. En effet, il peut entre autres y avoir différentes pertes lors de la transformation de l’énergie solaire en électricité.
Ainsi, le rendement d’une installation de panneaux solaires photovoltaïques prend en compte de nombreux éléments pour calculer la quantité d’énergie solaire qui sera bel et bien convertie en énergie électrique. Ces paramètres sont notamment :
- la technologie utilisée : les cellules photovoltaïques polycristallines ont un rendement inférieur aux cellules photovoltaïques monocristallines ;
- la puissance des panneaux : la puissance (en watt-crête) d’un panneau ;
- les autres équipements de votre installation : les onduleurs, les câbles, etc. peuvent aussi induire certaines pertes énergétiques ;
- la zone où est implanté le panneau photovoltaïque : bien évidemment, la qualité et la quantité du rayonnement solaire vont conditionner la production d’électricité ;
- l’inclinaison et l’orientation du panneau : une orientation sud avec une inclinaison à 30° est par exemple la meilleure installation possible. Les autres positions induisent des pertes plus ou moins importantes ;
- les potentielles ombres : une ombre qui se porterait sur votre installation viendrait diminuer sa performance.
Ainsi, il est nécessaire de prendre en compte un grand nombre de données afin de réaliser une bonne installation solaire photovoltaïque. De mauvais choix peuvent vous amener à un projet très cher et peu rentable. Le concept de rendement est donc primordial si vous voulez faire des économies d’énergie.
Les avantages de l'énergie photovoltaïque
- Utilisation d’une énergie propre et gratuite ;
- réaliser à la fois des économies d’énergie et sur sa facture d’électricité ;
- profiter d’un matériel fiable et rentable avec une garantie de rendement à long terme (la durée de vie des installations solaires dépasse les 30 ans !) ;
- devenir plus autonome face aux fournisseurs d’électricité et face à l’augmentation des tarifs.
Comment installer un panneau solaire photovoltaïque ?
Tout d’abord, il faut savoir que diverses précautions sont nécessaires pour installer un panneau solaire photovoltaïque sur le toit d’une maison. En effet, ce type de panneau est équipé d’un dispositif que l’on appelle système de fixation, car il permet le montage de l’installation sur la toiture. De plus, les installateurs de panneaux solaires photovoltaïques veillent à ce qu’il y ait une bonne étanchéité avec votre toiture, notamment les toitures terrasses.
Faire appel à un professionnel RGE
Pour être sûr de faire le bon choix, nous vous conseillons de faire appel à un professionnel pour évaluer le potentiel de votre toit (consommations moyennes, surface du logement - 100 m² ; 150 m² ; 200 m² - budget, etc.).
Une fois que vous savez qu’il est intéressant et rentable d’installer des panneaux solaires photovoltaïques sur votre toiture, contactez différents artisans. Nous vous conseillons de réaliser au minimum 3 devis pour bénéficier du meilleur rapport qualité/prix. N'hésitez pas à consulter les avis laissés par d’anciens clients ainsi que des photos des réalisations de l’entreprise photovoltaïque.
Chaque professionnel vous fera diverses propositions, à différents prix, comprenant différents matériaux et prestations incluses. Vous serez alors à même de prendre la meilleure décision.
Nous vous conseillons par ailleurs de faire appel à un professionnel portant la mention “Reconnu Garant de l’Environnement” (RGE), gage de qualité et condition indispensable pour prétendre aux aides allouées à l’installation de panneaux solaires photovoltaïques.
Pour plus de simplicité, vous pouvez aussi remplir notre formulaire en ligne pour recevoir un devis rapide et gratuit pour votre projet solaire. De vrais experts du solaire répondront à vos questions et sauront vous accompagner pour lancer votre projet.
Faites confiance à Hello Watt pour votre projet solaire !
Nous pouvons vous accompagner dans l’intégralité de votre projet solaire avec l’aide de nos experts du solaire. Bénéficiez dès maintenant d’une étude personnalisée de votre projet clé en mains comprenant :
- la taille optimale de l’installation (en m² et kWc) ;
- une étude de la rentabilité de votre installation de panneaux solaires, réalisée par nos ingénieurs thermiciens, comprenant l'investissement initial, la date d’atteinte du retour sur investissement, les revenus totaux générés sur 25 ans et des économies réalisées ;
- une estimation de votre production électrique annuelle ;
- la prise en charge des démarches administratives ;
- des panneaux solaires au meilleur prix, installés par l’un de nos partenaires de pose local et RGE.
Contactez dès aujourd'hui un expert de l’énergie solaire au 09 71 07 07 40 !
Installer ses panneaux solaires soi-même
Vous êtes bricoleur ou vous souhaitez seulement réaliser quelques économies ? Les kits solaires autoconsommation comprennent l’ensemble des éléments nécessaires pour installer vos panneaux solaires photovoltaïques.
Pour les moins bricoleurs, il peut s’agir de kits prêts à brancher dits Plug & Play, ou d’une solution complète en kit. Le prix des kits solaires est moins élevé que celui d’une installation clé en main en raison des économies réalisées sur la main d'œuvre.
Attention, l’installation du kit de panneaux solaires demande de posséder quelques connaissances en électricité pour réaliser le branchement des différents composants de l’installation en toute sécurité.
De plus, en ne passant pas par un professionnel pour effectuer la pose de votre système photovoltaïque, vous n’entrez pas dans les conditions d’éligibilité de la prime à l’autoconsommation ou des tarifs d’achat.
Retrouvez différents kits solaires chez différents fabricants sur différentes plateformes comme Beem, MonKitSolaire, ekWateur, Oscaro Power ou Leroy Merlin. N’hésitez pas à comparer les prix, la composition, la puissance et les avis sur les solutions de kits solaires.
Comment utiliser l'énergie solaire photovoltaïque ?
Maintenant que vous savez comment fonctionne un panneau solaire photovoltaïque, vous devez vous demander comment utiliser cette énergie solaire. Autoconsommation ou vente de l’énergie solaire, découvrez comment valoriser votre production.
Panneaux solaires et autoconsommation
L’autoconsommation consiste à consommer votre production d’électricité solaire. On distingue deux types d’autoconsommation :
- l’autoconsommation totale : vous consommez l’électricité produite par les panneaux solaires. Le surplus peut être stocké à l’aide d’une batterie solaire physique ou virtuelle ;
- l’autoconsommation avec vente du surplus : le logement consomme en priorité l’électricité de vos panneaux solaires. Le surplus est vendu à un fournisseur d’énergie comme EDF OA Solaire dans le cadre d’un contrat d’achat des kWh injectés sur le réseau.
L'autoconsommation avec vente du surplus est aujourd’hui privilégiée pour un projet solaire résidentiel.
Nouveau !
Avec l’application Hello Watt, visualisez en un clin d'œil votre injection solaire (application gratuite disponible sur l’App Store et le Play Store).
Vendre sa production d’électricité solaire
L’énergie produite par les panneaux solaires peut aussi être vendue en intégralité. C’est ce que l’on appelle la vente totale. La vente totale était autrefois un système très apprécié par les particuliers. Cependant, depuis quelques années, le tarif d’achat du kWh solaire est en baisse et les prix de l’énergie ne font qu’augmenter.
Pour toutes ces raisons, il n’est plus aussi intéressant pour un particulier de se tourner vers ce type de valorisation de l’énergie solaire.
Choisir l'autoconsommation photovoltaïque
Renseignez-vous sur l'autoconsommation, montez votre projet solaire et devenez indépendant du réseau !
Combien coûte une installation de panneaux solaires photovoltaïques ?
Le prix des installations photovoltaïques varie selon plusieurs critères (puissance, matériel, région, etc.). Comptez environ entre 8 000 et 8 500 € pour une installation photovoltaïque de 3 kWc clé en mains (comprend le matériel, la prise en charge des démarches administratives et la main d'œuvre).
Quelles aides pour l’installation de panneaux photovoltaïques ?
Dans le respect de certaines conditions, l’installation de panneaux solaires photovoltaïques permet d’être éligible à :
- la prime à l'autoconsommation ;
- aux tarifs d'achat ;
- une TVA réduite à 10 % ;
- des aides des collectivités locales.
FAQ : Vos questions sur le fonctionnement d’un panneau solaire photovoltaïque
Comment fonctionne un panneau solaire photovoltaïque ?
Un panneau solaire photovoltaïque est un dispositif composé de cellules photovoltaïques. Ce sont ces cellules qui vont permettre de transformer la lumière du soleil en électricité. C’est ce que l’on appelle l’effet photovoltaïque.
Les cellules photovoltaïques contiennent du silicium, un semi-conducteur. Lorsque les photons du rayonnement solaire interagissent avec ces cellules, des électrons sont libérés, créant un flux qui se dirige vers la borne positive du circuit. Ce flux d’électron devient un courant électrique continu.
Aussi bien adapté aux projets professionnels ou résidentiels, l’énergie solaire produite est ensuite valorisée via sa vente (partielle ou totale) ou sa consommation.
Les panneaux solaires photovoltaïques peuvent-ils produire la nuit ?
Non, les panneaux solaires fonctionnent grâce aux photons présents dans la lumière du soleil. Sans lumière, ils ne peuvent pas produire d’électricité.
Les panneaux solaires photovoltaïques fonctionnent-ils en cas de panne d’électricité ?
Dans la majorité des cas, en cas de coupure de courant, les panneaux solaires s'arrêtent de fonctionner. L’onduleur (assure la transformation du courant continu en courant alternatif) fonctionnant avec le réseau, la production des panneaux est immédiatement stoppée. L’arrêt du courant assure la sécurité des agents susceptibles d’intervenir sur les lignes.
Toutefois, les installations munies de batteries solaires continueront de fonctionner en cas de coupure d’électricité.
