Principe d'un panneau solaire
La matière première d’un panneau solaire est le silicium.
Le silicium est issu de la silice, composant du sable. On le trouve de manière abondante sur notre planète.
En France plusieurs mines à silice existent. C’est le même composant de base que pour le verre. Après un process d’épuration la silice est transformée en silicium quasiment pur qui a la propriété physique de réagir électriquement lorsqu’il est exposé au rayonnement du soleil.
Le panneau solaire est composé de plusieurs cellules de silicium, câblées en série, encapsulées sous un verre trempé très résistant. Chaque cellule, exposée au soleil, génère une tension d’environ 0,5V. Le nombre de cellule défini ainsi la tension du panneau solaire. La taille des cellules défini le courant produit et donc la puissance.
Pour des raisons pratiques d’agencement les fabricants proposent des panneaux solaire en 36 cellules (4×9 ou 6×6), 60 cellules (6×10), 72 cellules (6×12), 96 cellules (8×12). Le panneau de 60 cellules, le plus courant sur le marché, aura ainsi une tension optimale de fonctionnement de 30V. Son utilisation en site isolé est toutefois délicate. Il est préférable de prendre des panneaux 36 cellules pour le 12V et 72 cellules pour le 24V.
Panneaux solaires monocristallins ou polycristallins ?
Il existe deux techniques de fabrication des cellules.
- La première consiste à tremper un cristal de silicium dans un bain de silicium fondu. Le silicium fondu va se solidifier autour du cristal, le faisant grossir jusqu’à former un lingot cylindrique. Ensuite ce lingot de silicium monocristallin est coupé pour le rendre cubique, puis de nouveau coupé en fines tranches qui deviendront des cellules. On parle là de cellules monocristallines.
- La seconde consiste à mettre dans un creuset cubique plusieurs cristaux de silicium dans un bain de silicium fondu. Les cristaux vont grossir lors de la solidification et donner un lingot cubique polycristallin qui sera lui aussi coupé en tranches fines pour donner des cellules. On parle là de cellules polycristallines.
En terme de coût, les cellules polycristallines qui ont demandé moins d’énergie et de temps sont un peu moins chères que les cellules monocristallines.
Électriquement le rendement d’une cellule monocristalline est un peu meilleure que pour la cellule polycristalline de même taille. Environ 17% pour la mono, 15% pour la poly. L’écart est assez faible. a savoir que les progrès technologiques font avancer ces rendements en permanence.
Attention à l’amalgame !!
Le rendement qui est souvent mis en avant par les fabricants de panneau solaire, et bien relayé volontairement ou involontairement par les revendeurs, n’a aucune incidence sur la production que vous aurez avec votre panneau solaire.
On parle d’un rendement de la cellule en faisant le rapport entre la surface active et l’énergie produite.
Un panneau de 100W mono ou un panneau de 100W poly fournira exactement la même énergie, seulement la surface active sur le panneau mono sera un peu plus faible.
La recherche du meilleur rendement, avec le surcout associé n’a d’intérêt que dans les utilisations ou la surface est limitée.
Par exemple une ferme solaire qui a 1000m2 de surface cherchera à mettre le maximum de puissance sur ces 1000m2.
Mais dans 99% des cas il n y a pas de contrainte de place.
Quelle est la durée de vie ?
La plupart des panneaux ont une garantie de 20ans à 25ans. Mais la durée de vie sera certainement bien au-delà de cette durée.
C’est en réalité la partie du système la plus fiable et robuste. Il n’y a pas de pièce en mouvement, pas d’usure.
Sauf accident, les panneaux ne tombent « jamais » en panne.
Panneaux photovoltaïques : Technique
La principale caractéristique technique d’un panneau photovoltaïque est sa puissance de production, exprimée en Kilowatts-crête (kWc).
La puissance photovoltaïque :
mesure de la capacité de production
La puissance d’un panneau photovoltaïque (en kW, kilowatts) mesure sa capacité de production d’électricité.
C’est une caractéristique technique qui ne dépend que du panneau en lui-même, et pas de l’endroit où il est posé.
La puissance est donc déterminée par le matériau qui constitue le panneau photovoltaïque et par sa surface.
Les installations les plus courantes font donc de 1,5 à 3 kW, c’est-à-dire de 15 à 30 m² de panneaux.
Calculez votre production d’électricité
Le simulateur gratuit de Quelle Energie vous permet d’obtenir une estimation chiffrée de la production d’électricité potentielle sur votre toiture.
Nous prenons en compte l’ensoleillement du lieu d’habitation, l’orientation et l’inclinaison du toit ainsi que la surface disponible pour les panneaux photovoltaïques.
Le Kilowatt-crête, unité de production "idéale"
La puissance de production photovoltaïque s’exprime en Kilowatts-crête (kWc). Le kilowatt-crête représente la puissance de production d’électricité pour un ensoleillement donné lorsque le panneau est dans des conditions idéales : orientation idéale, aucun ombrage…
En moyenne, la production photovoltaïque dans le Nord de la France est en moyenne de 900 kWh/kWc et dans le Sud de 1.300 kWh/kWc. Ces productions représentent, pour une installation de 6 kWc, un gain annuel de 1.413 € dans le Nord et de 2.041 € dans le Sud (calcul réalisé avec un tarif de rachat de 0,2617 € par kWh).
Panneaux solaires : Aides et Subventions
La prime à l'autoconsommation photovoltaïque
Depuis l’arrêté du 9 mai 2007, une prime est attribuée pour l’installation de panneaux photovoltaïques en autoconsommation avec revente du surplus. Son montant dépend de la puissance installée :
– 390€/kWc pour une puissance <= 3 kWc
– 290€/kWc pour une puissance comprise entre 3 et 9 kWc- 190€/kWc pour une puissance comprise entre 9 et 36 kWc- 90€/kWc pour une puissance comprise entre 36 et 100 kWc
Cette prime est demandée lors du raccordement et reversée ensuite par l’entité qui achète l’électricité au producteur, bien souvent EDF Obligation d’Achat. Son versement est échelonné sur 5 ans.
Les aides existantes
Les panneaux photovoltaïques et les éoliennes peuvent bénéficier des aides proposées par l’ANAH (Agence Nationale de l’Habitat).
Les chauffe-eau solaire et les système solaire combiné peuvent vous faire bénéficier du Crédit d’impôt avec un plafond de 1 000€ par m² de capteurs solaires, de l’Eco-prêt à taux zéro, de la Prime Quelle Energie et des aides de l’ANAH. Vous pouvez également profiter d’une TVA à 5,5% pour l’achat et la pose des matériaux.
L’aérovoltaïque est une solution efficace et qui peut vous aider à réaliser des économies d’énergie. Le Crédit d’impôt, l’Eco-pêt à taux zéro, la Prime Quelle Energie et le dispositif de l’Anah sont là pour vous aider à réaliser les travaux pour installer ce système. Tout comme pour les chauffe-eaux solaires, la TVA est abaissée à 5,5% pour les matériaux correspondants aux travaux.