Guide Complet sur les Panneaux Solaires : Installation, Fonctionnement et Rentabilité

Cependant, le monde des panneaux solaires peut sembler complexe pour ceux qui n'y sont pas familiers, avec des concepts tels que les panneaux solaires thermiques et photovoltaïques, la rentabilité, l'installation, et plus encore.

Cette présentation vise à clarifier ces concepts et à fournir une compréhension de base de ce qu'est un panneau solaire, de son rôle dans la production d'électricité, des différents types de panneaux solaires, des composants d'un système solaire, de la rentabilité et du rendement des panneaux solaires, des étapes de pour installer un panneau solaire, des aides et avantages disponibles, et de la vente de l'électricité produite par les panneaux solaires.

Définition et principes de base pour comprendre l'installation de panneaux solaires

Qu'est-ce qu'un panneau solaire ?

Un panneau solaire est un dispositif conçu pour convertir l'énergie du soleil, ou énergie solaire, en une autre forme d'énergie. Cela peut être l'électricité (via des panneaux solaires photovoltaïques) ou de la chaleur (via des panneaux solaires thermiques). Ils sont souvent installés sur les toits ou dans d'autres zones exposées au soleil pour maximiser leur efficacité.

Le rôle du photovoltaïque dans la production d'

électricité

La technologie photovoltaïque joue un rôle majeur dans la production d'électricité. Les panneaux solaires photovoltaïques fonctionnent en utilisant des cellules photovoltaïques pour convertir directement l'énergie lumineuse du soleil en électricité.

Cette technologie est attrayante car elle offre une source d'énergie renouvelable, non polluante, ce qui confère l’avantage aux panneaux photovoltaïques pour un avenir durable. Avec la baisse des coûts de cette technologie et l'amélioration de son efficacité, les panneaux photovoltaïques deviennent une part croissante de la production d'électricité mondiale.

Distinction entre panneaux solaires thermiques et photovoltaïques

Il y a une distinction importante entre les panneaux solaires thermiques et photovoltaïques, bien qu'ils soient tous deux des types de panneaux solaires.

Les panneaux solaires photovoltaïques sont conçus pour convertir directement l'énergie lumineuse du soleil en électricité. Ils le font en utilisant des cellules photovoltaïques, généralement faites de silicium, qui génèrent un courant électrique quand elles sont exposées à la lumière.
Les panneaux solaires thermiques, d'autre part, sont conçus pour collecter et convertir l'énergie du soleil en chaleur. Ils peuvent être utilisés pour chauffer de l'eau ou de l'air. Ils fonctionnent en absorbant la chaleur du soleil dans un fluide caloporteur qui est ensuite utilisé pour chauffer l'eau ou l'air dans un bâtiment ou une maison. C'est une technologie souvent utilisée pour le chauffage de l'eau domestique ou le chauffage des piscines.

Les composants des installations de panneau solaire

Un système de panneau solaire, également appelé système photovoltaïque, est généralement composé de plusieurs éléments clés :

Le panneau photovoltaïque

Il existe plusieurs types de panneaux photovoltaïques, y compris les panneaux monocristallins, polycristallins et à couches minces.

Les panneaux monocristallins sont habituellement les plus efficaces, mais aussi les plus coûteux.
Les panneaux polycristallins sont un peu moins efficaces mais également moins chers.
Les panneaux à couches minces sont les moins chers et les moins efficaces, mais ils sont plus flexibles et peuvent être utilisés dans une variété d'applications.

La puissance d'un panneau photovoltaïque est généralement mesurée en watts (W) et dépend de sa taille, de son efficacité et de la quantité de lumière solaire à laquelle il est exposé.

L'onduleur

L'onduleur est un composant essentiel d'un système photovoltaïque. Il convertit le courant continu (DC) produit par les panneaux solaires en courant alternatif (AC) qui peut être utilisé dans la maison ou envoyé au réseau électrique.

Il existe deux types principaux d'onduleurs : les micro-onduleurs et les onduleurs string (ou centraux).

Les micro-onduleurs sont installés sur chaque panneau solaire individuel, ce qui permet à chaque panneau de fonctionner indépendamment des autres.
Les onduleurs string, en revanche, sont connectés à plusieurs panneaux à la fois.

La batterie

La batterie est utilisée pour stocker l'énergie produite par les panneaux solaires qui n'est pas immédiatement utilisée. Cela permet d'utiliser l'énergie solaire même lorsque le soleil ne brille pas, comme la nuit ou pendant les périodes nuageuses. Les batteries au lithium-ion sont actuellement les plus couramment utilisées en raison de leur longue durée de vie et de leur haute densité énergétique.

Le raccordement au réseau électrique

Le raccordement au réseau permet d'envoyer l'électricité excédentaire produite par les panneaux solaires au réseau électrique. En retour, lorsque les panneaux solaires ne produisent pas suffisamment d'électricité (par exemple, la nuit), l'électricité peut être tirée du réseau. Dans de nombreux endroits, les propriétaires peuvent recevoir un crédit ou une compensation pour l'électricité qu'ils envoient au réseau, un concept connu sous le nom de "net metering".

Rentabilité et rendement des panneaux solaires

Production énergétique en kwh et rendement en kwc

La production d'énergie des panneaux solaires est généralement mesurée en kilowatt-heures (kWh), qui est une unité d'énergie. Le rendement d'un système solaire est souvent exprimé en kilowatt-crête (kWc), qui est une mesure de la puissance maximale que le système peut produire dans des conditions idéales (c'est-à-dire lorsque le soleil est à son zénith et que le ciel est dégagé).

Le rendement réel en kWh peut varier en fonction de nombreux facteurs :

dont l'emplacement du système,
l'orientation et l'inclinaison des panneaux,
la présence d'ombres,
la température,
et bien sûr, la quantité de lumière solaire reçue.

Investissement initial et coût d'achat de l'équipement

Le coût initial d'un système solaire peut varier considérablement en fonction de la taille du système, du type de panneaux, de l'emplacement, et de nombreux autres facteurs. Cela comprend le coût des panneaux eux-mêmes, ainsi que l'installation, l'onduleur, la batterie (si applicable), et d'autres coûts associés.

Malgré l'investissement initial, la baisse du coût de l'énergie solaire et les incitations gouvernementales peuvent rendre l'investissement rentable à long terme.

Rentabilité à long terme, surplus et autoconsommation

L'une des principales façons de mesurer la rentabilité d'un système solaire est de calculer le temps de retour sur investissement, c'est-à-dire le temps nécessaire pour que les économies d'énergie compensent le coût initial du système. Cela peut varier en fonction des coûts d'électricité locaux, des taux de production d'énergie solaire, et d'autres facteurs.

L'autoconsommation fait référence à l'utilisation de l'énergie solaire produite directement sur place, ce qui permet de réduire la quantité d'électricité achetée à partir du réseau. Le surplus d'énergie solaire, c'est-à-dire l'énergie produite mais non utilisée, peut souvent être vendu au réseau électrique, ce qui peut également contribuer à la rentabilité du système.

Il est important de noter que la rentabilité d'un système solaire peut également dépendre de facteurs externes, comme les politiques gouvernementales, les tarifs d'électricité, et les incitations financières disponibles.

Les étapes de l'installation d'un panneau solaire

L'installation de panneaux solaires est un processus qui peut être divisé en plusieurs étapes, comme suit :

Préparation du projet

Évaluation de la consommation électrique de la maison

La première étape consiste à évaluer la consommation d'électricité actuelle de votre maison. Cela peut généralement être fait en examinant vos factures d'électricité sur une année complète pour comprendre votre consommation moyenne. Cela vous aidera à déterminer combien d'énergie vous devez produire pour couvrir vos besoins.

Détermination de la puissance nécessaire du panneau

Une fois que vous connaissez votre consommation d'électricité, vous pouvez déterminer la puissance nécessaire pour votre système de panneaux solaires. Cela dépendra de facteurs tels que votre emplacement géographique, l'orientation de votre toit et l'efficacité des panneaux que vous choisissez. Un professionnel de l'énergie solaire peut vous aider à faire ces calculs.

Demande de devis et sélection d'un installateur professionnel

Après avoir déterminé la taille de votre système, la prochaine étape consiste à obtenir des devis de plusieurs installateurs de panneaux solaires. Lors de la sélection d'un installateur, il est important de considérer leur expérience, leurs références, et les garanties qu'ils offrent. Assurez-vous également de comprendre tous les coûts inclus dans le devis, y compris l'installation, le matériel, les permis, et tout autre coût associé.

Après ces étapes initiales de préparation, le projet passe généralement à l'étape de la planification et de l'installation, qui comprend le choix de l'emplacement des panneaux, l'obtention des permis nécessaires, l'installation des panneaux et de l'équipement associé, et finalement, la mise en service du système. Il est également important de planifier l'entretien et le suivi du système après son installation pour assurer son bon fonctionnement à long terme.

L'installation proprement dite

Travaux préparatoires : mise en place du système de montage

Avant que les panneaux solaires ne soient installés, un système de montage doit être mis en place sur le toit. Ce système de montage est généralement constitué de rails en métal qui sont fixés au toit. Il est important de s'assurer que le système de montage est solide et correctement aligné, car il doit supporter le poids des panneaux solaires et résister à des conditions météorologiques parfois extrêmes.

Installation du panneau sur le toit :

Une fois le système de montage en place, les panneaux solaires peuvent être installés. Les panneaux sont généralement attachés au système de montage avec des pinces ou des supports. L'orientation et l'inclinaisondes panneaux sont très importantes pour maximiser la quantité d'énergie solaire qu'ils peuvent collecter. Dans l'hémisphère nord, les panneaux solaires sont généralement orientés vers le sud.

Installation de l'onduleur et raccordement du système électrique

L'onduleur, qui convertit le courant continu produit par les panneaux solaires en courant alternatif utilisable dans la maison, est généralement installé à proximité des panneaux solaires. L'onduleur est ensuite raccordé aux panneaux solaires et au système électrique de la maison. Il peut également être nécessaire de raccorder le système à un compteur d'électricité qui mesure la quantité d'électricité produite.

Enfin, il est important de noter que les détails spécifiques de ces étapes peuvent varier en fonction de votre localisation, de la taille et du type de votre système, et d'autres facteurs.

Les aides et avantages de l'installation d'un panneau solaire

En France, de nombreuses aides financières sont disponibles pour encourager l'installation de panneaux solaires. Voici quelques-unes des principales aides et avantages que j'ai trouvés :

La prime à l'autoconsommation

Cette prime concerne uniquement les panneaux photovoltaïques. Elle dépend de la puissance de l'installation solaire et ne tient pas compte des revenus. Pour en bénéficier, il faut installer des panneaux photovoltaïques avec un professionnel qualifié RGE et s'engager à revendre le surplus d'électricité produit par l'installation. Les montants des primes sont mis à jour tous les trimestres.

La prime CEE (Certificats d’Économies d’Énergie)

Cette prime concerne les travaux de performance énergétique et le recours aux énergies renouvelables. Les panneaux solaires thermiques à usage résidentiel sont éligibles à cette prime. Son montant dépend des économies d'énergies réalisées et de la zone climatique du logement.

TVA réduite

La pose de panneaux solaires peut profiter d’une TVA réduite à 5,5 % pour les panneaux solaires de type thermique ou hybride destinés au chauffage. L'installation de panneaux solaires d’une puissance inférieure ou égale à 3 kWc est concernée par un taux de TVA réduit à 10 %. Ces réductions s'appliquent uniquement si le logement a été achevé depuis au moins 2 ans.

L’éco-PTZ (éco-prêt à taux zéro)

L’installation de panneaux solaires produisant de la chaleur fait partie des projets éligibles à l’éco-PTZ. Ce prêt permet d’emprunter jusqu’à 15 000 € sans frais ni intérêts pour des travaux de rénovation énergétique. Notez cependant que ce prêt ne concerne pas les panneaux entièrement photovoltaïques.

Il y a également d'autres aides disponibles comme "MaPrimeRénov’", "Habiter Mieux Sérénité" de l'Anah, et le "chèque énergie".

La vente de l'électricité produite par les panneaux solaires

La vente de l'électricité produite par les panneaux solaires est un aspect essentiel de leur rentabilité. En France, cela se fait généralement via un contrat d'achat avec EDF. Selon ce contrat, vous pouvez choisir de vendre l'intégralité de l'électricité produite ou seulement le surplus non utilisé.

L'option de vente du surplus d'électricité

Pour vendre le surplus d'électricité, vous devez vous engager à revendre l'électricité non consommée à EDF. Cette option est souvent plus intéressante pour les ménages car elle leur permet de consommer gratuitement l'électricité produite par leurs panneaux solaires et de vendre uniquement l'excédent. La prime à l'autoconsommation, mise en place par le gouvernement français, encourage ce type d'arrangement.

Les revenus potentiels de la vente de l'électricité

Concernant les revenus potentiels de la vente de l'électricité, ils dépendent du tarif de rachat défini par EDF et du volume d'électricité que vous produisez et vendez. En 2023, le tarif d'achat pour l'électricité issue de panneaux photovoltaïques est mis à jour chaque trimestre. Le montant exact varie en fonction de la puissance de l'installation solaire et du moment de l'année.

Déclaration et paiement des revenus de la vente de l'électricité

La déclaration et le paiement des revenus générés par la vente de l'électricité sont obligatoires à la fin de chaque trimestre. Le montant déclaré doit correspondre aux revenus générés par la vente de l'électricité au tarif de rachat applicable pendant ce trimestre.

En outre, l'installation de panneaux solaires est un processus bien structuré qui, lorsqu'il est effectué par des professionnels qualifiés, peut maximiser leur efficacité et leur durabilité. Enfin, la vente de l'électricité produite par les panneaux solaires offre une source supplémentaire de revenus, ce qui renforce encore la rentabilité de cette forme d'énergie renouvelable. En investissant dans les panneaux solaires, nous ne faisons pas seulement un choix intelligent pour notre portefeuille, mais nous contribuons également à la construction d'un avenir énergétique plus durable.