Les différentes énergies solaires

Les problématiques de notre époque nous poussent à nous tourner vers des énergies renouvelables et écologiques. Le solaire se place comme une des énergies reine sur le marché du renouvelable, c’est la ressource énergétique la plus abondante sur Terre. L’énergie du soleil qui parvient jusqu’à la Terre équivaut à 173 000 térawatts, ce qui correspond à 10 000 fois la consommation d’énergie mondiale. Plusieurs solutions existent pour tirer parti de cette source d’énergie infinie, notamment les panneaux solaires qui permettent de produire de l’électricité et de la chaleur pour votre habitation.

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L’énergie solaire, qu’est-ce que c’est ?

Pour la petite histoire, l’effet photovoltaïque qui permet de transformer les rayons du soleil en énergie électrique, est une trouvaille française. C’est un physicien français, Edmond Becquerel, qui a découvert, en 1839, que la lumière du soleil pouvait se transformer en courant électrique grâce à des panneaux semi-conducteurs. Depuis, même si la technologie a évolué, le principe reste le même. Les photons qui composent la lumière se fixent sur les matériaux semi-conducteurs, ce qui génère un courant électrique. Les panneaux solaires photovoltaïques fonctionnent de la manière suivante :

• Le soleil brillent en continu et les photons qui composent les rayons sont absorbés par les cellules des panneaux.
• Dans ces cellules, on trouve deux couches de matériaux semi-conducteurs. Une couche s’occupe d’emmagasiner les charges positives et l’autre les négatives.
• Un champ électrique est crée entre les deux couches qui viennent alimenter un onduleur qui renvoie un courant alternatif.
• Le boitier de raccordement redirige l’énergie de l'onduleur dans l’habitation sur laquelle les panneaux sont installés pour fournir l'électricité.

Grâce à cela, les panneaux solaires utilisent, aujourd’hui aussi, l’énergie émise par les rayons du soleil. Cela permet de génerer soit de la chaleur avec l’installation de panneaux thermiques ou bien de l’électricité avec des panneaux photovoltaïques. L’électricité produite par le photovoltaïque peut servir à toute l’utilisation quotidienne comme n’importe quelle autre source d’énergie pour: charger ses appareils, regarder la télévision ou bien charger son téléphone. Les panneaux solaires thermiques sont généralement installés pour chauffer les logements et l’eau sanitaire pour votre baignoire ou votre robinet.

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Les différents types d’énergie grâce au solaire

Énergie solaire photovoltaïque

Les panneaux à cellules photovoltaïques sont la seule alternative renouvelable pour produire de l’électricité sans force tournante comme une dynamo ou un alternateur. En utilisation, les panneaux solaires ne rejetent aucun gaz à effet de serre, car l’énergie provient du soleil et ils ne produisent aucune pollution sonore. Le fonctionnement des panneaux est 100% neutre, puisqu'ils n’influent pas sur l'environnement. Seule sa fabrication et son transport alourdissent son bilan carbone qui est ensuite compensé par les nombreuses années d’utilisation des panneaux.

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L’avantage du photovoltaïque

Les panneaux sont stables, comme ils ne nécessitent pas de mouvement. Une fois posés sur le toit de votre habitation, les panneaux ne demandent que de rare intervention en dehors d’un nettoyage annuel des plaques à l’eau déminéralisée. Leur durée de vie est estimée entre 20 et 30 ans par panneaux. En réalité, les panneaux seront toujours fonctionnels après 20 ou 30, mais ne seront plus aussi efficaces.

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Le rendement du photovoltaïque

Malheureusement, les panneaux photovoltaïques, n’ont pas un rendement de 100%. Une part de l’énergie contenue dans les rayons du soleil se perd au moment de la captation par les cellules photovoltaïques. Les panneaux monocristallins, qui sont les plus courant en France, ont un rendement de 16% à 24% suivant les régions. Cela veut dire que ces panneaux transforment 16 à 24% de l’énergie du soleil en électricité. Ce rendement donne en moyenne une production de 700kWh à 1400 kWh par an. La consommation moyenne par personne dans un foyer français est estimée à 2 200 kWh par année.

Dans une zone à fort ensoleillement, l’inclinaison des panneaux joue également un rôle majeur. Si votre toit est plat, nous vous recommandons d’incliner votre installation pour bénéficier au maximum de la production d’énergie. Votre installation solaire sera néanmoins soumise aux aléas du climat. À cause de cela, la production d’énergie à l’année peut varier suivant le taux d’ensoleillement de votre région. Enfin, l’inclinaison naturelle des panneaux permettra à la pluie de ruisseler sur sa surface et donc de nettoyer ces dernières, vous évitant ainsi l’intervention d’un professionnel.

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Le photovoltaïque au quotidien

L’installation de panneaux est assez couteuse au départ, sa rentabilité se fait sur le long terme. Les couts d’installation pour une puissance entre 3 et 12 kWc peuvent varier de 8 000 à 30 000 euros en moyenne en France. On estime cependant une rentabilité sur 10 à 15 ans. Plusieurs solutions s’offrent à vous avec la possibilité de la vente de votre surplus d’électricité ou de la totalité de votre production grâce aux panneaux.

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La vente d’énergie, l’atout majeur des panneaux photovoltaïques

Parmi les nombreux atouts du solaire, vous avez donc la possibilité de vendre votre production d’énergie. Les panneaux photovoltaïques permettent en effet de vendre l’énergie produite par ces derniers à un organisme agréé. Vous avez deux possibilités. Il est possible, de vendre le surplus d’électricité de votre installation ou bien vendre la totalité de votre production électrique. Ces panneaux sont faits pour que leurs installation soit possible sans faire appel à un technicien. Si vous souhaitez bénéficier de la vente de votre énergie, il faudra contacter un organisme comme EDF OA qui nécessite l’intervention d’un technicien pour paramétrer votre installation. Dans le cas contraire, votre surplus d’énergie sera obligatoirement réinjecté gratuitement dans le réseau électrique de votre ville. Il est toujours possible de configurer son réseau électrique afin de profiter du surplus d’énergie ou d’investir dans une batterie pour le stocker, mais cela demandera une certaine connaissance dans le domaine et des frais supplémentaires.

La plupart des foyers équipés, (plus d’un million en 2024 en France) produisent de l’électricité pour de l’autoconsommation. Cela permet de réduire grandement sa facture. Cependant, la production d’énergie grâce au photovoltaïque ne compensera pas la totalité de votre consommation. L’énergie solaire est trop dépendante des aléas du quotidien et du taux d’ensoleillement, son rendement n’est pas assez efficace pour vous garantir une autosuffisance.

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Énergie solaire thermodynamique

L’énergie solaire thermodynamique est réservée à l’usage des centrales solaires. C’est un dispositif bien plus complexe à mettre en place que les panneaux solaires même si son principe est similaire. Des miroirs vont réfléchir les rayons du soleil sur un capteur qui sera ensuite convertie en électricité. Des pays comme l’Espagne ou certaines régions des États-Unis, comme le Nevada, utilisent cette technologie grâce à leur fort taux d’ensoleillement.

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Énergie solaire aérovoltaïque

Les panneaux solaires aérovoltaiques, sont des panneaux solaires qui utilisent le soleil pour produire à la fois de l’électricité et de la chaleur. Ces panneaux concentrent le système photovoltaïque ainsi que le thermique. Souvent appelé panneau à air, l’aérovoltaique ajoute également un système de ventilation afin de profiter de la production de chaleur et d’électricité.

Toutefois, ces améliorations ont un coût qui fait grimper le prix ce type de panneaux en moyenne 30% plus cher qu’un panneau solaire "classique".

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Les avantages de l’aérovoltaïque

L’aérovoltaique est une technologie récente, en utilisant le principe des cellules photovoltaïque pour la production d’électricité, l’aérovoltaique récupère par ailleurs la chaleur produite par le panneau grâce à une turbine. Cette chaleur est ensuite envoyée dans votre foyer à travers un système de ventilation. Comme pour le thermique et le photovoltaique, l’aérovoltaique ne suffira pas pour produire la chaleur et l’électricité de votre foyer. C’est un très bon système d’appoint qui vous garantie une rentabilité sur le long terme, les panneaux aérovoltaique ont une durée de vie estimée à 30 ans.

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L’aérovoltaïque au quotidien

l’installation de l’aérovoltaique nécessite l’intervention d’un professionnel qui aide pour sa pose. Attention à ne pas confondre l’aérovoltaique avec les panneaux solaires hybrides photovoltaïques/thermiques. Ces derniers permettent la production d’électricité et le chauffage de l’eau. Ici, les panneaux aérovoltaiques permettent de produire de l’électricité ainsi que de la chaleur pour votre foyer.

Cependant, ces améliorations ont un coût qui fait grimper le prix de ce type de panneaux en moyenne 30% plus cher qu’un panneau solaire classique, photovoltaïque ou thermique. Les prix avoisinent généralement les 15 000 euros pour un système aérovoltaique.

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L'énergie solaire thermique

L’énergie solaire thermique va être, quant à elle, utilisée pour la production de chaleur. Pour une utilisation domestique, le solaire thermique va fréquemment servir à chauffer votre eau sanitaire, dans votre douche ou bien votre robinet, mais aussi chauffer votre habitation si vous optez pour une installation combinée. Le principe de base est le même, les rayons du soleil vont venir fixer les photons dans les cellules du panneau pour chauffer ensuite un liquide caloporteur. Une fois le liquide caloporteur chauffé, l’eau stockée dans un ballon sera utilisable à votre domicile.

Plusieurs types de panneaux solaires thermiques existent avec différents niveaux de puissance suivant votre usage.

• Les capteurs sous vide tubulaires : Ce type de panneaux thermiques vous permet d’obtenir la meilleure productivité au niveau de la température. Les tubes sous vide d’air peuvent chauffer jusqu’à 120 degrés et assurer ainsi le chauffage de votre logement.
• Les capteurs non vitrés : Ces capteurs sont utilisés quasiment exclusivement dans les pays à fort taux d’ensoleillement et au climat chaud. Bien qu’ils soient abordables et disponibles, leur faible puissance ne permet pas de dépasser les 30 degrés pour chauffer votre eau sanitaire et votre logement.
• Les capteurs vitrés simple et double vitrage :  Les capteurs de panneaux thermiques les plus courant. Parfaitement adaptés à un usage quotidien, ils remplissent parfaitement leurs missions domestiques. Ces capteurs permettent, par exemple, de chauffer votre eau sanitaire jusqu'à 90° selon vos besoins.

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Les avantages du thermique

La production d'énergie du panneau solaire thermique rapporte deux avantages au quotidien. Il permet de chauffer votre eau sanitaire et votre système de chauffage. C’est un avantage non négligeable pour se rapprocher de l’autoconsommation. Cependant, comme pour le panneau solaire photovoltaïque, son utilisation ne permet pas d’être totalement autonome, surtout en hiver.

Le rendement du panneau thermique est estimé entre 35% et 45% d’énergie disponible. Le pourcentage du rendement correspond à l’énergie que les panneaux captent proportionnellement à la chaleur produite pour votre foyer. La fourchette de prix pour du thermique varie selon vos besoins. Dans le cadre d’un système solaire chauffe-eau, la moyenne des prix se situe en 3 000 et 7 000 euros. Le prix d’une installation chaleur-eau se compte en mètre carré, il faut prévoir entre 400 et 2000 euros le mètre carré pour cette technologie, suivant la puissance.

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Le solaire thermique au quotidien

Les panneaux solaires thermiques demandent plus d’entretien qu’un panneau solaire photovoltaïque. Ses plaques hautement transparentes nécessitent un nettoyage accru pour être sûr de ne pas entraver les performances. Des plaques sales laissent moins entrer la lumière. Leur efficacité sera donc réduite. Il est recommandé de nettoyer ses panneaux deux fois tous les an avec de l’eau déminéralisée.

Afin de nettoyer facilement votre panneau thermique sans risquer de l’abimer, munissez-vous d’un balai télescopique équipé d’un chiffon doux. Un passage sur chaque panneau avec de l’eau déminéralisée devrait suffire à enlever les impuretés. Comme les panneaux sont exposés au vent, à la pluie, la grêle, la neige et la pollution, une fine couche de particule peut se déposer dessus. N’utilisez jamais des nettoyants chimiques qui sont trop corrosifs pour le revêtement des plaques ou encore de karcher, qui sont trop puissants pour la fragilité des cellules. Pensez à vérifier que rien n’obstrue les plaques comme des feuilles mortes par exemple. Les plaques ayant tendance à produire de la chaleur, cela pourrait entrainer une surchauffe.

Même s'ils sont correctement entretenus, une surchauffe peut arriver sur le solaire thermique, dû à la chaleur qu’ils produisent. C’est pourquoi il est particulièrement important de les faire vérifier régulièrement par un professionnel. Vous pouvez effectuer les premières vérifications vous-même en étant attentif à des fuites de fluide solaire ou des câbles abimés. Après une période de fort ensoleillement, il faudra vérifier le manomètre qui sert à contrôler la pression du fluide solaire. Sur des panneaux thermiques, la pression doit être constante, et ne pas être inférieur à 1 bar de pression. Un contrôle annuel est à faire par un professionnel, avant d’effectuer une intervention plus importante, environ tous les trois ans.

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FAQ

Quelle est la différence entre le photovoltaïque et le thermique ?

Les panneaux photovoltaïque permettent de produire de l’électricité tandis que les panneaux thermiques de la chaleur pour votre foyer.

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Comment nettoyer mes panneaux solaires ?

A l'aide d'un balai téléscopique et d'un chiffon doux humidifié à l'eau déminéralisée si votre toit n'est pas trop haut. Attention à ne jamais appliquer de produit chimiques sur vos panneaux, leurs effets corresifs pourraient les détériorer.

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Mon installation solaire peut-elle me rendre autosuffisant ?

Pour un usage privée, qu'ils soient photovoltaïque, thermique ou encore aérovoltaique, ces panneaux solaires ne permettent pas d'atteindre l'autosuffisance énergetique. Ces équipements sont à voir comme un appoint pour réduire votre consommation d'énergie sur une année.

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Où puis-je vendre mon surplus d'électricité ?

Le surplus peut se vendre à un acheteur agrée comme EDF OA ( Obligation d'Achat ) ou bien à une entreprise locale de distribution.

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