La course pour les énergies durables s’amplifie de jour en jour. À cet effet, les panneaux solaires se diversifient et s’améliorent. Ils s’imposent comme l’alternative par excellence aux énergies non renouvelables.
Mais lorsqu’on parle solaire, il existe souvent une confusion entre les différents systèmes employés. C’est pourquoi, dans cet article nous allons présenter un aperçu des différents types de panneaux solaires les plus répandus, et expliquer leur utilité.
Les panneaux solaires photovoltaïques
Ce type de panneau solaire reste le plus populaire au monde. Avec l’avancée des soucis environnementaux, l’installation de panneaux solaires photovoltaïques a explosé.
Son principe est relativement simple. Un ensemble de cellules photovoltaïques est disposé sur un panneau. Elles ont pour fonction de transformer la lumière du soleil, en courant électrique continu. Un courant qui sera lui-même transformé en courant alternatif par le biais d’un onduleur, afin d’être utilisé par vos appareils électroménagers.
Ce panneau solaire PV (photovoltaïque) est connu pour être utilisé aussi bien dans les ménages, dans les grandes entreprises que pour alimenter de grands projets industriels.
En fonction du type de cellules solaires utilisé pour sa composition, on distingue trois grandes catégories de panneaux solaires photovoltaïques. Il s’agit respectivement des monocristallins, polycristallins et des amorphes.
Vedi anche: Comment calculer la surface et la rentabilité des panneaux solaires ?
Les panneaux solaires monocristallins
Les cellules photovoltaïques de ces panneaux solaires sont issues d’un même cristal de silicium. C’est la variante qui propose aujourd’hui le meilleur rendement, de quelques 2 à 3% supérieur à celui des polycristallins
Les panneaux solaires polycristallins
Les cellules photovoltaïques des panneaux PV sont issues de plusieurs cristaux de silicium. Ils sont d’une couleur un peu bleue, alors que les monocristallins sont noirs.
Les panneaux solaires monocristallins ont un rendement meilleur, et captent mieux la lumière du soleil, mais sont plus onéreux à fabriquer. Leur durée de vie est toutefois plus élevée. Les monocristallins sont donc adaptés aux régions à faible ensoleillement, tandis que les polycristallins sont plus idéaux dans les régions à fort ensoleillement.
Les panneaux solaires PV amorphes
Les panneaux solaires photovoltaïques amorphes sont une catégorie relativement récente de panneaux solaires PV souples, légers, et pliables. Ils sont conditionnés sous forme de rouleaux et s’installent sur tout type de toiture.
Ils sont constitués d’une fine couche de silicium posée sur du verre, et leur fabrication est beaucoup moins gourmande en silicium que les deux types précédents, donc plus écologiques.
Les panneaux solaires thermiques
Contrairement aux photovoltaïques qui captent directement la lumière du soleil, les panneaux solaires thermiques captent la chaleur produite par les rayons. La différence fondamentale se situe au niveau du produit final. Ici, ce n’est pas de l’électricité qui est produite, mais la chaleur.
En effet, la chaleur captée est utilisée pour produire de l’eau chaude, laquelle peut servir par la suite à alimenter un chauffe-eau solaire et à fournir de l’eau pour la douche, l’évier et les appareils ménagers.
Aussi, les panneaux thermiques servent à contrôler la température de l’air dans un espace donné. En hiver, par exemple, ils servent à chauffer l’air. À l’instar des photovoltaïques, on distingue trois différents capteurs thermiques :
Les capteurs plans opaques
Les capteurs plans opaques se composent d’une surface métallique absorbante recouverte d’un matériau noir destiné à capter la chaleur du soleil. Contrairement à d’autres technologies, ils ne disposent pas de vitrage, ce qui les rend simples dans leur conception et peu coûteux à produire et à installer.
Cependant, cette simplicité a des limites : leur rendement est faible, en particulier dans des conditions climatiques froides ou lorsque l’ensoleillement est insuffisant.
De plus, l’absence de vitrage entraîne des pertes thermiques importantes. Ces capteurs sont généralement utilisés dans des régions chaudes où les besoins en chauffage sont modestes, comme pour le préchauffage de l’eau.
Les capteurs plans vitrés
Les capteurs plans vitrés représentent une évolution technologique par rapport aux capteurs opaques. Ils intègrent une plaque absorbante recouverte d’un vitrage transparent, souvent en verre, qui emprisonne la chaleur et limite les pertes thermiques.
Ce vitrage protège également les composants internes des intempéries, prolongeant ainsi leur durée de vie. Ces capteurs offrent un rendement supérieur, y compris par temps froid, et sont adaptés aux climats avec des variations saisonnières modérées.
Toutefois, leur conception plus sophistiquée les rend plus coûteux à produire et à installer. On les retrouve fréquemment dans des installations destinées au chauffage de l’eau sanitaire ou des piscines.
Les capteurs à tubes sous vide.
Les capteurs à tubes sous vide constituent la technologie la plus avancée dans le domaine des capteurs thermiques. Ils se composent de tubes en verre dans lesquels un vide est créé, offrant une isolation exceptionnelle contre les pertes de chaleur.
À l’intérieur de ces tubes, une surface absorbante capte efficacement la chaleur solaire, même en conditions d’ensoleillement réduit ou de températures extrêmement basses. Grâce à leur conception modulaire, ces capteurs s’adaptent facilement à différentes configurations et besoins.
Leur rendement élevé et leur capacité à chauffer à des températures importantes en font un choix idéal pour les régions froides ou les applications nécessitant une grande quantité d’énergie thermique, comme le chauffage central ou les usages industriels.
Cependant, leur coût d’achat et d’installation est nettement supérieur à celui des autres types de capteurs, et leur fragilité, due à la présence de verre, peut nécessiter des précautions supplémentaires.
Les panneaux solaires hybrides
Ils sont aussi connus sous le nom de panneaux solaires photovoltaïque-thermiques. Ces panneaux solaires sont des plus prisés du marché. Pour simple raison, il combine les fonctions photovoltaïques avec les fonctions thermiques. Ce qui explique qu’il produit aussi bien de l’électricité que de la chaleur. C’est en cela que les panneaux hybrides constituent le choix par excellence si vous n’avez pas suffisamment d’espace pour héberger deux différents panneaux.
Quel est le meilleur panneau solaire ?
Chaque type de panneau solaire répond à des besoins spécifiques, et son rendement dépend de plusieurs facteurs : la consommation énergétique, la localisation géographique, l’orientation, l’inclinaison, ainsi que les performances intrinsèques de l’installation. Le choix d’un panneau solaire adapté nécessite donc une analyse précise de ces éléments pour garantir un retour sur investissement optimal et des performances durables.
1. L’aspect économique
Le coût initial des panneaux solaires peut varier de 150 à 300 € par m² en fonction de la technologie choisie. Par exemple :
- Capteurs plans opaques : 150 à 200 €/m², rendement moyen de 40-50 %.
- Capteurs plans vitrés : 200 à 250 €/m², rendement de 60-70 %.
- Capteurs à tubes sous vide : 250 à 300 €/m², rendement de 70-85 %.
Un panneau résistant et durable est un investissement à long terme. Il faut également considérer les économies générées sur la facture énergétique, souvent comprises entre 40 % et 70 % selon l’installation. Une estimation précise peut être calculée en prenant en compte l’ensoleillement annuel de votre région (exprimé en kWh/m²/an).
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2. L’impact écologique
L’analyse de l’impact écologique repose sur deux éléments principaux :
- La durée de vie du panneau : Un panneau de qualité peut durer 20 à 30 ans, avec une baisse moyenne de rendement de 0,5 à 1 % par an.
- L’énergie grise (énergie nécessaire à la fabrication) : Les capteurs à tubes sous vide, bien que plus performants, nécessitent plus d’énergie pour leur production. En revanche, leur impact est compensé par une meilleure efficacité à long terme.
Les panneaux solaires permettent d’éviter des émissions de CO₂ considérables : environ 800 à 1 000 kg de CO₂ économisés par an pour une installation moyenne de 3 kWc.
3. Les critères techniques
La performance d’un panneau solaire dépend de sa technologie et de son rendement :
- Capteurs plans opaques : Idéal pour les régions chaudes et les usages simples (préchauffage de l’eau).
- Capteurs plans vitrés : Bon compromis entre coût et rendement pour les climats modérés.
- Capteurs à tubes sous vide : Adaptés aux climats froids ou aux besoins élevés en chaleur (rendement thermique supérieur à 80 %).
Enfin vous devriez également vérifier l’efficacité énergétique : elle est exprimée en kWh/m²/an. Plus elle est élevée, plus l’installation est rentable.
Julien G.
Julienlaureata in ingegneria meccanica e specializzata in ingegneria climatica dal 2009, è diventato uno scrittore specializzato in energie rinnovabili, con esperienza in pompe di calore e pannelli solari fotovoltaici per gli alloggi individuali.
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