Panneau solaire ou photovoltaïque : tout savoir sur leur fonctionnement et différences
Les panneaux solaires sont des dispositifs qui convertissent la lumière du soleil en électricité utilisable. Ils sont composés de cellules photovoltaïques qui capturent les photons du soleil et les transforment en courant électrique. Ces panneaux peuvent être utilisés pour alimenter une maison, une entreprise ou même un véhicule électrique. Ils sont disponibles dans différents types, marques et tailles, et peuvent être installés sur les toits, les façades ou même au sol. L’utilisation de panneaux solaires présente de nombreux avantages écologiques et économiques, tels que la réduction des émissions de gaz à effet de serre et la diminution des factures d’électricité.
Comprendre les termes : Panneau solaire et Panneau photovoltaïque
Il est courant de confondre le terme « panneau solaire » avec celui de « panneau photovoltaïque ». En réalité, ces deux termes font référence à des technologies légèrement différentes bien qu’elles soient toutes deux basées sur l’utilisation de l’énergie solaire. Dans cet article, nous vous proposons de mieux comprendre les différences entre ces deux technologies afin de vous aider à choisir celle qui convient le mieux à vos besoins.
Panneau solaire thermique : production de chaleur
Le panneau solaire thermique a pour objectif principal de transformer l’énergie solaire en chaleur. Il est généralement constitué d’un absorbeur (généralement en métal) qui capte la chaleur du soleil et la transmet à un fluide caloporteur. Ce fluide chaud est ensuite acheminé vers un ballon de stockage où il libère sa chaleur pour chauffer de l’eau ou servir à un système de chauffage central. Il existe différents types de panneaux solaires thermiques :
- Les capteurs plans : Ce sont les plus courants et les moins coûteux sur le marché. Ils fonctionnent simplement par convection naturelle de l’air ou d’un liquide entre deux plaques métalliques.
- Les capteurs à tubes sous vide : Plus efficaces que les capteurs plans, ils utilisent des tubes sous vide pour isoler l’absorbeur et ainsi minimiser les déperditions thermiques.
Fonctionnement des panneaux solaires thermiques
Les panneaux solaires thermiques sont généralement constitués de tubes dans lesquels circule un fluide caloporteur (eau mélangée avec un antigel) ou simplement de l’eau dans le cas des panneaux à capteurs plans vitrés. Lorsque le rayonnement solaire traverse le vitrage, il chauffe le fluide caloporteur contenu dans les tubes. Le fluide ainsi réchauffé peut ensuite être utilisé pour chauffer de l’eau sanitaire ou pour alimenter un système de chauffage central.
Avantages et inconvénients des panneaux solaires thermiques
Les principales avantages des panneaux solaires thermiques sont :
- La production d’eau chaude sanitaire et de chauffage à partir d’une source d’énergie renouvelable
- L’indépendance énergétique et la réduction des factures de gaz ou d’électricité
- Un faible coût d’investissement comparativement à d’autres solutions de production d’énergie verte
Cependant, les panneaux solaires thermiques présentent également quelques inconvénients :
- Une efficacité dépendante des conditions météorologiques et des saisons
- Un rendement moins important que celui des panneaux solaires photovoltaïques
- Une installation pouvant être complexe selon la configuration du bâtiment
Panneau photovoltaïque
Ce type de panneau solaire a pour but principal de transformer l’énergie solaire en électricité. Il est composé de cellules photovoltaïques qui capturent les photons du soleil et génèrent un courant électrique grâce à l’effet photovoltaïque. Les panneaux photovoltaïques sont généralement fabriqués à partir de semiconducteurs, tels que le silicium cristallin ou amorphe, mais également de matériaux plus récents comme les pérovskites ou les cellules organiques. Les principales caractéristiques des panneaux photovoltaïques sont leur rendement énergétique, leur durée de vie et leur performance face aux conditions climatiques.
Fonctionnement des panneaux solaires photovoltaïques
Le fonctionnement d’un panneau solaire photovoltaïque repose sur l’effet photoélectrique, phénomène physique lié à l’interaction entre la lumière et la matière. Lorsque les photons de la lumière solaire frappent les cellules photovoltaïques, ils transfèrent leur énergie aux électrons présents dans le matériau semi-conducteur qui les composent (comme le silicium). Ces électrons, libérés de leur liaison atomique, génèrent un courant électrique continu, qui sera ensuite transformé en courant alternatif par un onduleur pour être adapté à l’utilisation domestique.
Avantages et inconvénients des panneaux solaires photovoltaïques
Les avantages majeurs des panneaux solaires photovoltaïques sont :
- La production d’électricité verte et renouvelable
- La réduction des factures énergétiques et une certaine indépendance vis-à-vis du réseau électrique
- La possibilité de revendre l’électricité excédentaire produite à un fournisseur d’énergie ou d’alimenter un réseau local
Néanmoins, il existe également des inconvénients liés à l’utilisation de panneaux solaires photovoltaïques :
- Un coût d’investissement initial plus élevé que pour les panneaux solaires thermiques
- Une dégradation progressive des performances au fil du temps, même si la durée de vie d’un panneau photovoltaïque est généralement supérieure à 20 ans
- Une efficacité moindre en conditions de faible luminosité ou de températures élevées
Quelles différences entre les deux technologies ?
La différence fondamentale entre un panneau solaire thermique et un panneau photovoltaïque réside dans la manière dont ils exploitent l’énergie solaire. Alors que le premier transforme cette énergie en chaleur, le deuxième la convertit directement en électricité.
Fonctions et applications des deux types de panneaux
Du fait de leurs principes de fonctionnement différents, les panneaux solaires thermiques et photovoltaïques ont également des applications distinctes :
- Les panneaux solaires thermiques sont généralement utilisés pour chauffer de l’eau sanitaire ou pour alimenter des systèmes de chauffage par le sol ou par radiateurs hydrauliques.
- Les panneaux photovoltaïques permettent de produire de l’électricité pour alimenter une habitation, des équipements électriques (éclairage, appareils ménagers, etc.) ou même recharger des véhicules électriques.
Performances et rendements énergétiques
Le rendement énergétique d’un panneau solaire thermique est généralement supérieur à celui d’un panneau photovoltaïque. En effet, la conversion de l’énergie solaire en chaleur présente moins de déperditions que la conversion en électricité. Cependant, le rendement global dépend aussi de nombreux autres paramètres tels que la qualité des matériaux, le type de cellules et l’installation elle-même.
Prix et installation
En général, l’installation d’un système solaire thermique nécessite un investissement initial moins important que celui d’un système photovoltaïque. Toutefois, les tarifs peuvent varier en fonction des types et des marques de panneaux, ainsi que du coût de l’installation proprement dite. En outre, il est possible de bénéficier de différentes aides financières pour faciliter l’achat et la pose de panneaux solaires.
Entretien et durabilité
Les deux types de panneaux nécessitent un entretien régulier pour conserver leur performance et leur efficacité énergétique. L’entretien d’un panneau solaire thermique peut être légèrement plus complexe car il implique parfois le remplacement du fluide caloporteur ou des éléments mécaniques (pompe, vase d’expansion…), tandis que celui d’un panneau photovoltaïque se limite généralement au nettoyage des cellules et à la vérification des câbles et connexions électriques. La durée de vie d’un panneau solaire dépend également de sa qualité, mais elle est généralement estimée entre 20 et 30 ans pour les panneaux photovoltaïques et autour de 25 ans pour les panneaux solaires thermiques.
Comment choisir la bonne solution pour vous ?
Le choix entre un panneau solaire thermique et photovoltaïque dépend principalement de vos besoins en terme d’énergie : produire de l’eau chaude sanitaire/chaleur ou générer de l’électricité. Mais chaque situation est unique et plusieurs facteurs doivent être pris en compte :
- Vos besoins énergétiques : chauffe-eau solaire ou approvisionnement électrique ?
- Votre budget : investissement initial, coûts d’entretien et aides disponibles.
- La surface disponible : toiture, façade ou terrain pour l’installation des panneaux.
- L’ensoleillement de votre région : performances optimales selon le climat et l’exposition au soleil.
Il est donc essentiel de bien se renseigner avant de prendre une décision concernant l’installation de panneaux solaires sur votre toiture. En comparant les deux technologies, leurs caractéristiques, contraintes et avantages, vous pourrez ainsi choisir la solution la plus adaptée à vos besoins et à votre situation.