Connais-tu les différents types de panneaux solaires ?

Quelle que soit la technologie solaire, ses caractéristiques ou encore son prix, un panneau solaire utilise l’énergie solaire pour la transformer soit en électricité soit en chaleur soit en électricité et chaleur dans le cas des panneaux solaires hybrides. Chaque panneau solaire possède des caractéristiques techniques, des performances et un prix qui lui est propre. Voyons cela plus en détail en passant en revue les différents types de panneau solaire.

Quels sont les différents types de panneaux solaires ?

Dans le langage commun, on utilise le terme générique « panneaux solaires » pour désigner uniquement les panneaux solaires photovoltaïques. Or, il est extrêmement important de rappeler que l’expression « panneaux solaires » désigne trois types de panneaux solaires :

• Le panneau solaire photovoltaïque qui transforme l’énergie solaire reçue en électricité.
• Le panneau solaire thermique qui transforme l’énergie solaire reçue en chaleur permettant notamment de produire de l’eau chaude.
• Le panneau solaire hybride qui transforme l’énergie solaire reçue en électricité et en chaleur simultanément.

– Le panneau solaire photovoltaïque

Le panneau solaire le plus connu est le fameux photovoltaïque. C’est celui dont tout le monde entend parler dans la vie courante notamment depuis l’explosion de l’intérêt pour les énergies renouvelables. Le panneau solaire photovoltaïque est composé de cellules photovoltaïques qui lui permettent de générer du courant électrique lorsque les rayons du soleil viennent le percuter. On distingue quatre grands types de panneaux photovoltaïques :

• Le panneau solaire en silicium cristalin (monocristallin) est composé d’un seul cristal de silicium. Le panneau solaire monocristallin a un aspect plus sombre que le panneau polycristallin. De manière générale, il est composé d’un même cristal ce qui permet un rendement très efficace de 14 à 18%. Ce type de panneau est néanmoins très coûteux, car difficile à produire.
• Le panneau solaire en sicilicum cristalin (polycristallin) est constitué de plusieurs cristaux de silicium. Sa couleur bleue le rend beaucoup plus visible et donc moins esthétique. Les panneaux polycristallins sont moins performants que les monocristallins. Néanmoins, leur plus grande simplicité de fabrication les rend plus abordables.
• Le panneau solaire en sicilium amorphe est plus souple que le silicium cristalin. le silicium amorphe est généralement utilisé comme une membrane solaire, et est donc plus facile à poser que des panneaux classiques grâce à sa souplesse. Sa facilité et sa légèreté ont néanmoins un prix : leur rendement n’atteint en général que 8%, ce qui reste très moyen. En contrepartie, ils sont généralement moins coûteux à poser.
• Le panneau solaire en cuivre, indium et sélénium (CIS) ou en cuivre, indium, gallium et sélénium (CIGS). Ici, les matières premières nécessaires à la fabrication des cellules CIS ou CIGS sont beaucoup plus facile à se procurer que le silicium du photovoltaïque classique. Leur rendement de conversion énergétique est le plus élevé à ce jour pour des cellules photovoltaïques en couche mince mais ils nécessitent une surface plus importante pour obtenir le même rendement que les panneaux photovoltaïques cristallin.

La plupart des panneaux solaires sont monofaces, c’est-à-dire qu’ils ne transforment les rayons du soleil en électricité que grâce à leur face avant. Néanmoins, se développe depuis quelques années le panneau solaire biface qui permet d’utiliser l’effet d’albédo. L’effet d’albédo désigne le phénomène par lequel toute surface réfléchit les rayons du soleil qu’elle reçoit. Grâce à des capteurs photovoltaïques situés à l’avant et à l’arrière du panneau solaire, un module bifacial peut donc produire plus d’électricité qu’un panneau monoface pour un ensoleillement identique.

– Le panneau solaire thermique

Un panneau solaire n’est pas voué uniquement à produire de l’électricité contrairement aux idées reçues. En effet, les panneaux solaires thermiques permettent de produire de l’eau chaude sanitaire (ECS). Concrètement, ce type de panneau solaire est composé d’un circuit parcouru par de l’eau chaude ou un fluide caloporteur. Dans le premier cas, rien de bien compliqué : l’eau chaude circule dans des conduits directement exposés à la lumière du soleil. Dans le second cas, c’est le fluide caloporteur qui est d’abord chauffé par les rayons du soleil avant d’être envoyé vers un ballon d’eau chaude. Il peut alors restituer sa chaleur au circuit d’eau chaude sanitaire.

En été, ce type de panneau solaire peut subvenir à l’intégralité des besoins d’un logement en eau chaude notamment pour les logements dotés d’une piscine. Cependant quand le froid arrive, les panneaux solaires thermiques s’avèrent insuffisants. Pour pallier cette insuffisance, il est nécessaire d’installer un chauffage d’appoint pour prendre le relai lorsque les températures sont trop basses.

– Le panneau solaire hybride

Produire de l’électricité et de l’eau chaude en même temps avec un même panneau, c’est possible ? Bien sûr, c’est le fameux panneau solaire hybride qui offre une solution deux en un ! Concrètement, ce type de panneau solaire est constitué de cellules photovoltaïques à l’avant et de capteurs thermiques à haut rendement à l’arrière. L’intérêt de ce dispositif est multiple. Tout d’abord, un panneau solaire hybride permet d’accroître les économies d’énergie par rapport à un panneau solaire classique. Les besoins en électricité ainsi qu’en chauffage peuvent être en partie assurés.

Deuxièmement, lorsqu’ils sont exposés au soleil, les panneaux photovoltaïques peuvent grimper à des températures très importantes – jusqu’à 80°C. Grâce au collecteur thermique, les cellules photovoltaïques du panneau hybride sont refroidies, ce qui permet d’obtenir un meilleur rendement de la partie électrique. D’une certaine manière, il s’agit de voler la chaleur des cellules photovoltaïques et de la convertir en eau chaude.

Quelles sont les différentes performances des panneaux solaires ?

Maintenant parlons de la performance de ces différents panneaux et essayons de comprendre leur efficacité à chacun. Pour commencer étudions le cas du célèbre panneau solaire photovoltaïque, il est capable de capter approximativement 20% sous forme d’énergie photovoltaïque. Les 80% d’énergie restants sont perdus en raison de la réflexion des rayons du soleil et surtout des pertes de chaleur.

Le PVT de première génération, sans cristal isolant sur sa partie frontale, quant à lui, intègre un panneau photovoltaïque et un circuit d’eau à l’arrière. En théorie, il transforme les pertes thermiques de l’arrière du panneau (40%) en énergie solaire thermique. Cela suppose donc une efficacité de 60%.

Cependant, en pratique nous en sommes bien loin. En fait, si nous augmentons la température de sortie du panneau à 60ºC, presque toute la chaleur de la face arrière est perdue par la face avant. Le rendement chute à 25ºC.

Par conséquent, l’augmentation du coût d’un hybride de première génération par rapport à un photovoltaïque n’est pas justifiée par une augmentation de seulement 5 % des performances.

Le panneau solaire hybride d’Abora Solar est doté de la technologie aHTech permettant de réduire les pertes de chaleur. L’énergie solaire thermique augmente jusqu’à 70% et le photovoltaïques à 19%. La performance du panneau solaire hybride avec aHTech s’élève alors à 89%. La technologie aHTech a permis de faire du panneau solaire le plus performant du marché avec une production d’énergie équivalente à 4 panneaux solaires photovoltaïques et la clé est d’éviter autant que possible les pertes de chaleur et de les transformer en énergie thermique. De cette manière, seuls 8% sont perdus en chaleur et 3% en réflexion, ce qui permet d’atteindre le record d’efficacité solaire de 89%.

Quelles sont les différentes méthodes d’installation de panneaux solaires?

Enfin, il faut savoir qu’il existe plusieurs manières de poser des panneaux solaires. Le type de pose dépendra du type de bâtiment et de l’installation mais aussi du modèle de panneau solaire choisi.

Voici les trois méthodes de pose de panneaux solaire existantes :

• La pose sur toit : il s’agit de la pose classique d’un panneau solaire. Les panneaux sont fixés sur un toit existant, ce qui leur permet de capter de l’énergie.
• La pose sous toiture plate : il est également possible d’intégrer directement les panneaux solaires à la structure d’un bâtiment. Les panneaux solaires sont alors fixés directement sur la toiture. Ce type de pose se fait uniquement sur les bâtiments ayant une toiture plate.
• La pose au sol : enfin, il est possible de poser directement un panneau solaire dans un jardin. Cette pose est néanmoins réservée à des panneaux solaires thermiques et hybride, notamment pour chauffer une piscine ou l’eau d’un bâtiment. Elle est assez peu efficace dans le cadre de panneaux photovoltaïques, qui percevront mieux l’énergie solaire s’ils sont en hauteur.

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