⏱L'essentiel en quelques mots
Les énergies renouvelables tendent à s’imposer de plus en plus dans notre quotidien. Il est désormais possible d’utiliser les rayons du soleil (via un panneau solaire) ou le vent (via une éolienne) pour produire de l’électricité ou du chauffage pour répondre aux besoins d’une maison. Ces deux types d’énergie renouvelable ont cependant des implications bien différentes :
- les panneaux solaires utilisent l’énergie photovoltaïque (captation du rayonnement lumineux du soleil) là où les éoliennes fonctionnent avec l’énergie cinétique (création d'énergie par le mouvement du vent) ;
- les panneaux solaires permettent de répondre à plus d’usages (électricité, chauffage, production d’eau chaude sanitaire) que les éoliennes domestiques utilisables uniquement pour l’électricité ;
- les panneaux solaires sont plus abordables et globalement plus efficaces que les éoliennes domestiques grâce à un fonctionnement plus régulier ;
- ils sont aussi plus discrets, moins encombrants et plus simples à installer ;
- les éoliennes sont en réalité adaptées dans les zones où l’exposition au vent est relativement importante et constante.
Sommaire
- Quels sont les principes de base des panneaux solaires et des éoliennes ?
- Comment choisir entre panneaux solaires et éolienne selon sa situation ?
- Quelle éolienne pour alimenter une maison ?
- Quelle est la différence de coût entre panneaux solaires et éolienne ?
- Quels sont les avantages et les inconvénients de chaque option ?
- Comment l'efficacité énergétique de ces solutions se compare-t-elle ?
- Quelles sont les aides et subventions disponibles pour l'installation ?
Quels sont les principes de base des panneaux solaires et des éoliennes ?
Les énergies renouvelables s'intègrent de plus en plus dans nos usages domestiques, que ce soit pour chauffer un logement ou pour produire de l’électricité. Elles contribuent à accroître l’autonomie énergétique des habitations en réduisant au maximum le recours aux énergies fossiles, bien souvent très polluantes
Deux options se distinguent par leur ingéniosité et leur efficacité énergétique, à savoir les panneaux solaires et les éoliennes :
- les panneaux solaires sont composés de modules photovoltaïques capables de convertir la lumière du soleil en électricité grâce à des cristaux de silicium, un matériau fortement conducteur. Lorsque les photons frappent les cellules solaires, ils libèrent des électrons qui génèrent un courant électrique continu. C’est l’effet photovoltaïque. Le courant continu est ensuite transformé en courant alternatif, utilisable pour les besoins domestiques du foyer grâce à un onduleur ;
- les éoliennes (ou aérogénérateurs), utilisent pour leur part l'énergie cinétique du vent pour produire de l'électricité. Elles sont composées de pales qui captent l'énergie du vent et entraînent une turbine connectée à un générateur qui transforme alors cette énergie mécanique en électricité. Si elles servent le plus souvent pour de grandes exploitations industrielles ou agricoles, les éoliennes peuvent également être installées dans des zones résidentielles pour alimenter un foyer en électricité, même si cette solution est moins répandue que les panneaux solaires. On parle alors de petit éolien.
Comment choisir entre panneaux solaires et éolienne selon sa situation ?
Le choix entre panneau solaire et éolienne dépend de plusieurs éléments et notamment des besoins du foyer, de la configuration du logement ou encore du budget du propriétaire.
Les panneaux solaires
Les panneaux solaires sont principalement utilisés pour répondre aux besoins en électricité d’un logement (appareils électroménagers ou numériques, éclairage). Leur rôle ne se limite cependant pas à cet apport.
Les panneaux solaires peuvent également être thermiques, c'est-à-dire qu'ils sont capables de capter la chaleur résultant du rayonnement solaire pour alimenter un système de chauffage central via un fluide caloporteur. Les calories accumulées peuvent alors servir à chauffer l'habitation via des conduits d'aération, des radiateurs ou un plancher chauffant. Elles peuvent même être utilisées pour produire de l'eau chaude sanitaire.
Il est même possible d'installer des panneaux solaires hybrides qui cumulent les avantages des deux dispositifs (photovoltaïque + thermique) pour encore plus d'économies d'énergie.
Les panneaux solaires font donc figure de solution complète pour répondre aux différents besoins d’un logement. Ils peuvent de plus être installés de façon relativement standard sans contrainte majeure grâce notamment à leur discrétion, aux différentes possibilités de pose et à un fonctionnement efficace même dans des régions moins ensoleillées.
Ils sont toutefois le plus souvent installés au niveau de la toiture pour maximiser leur exposition au soleil et leur efficacité (orientation plein sud et inclinaison à 30° dans l’idéal). Ils peuvent également être positionnés au sol ou en façade lorsque la configuration l'exige.
Bon à savoir
Les installations solaires peuvent être raccordées au réseau électrique pour une éventuelle revente du surplus de production ou être totalement autonomes avec des batteries de stockage permettant une utilisation ultérieure.
Les éoliennes
L’utilisation d’une éolienne pour produire de l’électricité est bien plus contraignante pour au moins deux raisons, à savoir l’exposition au vent qui diffère sensiblement selon les zones, et l’encombrement majeur de l’équipement qui ne permet pas une installation dans n’importe quelle configuration. Une éolienne doit ainsi être placée dans une zone où le vent est suffisamment fort et régulier, loin de toute obstruction susceptible de réduire sa puissance.
La taille d'une éolienne varie par ailleurs en fonction de sa puissance. Plus la turbine est grande, plus elle est en mesure de capter l'énergie du vent et de produire de l'électricité. Cela signifie que pour qu’une installation soit vraiment rentable, elle se doit d’être relativement imposante et donc contraignante pour de nombreux propriétaires. Elle est ainsi plutôt adaptée aux terrains isolés ou aux bâtiments situés dans une zone non connectée au réseau électrique public.
Le coût prohibitif d’une installation éolienne est enfin un élément qui limite sa rentabilité et donc sa démocratisation, à part dans des zones où les apports de vent sont importants et constants.
Bon à savoir
Comme pour les panneaux solaires, les éoliennes peuvent être raccordées au réseau électrique ou fonctionner de manière autonome avec un système de stockage, mais les conditions de revente sont moins avantageuses.
Quelle éolienne pour alimenter une maison ?
Une éolienne domestique est généralement composée d'un mât (à l'horizontal) et d'une hélice à deux ou trois pales placées de manière perpendiculaire, cette option étant la plus efficace. Elle peut aussi, dans de plus rares cas, être montée sur pignon (à la verticale) directement sur le toit d'une maison, cette solution ayant pour avantage de fonctionner même en cas de vent faible. La puissance d’une installation domestique varie entre 1 et 36 kW.
L'installation d'une éolienne à domicile nécessite une réflexion en amont et la prise en compte de plusieurs facteurs pour obtenir le rendement nécessaire permettant de répondre aux besoins du foyer :
- en premier lieu, l'éolienne doit être placée dans une zone dégagée avec un potentiel de vent suffisant et continu avec le moins de turbulences atmosphériques possible. La force du vent doit être de 20 km/h au minimum en moyenne au cours de l'année. Il est recommandé de faire réaliser une étude de vent préalable par une société spécialisée ;
- l'installation doit par ailleurs être sécurisée en cas de chute du mât et donc se trouver à une distance importante de tout voisinage (la moitié de la hauteur du mât et 3 mètres au minimum) ;
- l'éolienne ne peut enfin être installée au niveau d'une zone militaire, d'une zone de passage de câbles aériens, d'une zone protégée (réserve naturelle) ou encore d'une zone Monuments Historiques.
Bon à savoir
Une éolienne domestique dont la hauteur est inférieure à 12 mètres (mât + nacelle) ne nécessite aucune autorisation d’urbanisme (sauf sites classés). Au-delà, la pose requiert l’obtention d’un permis de construire et d’autres autorisations selon la puissance.
Quelle est la différence de coût entre panneaux solaires et éolienne ?
Le marché des panneaux solaires est aujourd’hui bien plus mature que celui des éoliennes domestiques, ces dernières étant de ce fait bien plus coûteuses à installer.
Pour une installation de panneaux solaires traditionnels d’une puissance moyenne de 3 kWc, il faut généralement compter entre 9 000 et 13 000 €.
Une installation éolienne domestique moyenne est pour sa part 2 à 3 fois plus chère et est généralement comprise entre 25 000 et 40 000 €. Elle peut même aller jusqu’à 55 000 ou 60 000 € pour des installations puissantes et hautes visant à répondre aux besoins en énergie d’un foyer de 4 à 5 personnes.
Quels sont les avantages et les inconvénients de chaque option ?
Les panneaux solaires présentent de multiples avantages pour les propriétaires et notamment leur rendement important, une rentabilisation souvent relativement rapide et un prix de plus en plus abordable. La possibilité de revendre le surplus de production et les aides publiques contribuent également à démocratiser cet équipement qui se veut par ailleurs complet pour répondre à plusieurs usages (électricité, chauffage, eau chaude sanitaire).
D’un point de vue architectural, les panneaux solaires s'intègrent aujourd'hui harmonieusement aux toitures et dans le paysage environnant. Leurs inconvénients sont ainsi peu nombreux et se limitent à l’intermittence de production.
Les éoliennes domestiques présentent pour leur part des avantages pour le moment limités. Même si elles offrent la possibilité de consommer, voire de revendre une énergie propre et renouvelable, leur prix d’achat reste pour le moment prohibitif, d’autant plus que la rentabilisation n’est pas assurée du fait de la forte corrélation de la production aux variations du vent.
Elles se révèlent ainsi intéressantes uniquement dans les zones géographiques exposées régulièrement au vent, ce qui limite automatiquement les lieux réellement exploitables pour une installation rentable.
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Type d’équipement |
Panneaux solaires |
Éoliennes |
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Avantages |
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Inconvénients |
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Comment l'efficacité énergétique de ces solutions se compare-t-elle ?
Si on compare ces options de production d'électricité verte, l'énergie solaire est, à bien des égards, plus avantageuse que l'énergie éolienne.
Le rendement et la régularité de production
Le rendement, qui mesure la capacité de l'équipement à transformer l'énergie reçue en électricité effectivement produite, montre une efficacité bien supérieure pour les panneaux solaires. Ils sont en moyenne environ cinq fois plus performants que les éoliennes. Cette différence s'explique principalement par les variations de la vitesse du vent qui affectent la capacité des éoliennes à produire de manière constante.
À l'inverse, l'énergie solaire est considérée comme une source plus stable et prévisible que l'énergie éolienne, puisqu'elle fonctionne de façon régulière tout au long de la journée grâce à la luminosité produite par le rayonnement solaire, et ce, même en cas de couverture nuageuse. L’éolienne présente toutefois l’avantage de fonctionner la nuit, contrairement aux panneaux solaires.
Le prix
En plus de son efficacité, le prix plus abordable de l'énergie solaire fait également clairement pencher la balance en sa faveur, avec une installation deux à trois fois moins onéreuse, rendant sa rentabilisation plus rapide. Elle offre également la possibilité de bénéficier d’aides publiques plus importantes. Les tarifs de rachat de l’électricité sont par ailleurs généralement supérieurs pour les installations solaires que pour les installations éoliennes.
L’entretien et les frais annexes
À ces coûts d’installation doivent également être comparés les coûts d’entretien et de raccordement au réseau. L’entretien d’une éolienne est plus onéreux (entre 200 et 1 000 € par an environ) puisqu’il ne peut être réalisé que par un professionnel expérimenté. Un contrôle technique doit également être périodiquement effectué pour les installations supérieures à 12 mètres.
Les panneaux solaires pour leur part nécessitent peu d’entretien, un simple nettoyage périodique à l’eau claire étant suffisant et pouvant parfois être effectué directement par le propriétaire. Les coûts de raccordement au réseau sont également globalement plus importants pour l’éolien.
La durée d’exploitation
La durabilité de chacune de ces options est relativement similaire avec une durée de vie (et donc d’exploitation) comprise entre 25 et 30 ans. Des panneaux solaires bien entretenus peuvent cependant, dans certains cas, fonctionner jusqu’à 40 ans.
Ces deux équipements subissent également une perte de rendement plus ou moins notable à partir d’une dizaine d’années. Celle-ci est toutefois généralement un peu plus marquée pour les éoliennes.
Quelles sont les aides et subventions disponibles pour l'installation ?
Pour financer ces équipements relativement onéreux, les propriétaires ont la possibilité de bénéficier de certaines aides des pouvoirs publics.
Pour l’installation de panneaux solaires
La pose de panneaux solaires sur sa toiture permet de bénéficier des aides suivantes :
- la prime à l’autoconsommation : elle est versée chaque année pendant 5 ans en cas d’autoconsommation avec revente du surplus de production et installation sur toiture. Son montant dépend de la puissance de l’équipement ;
- le taux de TVA réduit : les installations photovoltaïques d’une puissance inférieure ou égale à 3 kWc permettent de bénéficier d’un taux de TVA réduit à 10 % au lieu des 20 % habituels, à la fois sur le prix de l'équipement et sur la main-d’œuvre ;
- l’obligation d’achat : ce mécanisme permet de revendre le surplus ou la totalité de l’électricité produite à un fournisseur d’énergie, à des tarifs fixes et encadrés, afin de générer des revenus complémentaires et rentabiliser plus rapidement l’installation ;
- MaPrimeRénov’ : cette aide de l’Agence nationale de l’habitat (ANAH) est dispensée uniquement si l’installation comporte un volet thermique et les panneaux (hybrides) doivent ainsi remplir une fonction de chauffage et/ou de production d’eau chaude sanitaire.
Pour l’installation d’une éolienne domestique
Le coût d’installation relativement important d’une éolienne domestique peut également être minoré par certaines aides financières :
- la TVA à taux réduit à 10 % sur l’achat du matériel et la main-d’œuvre à condition que l’installation ait lieu sur un bâtiment construit depuis plus de 2 ans ;
- des aides locales à l’installation d’une éolienne peuvent être obtenues. Celles-ci étant attribuées régionalement, il convient de se renseigner auprès des antennes locales correspondantes ;
- le mécanisme d’obligation d’achat est également en vigueur pour la revente d’électricité produite par une éolienne.