⏱L'essentiel en quelques mots
Le rayonnement solaire est aujourd’hui largement utilisé par les particuliers qui souhaitent bénéficier d’une énergie propre permettant de couvrir une partie de leurs besoins domestiques. L’énergie solaire offre en effet la possibilité d’alimenter un foyer en électricité voire en chauffage et en eau chaude sanitaire. L’installation de panneaux solaires haut rendement est alors une priorité pour disposer d’un système fonctionnel, efficace et souvent rentable sur le long terme :
Sommaire
Investir dans un dispositif solaire pour produire sa propre énergie est une pratique de plus en plus répandue à l’heure de la transition écologique. Cette démarche offre en effet la possibilité de profiter d’une énergie « gratuite », tirée d’une source propre et inépuisable, à savoir le rayonnement solaire. Elle permet ainsi de réaliser des économies sur ses factures tout en s’émancipant partiellement des réseaux d’énergie publics.
Pour maximiser l’efficacité de cet investissement relativement coûteux au départ, il est toutefois nécessaire de choisir des panneaux solaires adaptés à ses besoins et son habitation. Choisir un panneau solaire haut rendement est alors fortement recommandé pour maximiser son taux d’autoconsommation et rentabiliser son investissement plus rapidement.
Un panneau solaire est composé de cellules photovoltaïques utilisant un ou plusieurs cristaux de silicium, un matériau conducteur qui, au contact des rayons lumineux du soleil, produit un courant continu.
On parle alors d’effet photovoltaïque lorsque les photons lumineux du soleil “excitent” les électrons présents dans les cellules photovoltaïques. Ce courant continu passe ensuite dans un onduleur qui est chargé de le convertir en courant alternatif, le seul courant utilisable pour alimenter les appareils électriques d’une maison.
Le rendement d'un panneau solaire désigne sa capacité à convertir l'énergie solaire frappant le module en électricité effectivement utilisable au bout de la chaîne. Celui-ci est alors mesuré en pourcentage et peut aller jusqu'à 25 % pour les meilleurs modules du marché.
Un panneau solaire n'est en effet pas en mesure de convertir l'intégralité de l'énergie solaire absorbée. Il existe ainsi une déperdition relativement importante qui peut s'expliquer par plusieurs facteurs tels que la qualité des panneaux mais aussi de l'onduleur, les conditions météorologiques ou encore la température ambiante.
Un rendement élevé signifie donc qu'un panneau solaire est capable de produire plus d'électricité avec une même quantité d'énergie solaire reçue. Le choix de panneaux haut rendement, quoique souvent plus coûteux, est donc recommandé pour accroître l'efficacité du dispositif et garantir une meilleure rentabilité sur le long terme.
En ce qui concerne les panneaux photovoltaïques (les panneaux les plus courants, utilisés pour produire de l’électricité), il existe principalement trois types différents de modules disponibles sur le marché avec chacun des niveaux de rendement différents :
D’après cette classification, lorsqu’on parle de panneaux à haut rendement, on parle donc principalement des panneaux monocristallins qui permettent de capter une plus grande quantité d’énergie solaire à surface égale. De nouvelles technologies prometteuses (hétérojonction, pérovskite, cellules tandem) ont mis en évidence des procédés de production innovants permettant de porter à 30 %, voire plus, le niveau de rendement des panneaux solaires. Ces innovations n’ont toutefois pour le moment pas fait l’objet d’une commercialisation.
Comme nous venons de le voir, c’est donc essentiellement l’uniformité de la composition du module en cristal de silicium qui permet d’obtenir des rendements élevés. La pureté cristalline et l'homogénéité de la surface sans discontinuité améliorent en effet sa capacité à absorber efficacement la lumière solaire.
Bien sûr, le type de panneau n’est pas le seul élément entrant en ligne de compte puisque la puissance du module et la qualité de l’onduleur jouent également un rôle majeur dans la captation puis la transformation de l’énergie solaire en électricité. Ainsi, des panneaux polycristallins peuvent également être considérés comme des panneaux haut rendement selon leur paramétrage, les besoins de votre foyer et la configuration du logement. C’est donc après étude de ces différents éléments par un installateur professionnel qu’il sera possible de déterminer le dimensionnement idéal de l’installation pour un haut niveau de rendement.
Par ailleurs, plusieurs autres technologies peuvent contribuer à accroître le rendement des modules photovoltaïques. C’est le cas notamment :
Pour calculer l'efficacité énergétique d'un panneau haut rendement, il faut diviser la puissance électrique générée par un panneau solaire par l'énergie lumineuse reçue en amont. Ce ratio permet d'évaluer avec précision la proportion d'énergie solaire disponible qui a été effectivement transformée en électricité utilisable pour les besoins domestiques. Ces niveaux de rendement sont généralement déterminés à partir de tests effectués en laboratoire, dans des conditions se rapprochant au maximum de la réalité. Ils constituent alors des indicateurs précieux pour les utilisateurs envisageant d'investir dans un dispositif solaire.
Le rendement pur n'est toutefois pas le seul indicateur dont il faut tenir compte pour évaluer la performance d'un panneau. Au-delà de son efficacité énergétique générale, celui-ci doit en effet rester performant sur la durée. Les modules solaires subissent une dégradation progressive de leurs performances, année après année (autour de 1 % par an). En plus de la garantie produit, les fabricants de modules solaires proposent ainsi également des garanties de performance sur la durée, la plupart d'entre elles assurant un niveau d'efficacité d'au moins 85 % pendant 25 ans.
Enfin, le rendement, aussi important soit-il, n'est pas à lui seul suffisant pour garantir la rentabilité de l'investissement. Les panneaux sélectionnés doivent en effet également disposer d'une durée de vie assez élevée afin de laisser le temps au dispositif de produire suffisamment d'électricité par rapport à l'investissement initial.
On estime ainsi que la rentabilisation d'une installation photovoltaïque peut prendre entre 12 et 18 ans selon la configuration du système et l'emplacement géographique. Plus la durée de vie est élevée, plus la quantité d'électricité produite cumulée est importante et plus l'investissement est rentable. Il est donc préférable de trouver un bon équilibre entre efficacité énergétique et durabilité pour faire fructifier les avantages de l'énergie solaire.
Les panneaux solaires à haut rendement offrent la possibilité de réduire de façon relativement importante les factures énergétiques d'un foyer, de l'ordre de 30 à 40 % en moyenne. Leur productivité supérieure permet d'augmenter le taux d'autoconsommation de l'habitation et limite le recours à l'approvisionnement extérieur en énergie. Chaque kilowatt d'électricité verte utilisé constitue donc autant d'énergie économisée sur ses factures mensuelles.
En optant pour des panneaux solaires haut rendement, les utilisateurs peuvent en outre bénéficier d'un retour sur investissement plus rapide. Grâce à leur efficacité supérieure, ces panneaux permettent généralement de rentabiliser plus rapidement l'investissement en dépit d'un coût d'installation initial supérieur. Ainsi, non seulement ils contribuent à réduire les dépenses énergétiques mensuelles, mais ils représentent également un investissement souvent rentable à long terme.
Une fois l'investissement rentabilisé, les propriétaires peuvent ainsi bénéficier d'une énergie propre totalement gratuite pendant tout le reste de la durée de vie des modules. Les panneaux solaires haut rendement offrent en outre l’opportunité de revendre le surplus de production électrique non utilisé à un fournisseur d’énergie grâce au mécanisme de l’obligation d’achat. Ces revenus complémentaires, associés à la prime à l’autoconsommation, permettent de rentabiliser encore plus rapidement le dispositif.
Outre la performance intrinsèque des panneaux et notamment leur puissance, c’est intégralement l’intégration du dispositif solaire dans son environnement qui détermine en bonne partie son rendement. Ainsi, pour une efficacité optimale du système, l’installation doit respecter certains critères particuliers :
Enfin, pour maintenir le haut niveau de performance du dispositif dans la durée, l’entretien régulier et la maintenance des panneaux solaires sont indispensables. Cela passe par un nettoyage à l’eau tiède des modules 1 à 2 fois par an selon le niveau de pollution de la zone géographique, afin d’éliminer les poussières et autres débris dont l’accumulation vient limiter le potentiel de captation solaire.
La maintenance pour sa part consiste à faire intervenir un professionnel environ tous les 3 ans, afin qu’il fasse un état des lieux de tous les composants (panneaux, onduleur, câbles, connexion, etc.) et remplace le cas échéant les pièces usagées. Tout dysfonctionnement constaté sur un des équipements doit conduire à un remplacement rapide afin de limiter les conséquences sur le reste de l’installation (notamment pour un branchement en série).