Qu’est-ce qui différencie un panneau solaire d’un panneau photovoltaïque ?

Comment fonctionnent les panneaux solaires et photovoltaïques ?

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Ces deux panneaux produisent de l’énergie verte ou renouvelable, en s’inscrivant dans le cadre de la transition écologique.

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Le panneau solaire thermique: une technologie qui transforme l’énergie solaire en chaleur

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Les panneaux solaires thermiques s’installent sur les toits des logements. Ils fonctionnent en transformant le rayonnement solaire en chaleur pour produire de l’eau chaude sanitaire ou du chauffage.

Concrètement, les panneaux captent la chaleur et la transmettent à un fluide caloporteur qui passe dans des tuyaux. Il circule ensuite dans un échangeur où il va céder sa chaleur à de l’eau. 

Une fois réchauffée, cette eau est stockée dans un ballon et est utilisée comme eau chaude sanitaire. Il est possible aussi de l’utiliser pour le chauffage, en appoint pour un plancher chauffant ou des radiateurs.

Le panneau photovoltaïque : une technique de production de l’électricité à partir de l’énergie solaire

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Les panneaux solaires photovoltaïques s’installent également sur les toits d’habitation, mais transforment la lumière du soleil en électricité. Concrètement, les cellules photovoltaïques des panneaux, composées de silicium, vont capter le rayonnement du soleil. Et les électrons vont se mettre en action afin de produire de l’électricité.    

Cette électricité passe ensuite par un onduleur, qui la transforme en courant alternatif. Cette électricité, prête à l’emploi, peut être utilisée en autoconsommation ou revendue à EDF.

La différence entre un panneau solaire et un panneau photovoltaïque :

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Lorsqu'on utilise le terme "panneau solaire", cela englobe toutes les familles de panneaux :

• photovoltaïque
• thermique
• hybride
• aérovoltaïque

Alors que le panneau solaire photovoltaïque est un type de capteur bien précis. C'est celui qui produit de l'électricité.
Un panneau solaire thermique, par exemple, produit de l'eau chaude.

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D'autres éléments vont souligner les différences entre les deux. C’est ce que nous allons voir tout de suite.

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Les capteurs

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Concernant les capteurs solaires thermiques, les matériaux utilisés sont différents en fonction des modèles. Par exemple, certains utilisent du PVC noir (le capteur plan non-vitré), d’autres un vitrage teinté (le capteur plan vitré).

Dans un capteur thermique plan vitré, on trouve une plaque d’absorbeurs. Autrement dit, des tubes placés entre une plaque de verre et une couche d’isolant.

Les modules photovoltaïques se composent quant à eux de silicium, qui est un matériau semi-conducteur, et sont recouverts d’une couche de verre.

On distingue, en fonction des techniques utilisées :

·        Le silicium monocristallin : les cellules photovoltaïques se composent de cristaux de silicium, encapsulés dans une enveloppe en plastique ou en verre. Le cristal est homogène et d’un seul tenant.

·        Le silicium polycristallin : est composé, quant à lui, d’un très grand nombre de petits cristaux avec de multiples paillettes d’aspect métallique.

·        Le silicium amorphe : est vaporisé sur une surface avant qu'il ait le temps de cristalliser. Pour fabriquer les panneaux solaires du même nom, on le vaporise en très fine couche sur un matériau dit « amorphe ». Il peut s’agir de verre, de plastique, d’acier…

·        Le tellurure de cadmium : c’est un composé cristallin stable formé à partir de cadmium et de tellure. Il se situe dans une fine couche semi-conductrice.

Sous le module, on trouve soit une plaque de verre soit un polymère.

La différence fondamentale, comme nous venons de le voir, entre panneau solaire et photovoltaïque se situe au niveau des capteurs d’énergie. Mais derrière ces deux systèmes correspond à  deux usages bien distincts.

Le mode de production et d’utilisation de l’énergie

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La production de l’électricité par les panneaux photovoltaïques peut être utilisée pour de l’autoconsommation ou stockée dans des batteries. Mais le surplus ou l’intégralité du rendement énergétique peut également être revendue à EDF. Les panneaux photovoltaïques sont donc potentiellement une source de revenu qu’il faut prendre en considération.

Les panneaux solaires, quant à eux, créent de la chaleur à partir des rayons solaires. Cette énergie va servir à produire de l’eau chaude sanitaire et/ou du chauffage d’habitation. Les panneaux solaires sont donc destinés aux personnes qui cherchent à faire des économies sur leur facture de chauffage.

Les sources d’énergie solaire thermique et photovoltaïque sont différentes et pourtant complémentaires. Leurs spécificités peuvent, en effet, se combiner judicieusement.  Mais cette combinaison peut être coûteuse.

Le prix

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Une chose est sûre, le prix du photovoltaïque est plus élevé à l’installation que celui d’un panneau solaire thermique. En moyenne, on estime que le coût d’une installation photovoltaïque peut être jusqu’à deux fois plus important que celui d’une installation solaire thermique.

Pour autant, il convient de pondérer ce facteur pécuniaire, car ces deux technologies n’ont pas les mêmes buts.

On peut toutefois faire une moyenne des prix.

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Pour les panneaux solaires thermiques :

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Pour les panneaux solaires photovoltaïques en autoconsommation :

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Pour les panneaux photovoltaïques en revente totale :

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Le coût est réellement défini selon la solution mise en place. La rentabilité aura également une incidence dans le coût global de l’investissement.

L’installation et l’entretien

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Les panneaux solaires photovoltaïques nécessitent un entretien annuel. Celui-ci consiste à nettoyer la surface des panneaux, pour la débarrasser de toutes les saletés accumulées. L’absence de nettoyage risque de provoquer une perte d’efficacité des panneaux.

Par ailleurs, leur installation requiert d’implanter sur le toit une structure. Un local technique sera également nécessaire pour installer les batteries de stockage et l’onduleur.

L’entretien des panneaux solaires thermiques est plus coûteux. Le fluide caloporteur a besoin d’un renouvellement régulier, à cause des variations de température.

Son installation suppose le passage de canalisations.

Mais qu’en est-il de leur rendement respectif ?

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Le rendement

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Avant toute chose, il convient de définir ce qu’on entend par le rendement d’un panneau solaire. C’est simplement le rapport entre la lumière captée par le panneau et l’électricité ou la chaleur qu’elle produit.

En moyenne on peut dire qu’un module photovoltaïque transforme entre 18 et 23% de la lumière qu’il reçoit. Le reste, c’est de la chaleur.

[JC1] Pour les panneaux solaires thermiques, on estime que le rendement moyen se situe entre 35 et 40%, en prenant en compte les différentes déperditions.  [JC2] 

Après avoir passé en revue les différences entre panneau solaire et photovoltaïque, faisons maintenant un focus sur une solution alternative à ces deux panneaux : les panneaux solaires hybrides.

Qu’est-ce qu’un panneau solaire hybride ?

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C’est une technologie que l’on peut qualifier de deux en un ; à savoir la rencontre entre le photovoltaïque et le thermique.

En effet, pour fonctionner, ce système est constitué de capteurs thermiques, sur lesquels reposent des cellules solaires photovoltaïques, côté soleil.  

Les premiers vont récupérer la chaleur émise par le soleil à l’aide d’un fluide caloporteur. Tandis que les seconds vont transformer les rayons du soleil en électricité.

On distingue deux grandes familles de systèmes hybrides :

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Les panneaux solaires aérovoltaïques ou PV-T air

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Sa spécificité réside dans sa face arrière dotée d’une ventilation permettant de récupérer et diffuser de l’air chaud au sein du logement ou d’un ballon thermodynamique.

Sa ventilation permet, par ailleurs, d’assainir l’air intérieur du domicile, grâce un système de filtre (qui peut être couplé à une VMC).  

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Le système hybride à eau ou PV-T hydraulique

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C’est exactement le même fonctionnement que le PV-T air, sauf que l’air est remplacé par l’eau. Les modules photovoltaïques se dotent d’un échangeur à eau, l’eau faisant office de refroidisseur pour le panneau.

Ce qui apparaît comme étant le mieux adapté à votre projet

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Pour choisir le bon type de panneau pour votre projet, plusieurs éléments sont à prendre en compte. Ainsi, que cherchez-vous en installant des panneaux solaires :

Faire le plus d’économies possible ? Chauffer votre maison à moindre coût ? Obtenir le meilleur retour sur investissement ? Être rentable le plus rapidement possible ?

Bref, comme vous l’imaginez, il n’y a pas de réponse type, et votre projet devra faire l’objet d’une étude spécifique.

Toutefois, les panneaux photovoltaïques sont aujourd’hui le type de panneau le plus répandu en France, pour plusieurs raisons :

·        Son prix est accessible 

·        L’installation s’adapte facilement à votre consommation électrique

·        Vous réalisez des économies substantielles sur votre facture d’électricité

·        Et enfin, ce genre de projet est rentable rapidement