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Comment fonctionnent les panneaux solaires photovoltaïques ?

L'énergie photovoltaïque est produite à partir de cellules solaires qui convertissent la lumière du soleil en électricité. Les cellules solaires sont fabriquées à partir de matériaux semi-conducteurs, tels que le silicium, qui sont sensibles à la lumière. Lorsque la lumière du soleil frappe les cellules solaires, elle crée un flux d'électrons, produisant ainsi de l'électricité. Les panneaux solaires photovoltaïques sont constitués de nombreuses cellules solaires connectées en série. Lorsqu'ils sont exposés à la lumière du soleil, les panneaux solaires produisent de l'électricité continue qui peut être utilisée pour alimenter des appareils électriques ou stockée dans des batteries pour une utilisation ultérieure. Une fois l’électricité produite, vous pouvez décider de la consommer directement et de revendre le surplus à un fournisseur d’électricité à un prix fixe (ce qu’on appelle l’autoconsommation) ou de revendre l’intégralité (revente totale).

Qu’est-ce que le silicium ?

Le silicium est un élément chimique de symbole Si et de numéro atomique 14. C'est l'un des éléments les plus abondants de la croûte terrestre et se trouve dans de nombreux minéraux, tels que le quartz, le feldspath et la mica.
Le silicium est un semi-conducteur, ce qui signifie qu'il a des propriétés électriques intermédiaires entre les conducteurs et les isolants.
Le silicium est largement utilisé dans la fabrication de semi-conducteurs qui sont utilisés pour produire des circuits électroniques, des panneaux solaires photovoltaïques et d'autres dispositifs électroniques. Il est également utilisé dans la production d'alliages métalliques, de verres, de céramiques et de silicone, un matériau souple et résistant à la chaleur utilisé dans de nombreux produits.

Qu’est-ce que la puissance crête ?

La puissance crête (ou P crête) d'un panneau photovoltaïque est la puissance maximale que le panneau peut produire sous des conditions d'ensoleillement optimales. Cette valeur est généralement indiquée en watts crête (Wc) ou en kilowatts crête (kWc). Il est important de noter que la puissance crête ne représente pas la production réelle du panneau dans des conditions d'utilisation réelles. La production d'énergie réelle dépendra de facteurs tels que l'ensoleillement, la température, l'ombrage et l'orientation du panneau.

KWc ou kWh ?

kWc et kWh sont deux unités de mesure dans le domaine de l’énergie, mais ils mesurent des choses différentes. kWc, qui signifie kilowatt crête, est une unité utilisée pour mesurer la puissance de crête d’un système solaire photovoltaïque (PV). C’est une mesure de la puissance maximale qu’un panneau solaire ou qu'un groupe de panneaux solaires peut produire dans des conditions d’essai standard. kWp est souvent utilisé de manière interchangeable avec kWc.
kWh, lui, signifie kilowattheure et est une unité utilisée pour mesurer la quantité d’énergie consommée ou produite sur une période de temps. Il s’agit d’une mesure de la quantité totale d’énergie qui a été utilisée ou produite en une heure à un taux d’un kilowatt. Le kWh est couramment utilisé pour mesurer la consommation d’électricité dans les maisons et les entreprises.
Ainsi, en résumé, kWc mesure la puissance maximale d’un système solaire photovoltaïque, tandis que kWh mesure la quantité d’énergie consommée ou produite sur une période de temps.

Quels sont les différentes catégories de panneaux photovoltaïques ?

Les panneaux photovoltaïques peuvent être classés en plusieurs catégories en fonction de leur technologie, de leur efficacité, de leur coût et de leur application. Voici quelques-unes des catégories les plus courantes :

Panneaux photovoltaïques en silicium monocristallin : ce sont les panneaux les plus courants et les plus efficaces. Ils sont fabriqués à partir de cellules en silicium monocristallin et ont un rendement de conversion énergétique supérieur à 20 %. Ils sont également les plus chers.
Panneaux photovoltaïques en silicium polycristallin : ces panneaux sont fabriqués à partir de cellules en silicium polycristallin et ont un rendement de conversion énergétique légèrement inférieur à celui des panneaux en silicium monocristallin, mais ils sont également moins chers.
Panneaux photovoltaïques en couche mince : ces panneaux sont fabriqués à partir de matériaux tels que le tellurure de cadmium, le cuivre, l'indium et le sélénium. Ils ont un rendement de conversion énergétique plus faible que les panneaux en silicium, mais ils sont également moins chers et peuvent être plus flexibles.
Panneaux photovoltaïques bifaciaux : ces panneaux peuvent capter la lumière du soleil des deux côtés, ce qui augmente leur efficacité. Ils sont généralement plus chers que les panneaux monocristallins ou polycristallins.

Votre maison est-elle éligible au solaire ?

Toutes les maisons sont éligibles au photovoltaïque. Néanmoins, pour avoir un rendement solaire satisfaisant, il faut compter 5 critères :

L’orientation de la toiture
L’inclinaison
La géolocalisation
Les limites techniques
Les limites naturelles

De plus, il faut savoir que plusieurs surfaces peuvent être exploitées pour l'installation de panneaux solaires :

Toiture plate
Toiture inclinée
Toiture végétalisée
Sur un carport / pergola
Au sol

Quelle est la durée de vie d’un panneau photovoltaïque ?

La durée de vie d'un panneau photovoltaïque dépend de plusieurs facteurs, notamment la qualité fabrication du panneau, son installation, son entretien et l'environnement dans lequel il est installé. On estime la durée de vie des panneaux photovoltaïques entre 40 et 50 ans.

Quelles sont les démarches administratives obligatoires ?

S’ils sont installés en toiture, les panneaux solaires impliquent une autorisation administrative auprès du service d’urbanisme de la mairie de votre commune. Les installations photovoltaïques sont soumises à la règlementation fixée par le PLU (Plan Local d’Urbanisme) car ils modifient l’aspect extérieur de la maison. Sur toiture, vous bénéficiez de la revente en totalité ou partielle, ainsi que des aides d’intégration.
En revanche, si les panneaux photovoltaïques sont installés au sol, les règles changent. Pour une installation au sol d’une puissance inférieure ou égale à 3 kWc, aucune autorisation n’est nécessaire si la structure ne dépasse pas 1,80 mètre de hauteur.
Au-dessus de ce plafond, une déclaration de travaux sera nécessaire. Au sol, vous ne pouvez pas bénéficier de la revente en totalité ou partielle, ni des aides d’intégration.
Les autorités locales disposent d’1 mois pour répondre ou 2 mois si la maison est en zone protégée (bâtiment de France, zone verte…).
L’absence de réponse fait office d’accord tacite.

Comment fonctionne le recyclage d’un panneau solaire ?

En France, le recyclage des panneaux photovoltaïques est encadré par la réglementation européenne et nationale. Voici comment se passe le recyclage d'un panneau photovoltaïque en France :

Collecte et transport : les panneaux photovoltaïques usagés sont collectés auprès des particuliers, des entreprises et des installateurs de panneaux solaires. Les producteurs de panneaux solaires ont l'obligation légale de financer la collecte et le traitement des déchets de panneaux photovoltaïques.
Démantèlement : les panneaux photovoltaïques sont transportés vers des centres de traitement agréés, où ils sont démantelés et triés. Les matériaux tels que le verre, l'aluminium, le cuivre et le silicium sont récupérés et recyclés.
Traitement du verre : le verre du panneau est souvent recyclé pour être réutilisé dans la fabrication de nouveaux panneaux solaires ou d'autres produits en verre.
Récupération des métaux : les métaux tels que l'aluminium, le cuivre et l'argent sont récupérés à partir des cellules photovoltaïques. Ces métaux sont soit fondus et réutilisés pour fabriquer de nouveaux produits, soit vendus à des fonderies.
Traitement des déchets dangereux : les panneaux photovoltaïques contiennent des produits chimiques et des substances dangereuses, tels que le plomb et le cadmium. Ces déchets dangereux sont traités de manière spécifique pour éviter toute contamination environnementale.
Certification : les centres de traitement des déchets de panneaux photovoltaïques doivent être certifiés conformes à la réglementation en vigueur pour garantir le traitement approprié des déchets.

Il faut savoir que le taux de valorisation des panneaux photovoltaïques atteint aujourd’hui
‍95 % selon les chiffres du ministère de la Transition écologique. De son côté, Greenpeace annonce même, dans un article dédié à l’énergie solaire, un taux de recyclage des panneaux de 95 à 99 %. Pour resituer ce chiffre, il faut savoir que ce taux est de 70 % pour une machine à laver.
Autre point positif, ce recyclage s’effectue en France et plus précisément dans la ville de Rousset, dans les Bouches-du-Rhône, qui a inauguré en 2018 le tout premier site de recyclage dédié aux panneaux photovoltaïques, avec Véolia.

Estimation du coût d’une installation photovoltaïque

Le coût d'une installation photovoltaïque dépend de plusieurs facteurs :

La taille de l'installation
La hauteur toiture, type de toiture (location nacelle…)
Le type de tableau électrique
De prérequis électriques (prise de terre conforme…)
La qualité des composants utilisés
Des garanties des produits
L'emplacement géographique
L’origine des produits
Des difficultés du chantier
Du niveau de finition
Diverses options et produits additionnels
Du conseil et du suivi client
De la main-d'œuvre (interne ou sous-traitance)
Des qualifications de l’entreprise

En général, le coût d'une installation photovoltaïque résidentielle hors subventions au niveau national varie entre :

3 kWc = 8 000€ à 13 000€
6 kWc = 15 000€ à 20 000€
9 kWc = 20 000€ à 29 000€

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