Panneaux solaires photovoltaïques

Un panneau solaire photovoltaïque génère de l’électricité à partir de la lumière (soleil).
Il nécessite d’être relié à un onduleur (qui va convertir le courant continu en courant alternatif pour pouvoir être utilisé dans le réseau électrique normal).

panneau-solaire
David Monniaux / Wikipedia

Une installation moyenne en toiture chez un particulier produit de 1 à 15 kwh par jour (selon les saisons, la situation géographique, et l’ensoleillement).

Prix

Le prix reste dissuasif pour beaucoup, avec raison. Une installation solaire peut atteindre facilement les 10, 15, ou 20 000 euros.
Ce qu’il faut savoir, c’est que les panneaux sont fabriqués avec les mêmes méthodes que l’industrie électronique: à performance égale, le coût de fabrication baisse drastiquement d’année en année, ou alors les performances augmentent pour le même prix.
Ainsi, pour le même prix qu’il y a 15 ou 20 ans, vous allez pouvoir produire presque 2 fois plus de courant..

Mais c’est sans compter les décisions politiques: depuis 20 ans, EDF vous rachète le courant produit de moins en moins cher, le bilan total (l’amortissement et la rentabilité de l’achat) n’a quasiment pas évoluée.
Exemple: un achat de 20 000 euros, une aide de la région et de l’état de 8000 euros, et un revenu annuel de 1500 euros.. Il faudra encore 8 ans pour amortir l’achat de l’installation, et commencer à faire du bénéfice (jusqu’à 20 ans minimum).

Note: Comparé aux autres pays, les installations photovoltaïques en France restent très chères:

  • aides de l’Etat (qui n’incitent pas à faire baisser les prix),
  • installateurs et vendeurs fréquemment peu scrupuleux ou incompétents (peu contrôlés),
  • obligation par nos règles d’urbanisme et par les tarifs de rachat EDF à intégrer les panneaux en toiture (à la place des tuiles) au lieu de simplement les accrocher par-dessus (en sur-toiture, bien moins cher), ce qui pose aussi souvent des problèmes d’étanchéité, diminue le rendement, et complique l’installation
  • demandes d’autorisation qui durent parfois trop longtemps,
  • limitation de la surface de toiture utilisable (à cause de règles d’urbanisme et de baisse de prix d’achat par EDF passé une certaine puissance),
  • si ce n’est une interdiction catégorique à cause des monuments historiques…
  • auto-consommation quasi inexistante à cause du prix préférentiel pour vendre le courant à EDF, plutôt qu’à le consommer soi-même, ce qui serait beaucoup plus efficace et écologique

Durée de vie

Un panneau solaire est un matériel « passif »: pas de partie mécanique, pas de moteur, pas de mouvements, donc pas d’usure ni de maintenance. La seule usure possible reste le vieillissement des matériaux.
Et justement, les panneaux solaires sont confrontés à 2 problèmes de vieillissement: avec le temps, les cellules de silicium deviennent moins efficaces dans leur conversion de lumière en électricité. Mais aussi et surtout, la vitre de protection du panneau va devenir légèrement opaque à cause des UV.
Tout cela contribue à la perte de rendement et de performance, mais celle-ci est minime et est très progressive.
Les panneaux solaires de dernière génération ont une garantie de performance:

  • 100% de rendement à leur sortie d’usine (un panneau de 100 Wc va fournir 100 W pendant la période d’ensoleillement la plus favorable).
  • 90% à 10 ans
  • 80 ou 85 % à 20 ans, selon les fabricants

Mais attention: cela ne veut pas dire que votre panneau solaire devra être changé au bout de 20 ans, non, cela veut juste dire que votre panneau ne fournira plus 100 W, mais 80 W.
La durée de vie réelle de fonctionnement, hors catastrophe naturelle ou événement extérieur, atteint et peut dépasser les 30 ans. Bien qu’au-delà nous n’ayons pas assez d’expérience ni de recul (les installations grand-public datant d’avant les années 1985-1990 sont rares).

Si au bout de 20 ans, votre installation photovoltaïque perd en performance, vu que les prix auront été divisés par 10 en 20 ans, il sera facile de compenser en ajoutant quelques panneaux neufs.

Production trop faible ?

On entend souvent dire que s’il fallait alimenter toute la France par du solaire, il faudrait recouvrir la moitié de la France par des panneaux. C’est complètement faux. Avec les rendements actuels, la couverture de 100% de la surface de deux départements français moyens produirait 2x plus que notre parc nucléaire entier.
L’objectif n’est pas de faire en sorte que le solaire couvre 100% de la consommation, le but est bien de promouvoir un mélange de sources d’énergies.
Mais le gisement solaire est immense: imaginez la surface de toutes les toitures de France, c’est un potentiel immense (je ne parle pas de 10 m² sur chaque toiture, mais bien de toute la toiture).

Recyclage

Un panneau solaire est constitué d’une plaque de verre (dessus), d’un support plastique (dessous), d’une armature en aluminium (cadre et support), de cuivre (connecteur et câbles), et enfin de cellules à base de silicium reliées entre elles par du cuivre ou de l’aluminium.
C’est des matériaux tout à fait ordinaires que l’on sait recycler depuis des dizaines d’années.
La seule difficulté vient des quelques grammes de cellules: du silicium et quelques terres rares, présentes dans toute l’industrie électronique. Bien que plus récent, leur recyclage est tout à fait possible, même avec la récupération des terres rares.
On estime au total qu’un panneau solaire est recyclable à plus de 90% (le problème restant est le non-recyclage de certains types de plastiques).
Organisme de collecte et recyclage: PVCycle

Energie grise

On entend souvent dire qu’un panneau solaire n’est écologiquement pas rentable, c’est à dire que sa fabrication nécessiterait plus d’énergie qu’il n’en produira pendant sa durée de vie. Or, la vérité est plus nuancée: selon les études, on estime qu’un panneau solaire sera « énergétiquement » rentabilisé (et donc environnementalement neutre) à partir de 3 ou 4 ans de fonctionnement. Les années suivantes, l’énergie produite sera du supplément et donc du bénéfice environnemental.

Optimisation de la production et nettoyage

Les grands ennemis des panneaux solaires photovoltaïques sont évidemment le manque de soleil et tout ce qui contribue à lui enlever de la lumière:
ombre, salissures en tout genre, feuilles mortes, poussières et pollution… Les poussières et salissures peuvent diminuer de 5% le rendement de votre installation, sans parler d’éventuelles ombres qui peuvent enlever 30%…

  • Entretenez vos arbres et faites-les tailler pour minimiser les ombres potentielles,
  • La pluie ou la neige ne suffisent pas à nettoyer complètement les panneaux: il existe des kits avec une raclette en mousse et une perche de quelques bons mètres pour effectuer un petit nettoyage en douceur, sans devoir monter sur le toit.

On le sait moins, mais la température est aussi un grand ennemi: la température optimale de fonctionnement est autour de 20°C. En été, la montée en température est néfaste et diminue le rendement des panneaux. Il n’y a pas grand chose à faire, hormis essayer de les aérer et les ventiler un maximum (l’intégration en toiture -uniquement en France- à la place des tuiles est un non-sens total).

Plus d’informations: GPPEP