Tout savoir sur les panneaux solaires thermiques et photovoltaîques
Les panneaux solaires peuvent être thermiques, et produire de l’eau chaude, ou photovoltaïques, et produire de l’électricité. Totalement autonomes, les panneaux solaires permettent d’accéder à l’indépendance énergétique, en utilisant pour source de fonctionnement le soleil, source gratuite et illimitée. Installés sur un toit, un mur ou sur un support au sol, ils s’intègrent et s’adaptent facilement à chaque utilisation.
- L’énergie solaire, c’est l’assurance de :
- Réduire votre facture énergétique
- Ne plus subir de délestages
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Les panneaux solaires thermiques et photovoltaïques
Dans une optique de développement durable et de production autonome de votre propre énergie, vous pouvez équiper votre logement de panneaux solaires photovoltaïques, pour générer de l’électricité, ou thermiques, pour utiliser la chaleur du soleil. Ils peuvent être posés sur le toit, sur les murs ou même dans votre jardin, avec une inclinaison et une superficie adaptées à votre région et à vos besoins.
Les rendements sont très variables en fonction du type d’équipement choisi, allant de 50 à 90 % en thermique et de 10 à 20 % en photovoltaïque. Nécessitant un entretien très réduit, les panneaux solaires peuvent permettre de faire des économies importantes sur la facture de chauffage et/ou d’électricité.
Comment fonctionnent les panneaux solaires thermiques et photovoltaïques ?
Les panneaux solaires thermiques sont constituées de 2 éléments :
- Leur structure est conçue pour capter et accumuler un maximum de chaleur.
- Un réseau de tuyaux de petit diamètre suit un tracé sinueux pour augmenter la surface de contact. Le fluide qui y circule, généralement de l’eau, se réchauffe.
- Les canalisations acheminent le fluide caloporteur jusqu’à une chaudière ou un chauffe-eau solaire individuel : CESI.
Il existe plusieurs types de capteurs solaires thermiques :
- Les capteurs non vitrés , surnommés moquette, sont simplement composés de tuyaux et d’éléments absorbants, souvent des panneaux noirs en plastique.
- Les capteurs vitrés ont généralement un rendement est plus élevé grâce à la présence d’un compartiment isolé comportant une paroi transparente.
- Les capteurs sous vide peuvent être vitrés ou non. Grâce à la diminution de la pression et à la mise sous vide du fluide caloporteur, les pertes thermiques sont très faibles et les performances sont optimisées.
Les panneaux solaires photovoltaïques exploitent les caractéristiques physico-magnétiques de la lumière :
- Lorsque la lumière des rayons du soleil arrive sur un panneau photovoltaïque, ses photons provoquent un déplacement d’électrons dans la partie métallique de la cellule.
- Le matériau utilisé, à base de silicium, étant semi-conducteur, les électrons ne peuvent pas reprendre leur place initiale et se déplacent vers le reste du circuit prévu.
- Ce déplacement d’électrons constitue un courant continu, qui est transformé en courant alternatif par un onduleur afin d’être utilisé dans le logement ou envoyé sur le réseau collectif.
Les capteurs solaires photovoltaïques peuvent être monocristallins ou polycristallins en fonction de leur composition moléculaire. Les cellules monocristallines ont en moyenne un rendement supérieur, notamment en cas de faible ensoleillement.
L’installation de panneaux solaires : où, comment, quelle surface ?
Thermiques ou photovoltaïques, l’installation des panneaux solaires peut être réalisée à différents emplacements :
- sur le toit, en remplacement de la couverture ou en surélévation
- sur les murs, avec une exposition au sud et le moins d’ombre possible
- au sol, dans un jardin ou une cour, idéalement dans un lieu dégagé et plutôt en hauteur
Le choix dépend de nombreux critères :
- Esthétique
- Praticité
- Coût
- Performance
- Etc.
L’inclinaison peut aussi jouer un rôle important dans l’efficacité d’un système solaire : l’angle d’incidence des rayons doit idéalement être de 90°. Il existe des panneaux à inclinaison variable, qui s’adaptent à la course du soleil au fil du temps, mais ils sont encore peu fréquents pour un usage particulier. Pour les panneaux fixes, il est possible de calculer l’inclinaison idéale pour que le rendement moyen sur l’année soit optimisé : en France métropolitaine, il s’agit de 30 à 35° par rapport à l’horizontale.
La surface de panneaux solaires à prévoir dépend du climat, de l’exposition ou encore des besoins d’énergie. Pour une maison individuelle de 100 m², il est souvent recommandé de prévoir 20 à 30 m² de panneaux solaires.
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Si vous résidez au Sénégal, vous avez toutes les bonnes raisons du monde d’opter pour l’énergie solaire. Le niveau d’ensoleillement du pays vous permettra d’avoir des rendements très élevés et donc un meilleur retour sur investissement et un meilleur confort.
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Rendement et économies possibles
Le rendement des panneaux solaires représente la proportion de l’énergie véhiculée par les rayons de lumineux qui a pu être captée et utilisée. Il est couramment compris entre 50 et 90 % pour des capteurs thermiques et entre 10 et 20 % pour des capteurs photovoltaïques.
Les performances des panneaux solaires dépendent aussi de l’énergie reçue, aussi appelée irradiation solaire, qui est très différente selon les régions et les climats. Dans la plupart des régions au Sénégal, elle est comprise entre 5 et 6 kWh/m².
Enfin, la température extérieure peut être déterminante :
- Plus la température extérieure est haute, plus les panneaux thermiques sont efficaces, tandis que les basses températures freinent le réchauffement du fluide caloporteur. L’effet de la température est réduit avec les capteurs isolés et sous vide.
- L’efficacité des panneaux photovoltaïques diminue avec la chaleur, ce paramètre est donc important à prendre en compte dans les régions chaudes.
Les économies réalisées sont généralement plus intéressantes avec un système thermique. Avec 10 m² de panneaux solaires, un foyer de 4 personnes peut espérer des gains importants chaque année :
Exemples de production d’énergie annuelle avec des panneaux solaires thermiques et photovoltaïques, et économies associées | ||
Type d’énergie solaire | Thermique | Photovoltaïque |
Production d’énergie indicative kWh | 1 000 kWh | 6 000 kWh |
Économies correspondantes avec un prix de l’électricité à 110 FCFA / kWh | 110 000 € | 660 000 FCFA |
Un entretien régulier pour améliorer les performances
Un bon entretien des panneaux solaires permet de maximiser leurs performances et d’augmenter leur longévité. Il consiste essentiellement à les nettoyer régulièrement pour que les saletés n’empêchent pas les rayons d’atteindre la surface des capteurs :
- Retirez les feuilles et autres dépôts.
- Lavez les panneaux à la brosse et à l’eau claire, éventuellement avec du savon neutre.
- Évitez de créer un choc thermique en versant de l’eau très froide sur un panneau solaire brûlant : utilisez de l’eau à température ambiante.
Vous pouvez aussi faire appel à des professionnels, en particulier si vos panneaux solaires sont situés sur votre toiture.
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