La transition vers la production d’énergie solaire en France devrait s’accélérer pour les entreprises et les bâtiments publics grâce au plan solaire en 2022. Cette production d’énergie passe par l’installation de panneaux photovoltaïques permettant la production d’énergie électrique solaire décarbonée.

Mais qu’en est-il des particuliers ? Avec l’effondrement des prix du solaire photovoltaïque, divisés par quasi 10 en 10 ans, le photovoltaïque constitue réellement en 2021 une solution économique et écologique pour produire son électricité.

L’arrêt ou la forte diminution des aides au solaire a épuré le marché des entreprises et artisans aux dents longues qui n’hésitaient pas à surfacturer pour se mettre les primes et différentes aides dans la poche au détriment du client et avec des complicités politiques. Ce n’était pas à l’avantage du client. C’est d’ailleurs avec l’arrêt des primes et diminution des aides au solaire que les prix du marché on chuté et sont devenus « rentables » naturellement. Comme par hasard…

Ainsi en 2021, on peut trouver une installation à prix honnête clé en main entre 1 et 1.5 €/Wc. C’est à dire qu’une installation de 3 kWc ne devrait pas coûter plus de 4500 € tout compris mais son prix réel devrait plutôt être vers les 3000 €. Voyons cela plus en détail !

Quels sont les éléments qui composent une installation solaire photovoltaïque ?

Pour réaliser une installation produisant de l’électricité solaire, il vous faudra au moins un panneau solaire et un onduleur ou convertisseur de charge. Une installation de production photovoltaïque comportera donc bien sûr des panneaux solaires photovoltaïques et a besoin d’un onduleur adapté à la puissance maximale des panneaux pour se connecter au réseau. Plus rarement, il existe des onduleurs hybrides qui d’une part rechargent des batteries pour les sites autonomes et d’autre part convertissent l’énergie stockée dans les batterie en courant électrique utilisable.

Il en existe deux principaux types de panneaux à la vente actuellement : les panneaux solaires monocristallins et les polycristallins. En effet; les panneaux amorphes proposés durant quelques années, nécessitaient beaucoup plus de surface ont quasi disparu du marché. Ils ont un rendement beaucoup plus faible que les monocristallins puisqu’ils produisent 2 fois moins d’énergie pour la même surface occupée.

Chaque type de panneau possède ses points forts et points faibles que nous aborderons un peu plus loin dans cet article. Ces deux types de panneaux sont composés d’un cadre en aluminium, d’une surface en verre ou polymère qui “encapsule” des cellules solaires photovoltaïques en silicium. Ces dernières sont reliées entre elles pour produire de l’électricité à un plus haut voltage. En effet; une cellule solaire produit une tension crête de quelques volts, généralement vers les 3V. Environ une dizaine de cellules sont mises en série pour atteindre une tension nominale en sortie de panneau photovoltaïque entre 35 et 45V. Cette tension change suivant la configuration du panneau et le type de cellule utilisé. Un panneau contient généralement au moins 4 lignes de cellules en série et ces 4 lignes sont montée en parallèle.

Quand plusieurs panneaux solaires sont montée en série on parle d’une string solaire.

Une fois l’électricité produite au niveau des panneaux solaires, il faut ensuite l’acheminer jusqu’à l’intérieur de votre maison. Des câbles, généralement de 6mm² de section, vont donc être nécessaire à votre installation pour relier la ou les strings solaires à l’onduleur . Les câbles sont raccordé avec des connecteurs normalisés de type MC4 qui apportent une facilité d’installation et garantissent la compatibilité (si vous voulez, par exemple, agrandir votre installation dans le futur), la sécurité (ils sont tout à fait étanches) et la longévité. Il existe du 4 mm² mais généralement l’usage du 6mm² est la norme pour les petites et moyennes installations. Utiliser du 6 mm² permet une bonne marge de sécurité à l’échauffement pour la plupart des installations chez les particuliers qui dépassent rarement les 5000 W. En effet; en prenant 5 A par mm² et avec une tension nominale de 300 V, ils permettent de produire 9000 W en toute sécurité. Pour les installation plus puissantes, il faudra monter des strings en parallèle ou utiliser plus d’onduleurs.

Les incidents électriques restent très rares sur des installations qui suivent les normes de sécurité à l’installation.

Pour pouvoir utiliser l’électricité qui est produite en courant continu par vos panneaux, il va falloir la convertir en courant alternatif utilisable par vos appareils électriques et le réseau électrique. C’est le rôle de l’onduleur photovoltaïque. Le rôle de l’onduleur n’est pas que de transformer le courant continu en courant alternatif. Pour injecter sur le réseau, il doit aussi se caler sur la fréquence du réseau et surveiller la tension du réseau. Il a aussi différentes fonctions de sécurité, par exemple la mise à la Terre de l’installation se fait via l’onduleur. Aussi en cas de sous ou sur tension ou fréquence réseau, il se met en sécurité pour protéger le réseau et votre installation. Certains onduleur ont même une fonction Wifi pour suivre la production à distance. Bien évidement sa puissance doit être adaptée à la puissance des panneaux solaires. Pour les grosses installations, de plus de 10 kWc, on utilise plusieurs onduleurs, un onduleur par string généralement.

Il existe également des micro-onduleurs, c’est à dire un onduleur par panneau mais nous ne conseillons pas cette solution car, si elle permet de mieux gérer le problème des masques solaires, elle peut présenter des problème de fiabilité car ces micro-onduleurs sont exposé aux intempéries et fortes variations de températures entre l’été et l’hiver. Ce sont surtout les fortes températures en été qui peuvent être nuisibles à l’électronique, par exemple, en cas de canicule.

Installation solaire intégrée ou posée en sur toiture ?

Que votre installation soit réalisée sur votre toit ou plus rarement au sol, il vous faudra prévoir des supports sur lesquels sont solidement fixer vos panneaux. La qualité et le choix de ces supports est important, il ne faudrait pas que vos panneaux s’envolent à la première tempête !

En France chez les particuliers, généralement les panneaux sont intégrés au toit pour des raisons tarifaires et uniquement politiques. C’est à dire qu’ils remplacent la couverture du toit qui est donc retirée lors du chantier.

Ceci complique l’installation, augmente son coût et les inconvénients. Ces inconvénients sont nombreux, citons en quelques un : travaux d’installation plus lourds donc plus coûteux, risques de fuites car on touche à la couverture existante (souvent en bon état), moins de production car les panneaux chauffent plus, toiture à refaire lorsque les panneaux seront en fin de vie (pensez à gardez vos tuiles ou autre éléments de couverture quelques part !)…

Le seul, petit, avantage d’une installation intégrée est l’esthétique et la prise au vent quasi nulle. Une installation intégrée n’est réellement intéressante économiquement que quand il faut refaire un toit lors d’une grosse rénovation.

La plupart des autres pays Européens n’imposent pas l’intégration contrairement à la France.

Installation solaire off-grid et on-grid : comment choisir entre autonomie et auto-consommation ? Quelle rentabilité en 2022 pour une installation photovoltaïque ?

Tout d’abord il est important de rappeler les caractéristiques de ces deux types d’installations.

Installation en auto-consommation ou « on-grid » (on-the-grid= sur le réseau), le réseau électrique de l’habitation reste relié au réseau électrique (d’Enedis par exemple en France) et l’onduleur y injecte la production solaire. Il est possible de consommer en direct sa production solaire ou de l’injecter à 100 %. En France, il y a généralement un double compteur pour des raisons tarifaires et politiques et la production solaire est « rachetée » par le fournisseur suivant la production solaire réelle. Dans d’autres pays on a un compteur qui « tourne à l’envers » et la rentabilité de l’installation solaire se fait par effacement de la facture.

Autrement dit, le surplus de production solaire est injecté dans le réseau électrique et quand les panneaux ne produisent pas ou pas assez, le réseau alimente l’habitation. Cette pratique pose des problèmes « moraux » pour certains fournisseurs ou politiques qui peuvent décider de taxer forfaitairement les installations solaires comme c’est le cas en Belgique avec la Taxe Prosumer, faussement appelé Tarif Prosumer.

Dans le cas d’un comptage réel de l’électricité solaire injectée, l’électricité peut être rachetée à un tarif contractuel plus ou moins intéressant par rapport au prix réel du marché. Ces contrats ont fortement évolués ces dernières années et dépendent du fournisseur d’électricité et du pays, renseignez-vous précisément avant de vous lancer.

Aussi le placement d’un compteur de production solaire représente des frais supplémentaires et des démarches administratives pour la signature du contrat de rachat.

Installation en autonomie ou « off-grid » (off-the-grid  ou OTG = pas sur le réseau), l’installation solaire n’est pas reliée au réseau et l’énergie solaire peut être utilisé en direct ou stockée dans des batteries. Le stockage est utile pour les habitations isolées du réseau ou par exemple les habitations légères comme un mobile home ou un camping-car (tous disposent d’une recharge solaire aujourd’hui).

Mais une installation off-grid peut très bien être installée dans une habitation reliée au réseau. Par exemple pour alimenter un système de pompage solaire (avec ou sans batterie) ou d’éclairage au fond du jardin. En effet ; une installation solaire peut coûter moins cher que de tirer un câble sous la pelouse !

La rentabilité de l’installation off-grid se fera uniquement sur les économies d’électricité réalisées.

Dans le cas d’habitations isolées, l’énergie sera alors stockée grâce à un système de batteries pour pouvoir être ensuite utilisée en fonction des besoins. Cette solution ne nécessitera aucun raccordement au réseau d’Enedis mais la source d’énergie est limitée à la capacité de stockage et à la puissance de la production solaire.

Chacune de ces solutions comporte cependant des avantages mais aussi des inconvénients. Le choix devra donc se faire en fonction de vos besoins et de vos projets personnels. Ainsi une maison isolée, située loin du réseau Enedis sera meilleure candidate pour une installation autonome car la connexion au réseau est à la charge du particulier…et ce chantier peut coûter des dizaines de milliers d’euros !

De la même manière, si votre objectif est d’avoir une solution pérenne et résistante en cas de coupure du réseau national, seule une installation autonome vous permettra la continuité de la production d’énergie, puisqu’en auto-consommation la production d’énergie par les panneaux est stoppée en cas d’incident sur le réseau. Heureusement, les coupures réseaux sont plutôt rares.

Les inconvénients de l’autonomie photovoltaïque sont la capacité de puissance et d’énergie stockée limitées, la durée de vie limitée des batteries (comptez une bonne dizaine d’année dans le meilleur des cas) et le surcoût des batteries qui peut doubler le coût de l’installation. Installation qui peut néanmoins rester intéressante quand on connaît le prix d’un raccordement d’une zone non viabilisée !

Mais si vous êtes connecté au réseau et que vous avez une consommation électrique conséquente, l’auto-consommation est la solution à privilégier. Elle est plus fiable et permet de garantir une utilisation d’énergie stable et sans interruptions dues à un épuisement des ressources produites.

Cette solution est aussi celle qui permet de revendre une partie de l’énergie produite si la production dépasse la consommation. Comme dit plus haut, d’un point de vue financier, les calculs sont à effectuer au cas par cas. Si vous n’êtes pas connecté, une installation en auto-consommation entraînera des frais de raccordement au réseau qui peuvent être importants selon votre localisation géographique. Il y aura aussi un abonnement mensuel à prévoir, voir une taxe à payer dans le cas où vous revendriez votre surplus d’énergie. Dans le cas d’une installation en autonomie, le nombre de panneaux nécessaires à vos besoins risque d’être plus importants et le stockage d’énergie sera coûteux et demandera une maintenance régulière avec un risque de « black-out » possible les périodes d’hiver. Dans ce cas là, seul le groupe électrogène d’appoint permet de disposer encore de courant.

Bien choisir le types de vos panneaux : polycristallins ou monocristallins ?

Les panneaux photovoltaïques du marché se divisent actuellement en deux grandes catégories.

La première est celle des panneaux polycristallins. Leurs cellules solaires sont composées de plusieurs cristaux de silicium, ce qui leur donne une apparence « fragmentée » et une couleur généralement bleutée. Ce sont les plus abordables financièrement mais pas nécessairement les plus performants : leur rendement se situent entre 15 et 17 %, ils vont donc occuper plus de place pour la même puissance électrique ou fournir moins de puissance pour la même surface occupée.

La deuxième est celle des panneaux monocristallins Les cellules solaires de ces panneaux sont composées d’un seul cristal de silicium, ce qui leur confère une couleur plus sombre qui est aussi plus esthétique pour certaines personnes. Ces panneaux sont actuellement les plus produits et il est probable que les panneaux polycristallins finissent par disparaître au fur et à mesure à leur avantage. Ils sont plus performant que les panneaux polycristallins puisque leur rendement se situe actuellement entre 20 et 25 % pour les panneaux grand public. C’est entre +15 et +65 % de mieux que les panneaux polycristallins. Ce qui n’est pas rien, par exemple entre 10 panneaux polycristallins qui occupent 16 m² et 10 panneaux monocristallins qui occupent la même surface on peut passer d’une production de 2,9 kWc à 4,2 kWc.

La surface disponible étant un des facteur important de votre installation solaire, elle conditionnera le choix du type de panneaux. Des panneaux polycristallins, moins chers à l’énergie produites, est donc judicieux si vous disposez d’une grande surface. Inversement si votre surface disponible est réduite, privilégiez des panneaux monocristallins.

Le choix doit se faire également suivant votre budget, votre consommation électrique et l’orientation de l’installation solaire. Par exemple, des panneaux moins bien orientés devront être en monocristallins afin de compenser la réduction de luminosité.

Chaque fabricant ou vendeur de panneaux solaire doit pouvoir vous fournir le rendement exact de vos futurs panneaux comme le fait Alma-Solar sur chaque fiche produit. N’hésitez pas à faire des comparatifs, comme dans le tableau ci dessous (en vert les meilleures offres, pour le chantier en question d’après les critères de surface, rendement et prix) :

Il est cependant important de rappeler que dans la pratique, le rendement des différent panneaux ne sera pas toujours forcément celui maximal indiqué par le constructeur. L’inclinaison et l’orientation du panneau en fonction du soleil et surtout les masques (ombres) solaires sont des critères important à prendre en compte.

Ainsi l’installation de panneaux polycristallins sur un tracker solaire, c’est à dire un support mobile permettant de faire varier orientation et inclinaison en fonction de la luminosité, pourra parfois être un choix technique pertinent à condition de savoir supporter la surcharge financière et l’emprise au sol et l’esthétique dans votre jardin d’un tracker.

Sa puissance aussi limitée par la surface et les trackers nécessitent plus de maintenance, le gain de production possible sur l’année avec un tracker est de 30 %.

Panneaux photovoltaïques et écologie, qu’en est-il du recyclage ?

Lorsque votre panneau solaire arrive en fin de vie, deux solutions se profilent alors pour son recyclage. Si vous ne souhaitez pas remplacer vos panneaux, l’État vous impose de les confier directement à une entreprise de recyclage. Cependant, si vous souhaitez réaliser l’installation de nouveau panneaux solaires suite au retrait des panneaux usagés, c’est souvent l’installateur des nouveau panneaux qui s’occupera ensuite de faire recycler les anciens.

Contrairement aux idées reçues, le panneau solaire photovoltaïque est en grande partie recyclable et est très peu dangereux pour l’environnement. Seule une petite partie de sa structure (environ 5%) ne peut pas être recyclée. En France, c’est l’organisme PV Cycle qui se charge de la collecte et de l’organisation du recyclage des panneaux solaires usagés. Ce recyclage est effectué dans les usines de Veolia, directement en France.

Les deux vidéos suivantes donnent un aperçu des installations de recyclage existante pour les panneaux photovoltaïques en France :

Il est évident que ces possibilités de recyclage devront évoluer en fonction de l’augmentation du nombre de panneaux à recycler, mais la filière en France est lancée, et laisse espérer une évolution positive dans ce domaine. D’autre part, la durée de vie réelle des panneaux solaires aurait le plus souvent tendance à dépasser celle annoncée par les constructeurs, permettant un remplacement moins régulier. Une durée de vie proche de la 40ène d’années serait plus probable que celle de 20 à 25 ans initialement annoncée. Certains fabricant, comme I’m Solar, certifient même leur panneaux à 50 ans de durée de vie alors que l’énergie ne va qu’augmenter dans le futur !

C’est aujourd’hui que le marché du solaire photovoltaïque s’est assaini qu’il faut investir massivement tant que vous en avez encore les moyens…les prochaines années, post Covid, vont être l’objet de nombreux changements notamment au niveau des prix de l’énergie.

C’est le bon moment pour produire son électricité verte ! Pourquoi attendre ? Dans un prochain article, une auto-installation solaire sur base de panneaux Alma Solar vous sera présenté.

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