Le panneau solaire hybride : le mixte photovoltaïque / thermique

On ne présente plus les panneaux thermiques ainsi que les systèmes photovoltaïques. Place à une solution mixte s’alimentant à la fois de la lumière et de la chaleur solaire : le panneau solaire hybride ou capteur solaire mixte. Parfois méconnue, cette solution « deux en une » se révèle être aussi écologique qu’efficace. Les capteurs solaires hybrides permettent d’utiliser intégralement l’énergie collectée grâce à un système ambivalent. Cette technologie hybride permet ainsi de générer simultanément de l’électricité et de l’eau chaude pour votre habitation et ainsi parvenir à l’indépendance énergétique. S’agissant d’une solution nouvelle en France, le prix d’achat d’un capteur solaire reste élevé mais ce surcoût de départ est vite amorti par les gains de production énergétique.

Le panneau solaire hybride : un fonctionnement astucieux

Le fonctionnement d’un panneau solaire hybride est relativement simple à comprendre. Il est constitué de capteurs thermiques à haut rendement sur lesquels reposent des cellules solaires photovoltaïques. Ces dernières transforment le rayonnement solaire en électricité, tandis que les capteurs thermiques récupèrent la chaleur émise par le soleil grâce à un fluide caloporteur injecté par un échangeur ou grâce à un collecteur d’air chaud.

Le panneau solaire hybride permet ainsi de générer simultanément de l’électricité et de la chaleur grâce à ses deux faces au fonctionnement distinct :

• En couche supérieure (côté soleil) : ses cellules photovoltaïques produisent de l’électricité dès qu’elles sont exposées au rayonnement solaire.
• En couche inférieure (côté intérieur) : un capteur solaire thermique capte la chaleur émanant du soleil.

Associant les caractéristiques des panneaux photovoltaïques et thermiques, ces panneaux solaires hybrides, aussi appelés « panneaux PV/T », reposent ainsi sur le principe de la cogénération solaire permettant de :

• Générer de l’électricité pour éclairer votre logement et alimenter tous vos appareils installés dans votre maison à partir d’énergie naturelle.
• Produire de la chaleur pour chauffer votre eau, une piscine, l’air ambiant ou même pour faire fonctionner votre plancher chauffant.

Certains panneaux solaires hybrides présentent un système de transfert de chaleur optimisé entre la face avant photovoltaïque et la circulation d’eau antigel, grâce à un échangeur thermique intégré. Contrairement à un capteur solaire thermique, l’hybride ne contient pas systématiquement un isolant en sous-face afin d’éviter toute perte de chaleur.

Permettant de générer une hausse du rendement à hauteur de 40% pour une même surface de panneaux solaires, ce système hybride à la fois innovant et écologique est une solution à considérer dans le cadre de vos travaux d’économies d’énergie.

Réunissant en une unique technologie les possibilités du solaire thermique et du photovoltaïque, cette cogénération permet d’optimiser la surface. En effet, cela permet d’éviter de multiplier les systèmes utilisés et donc de réduire la surface d’exposition nécessaire.

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Plusieurs types de systèmes solaires hybrides

On retrouve différents types de systèmes solaires hybrides basés sur un fonctionnement distinct.

L’aérovoltaïque (PV-T air) permet de maximiser l’utilisation de l’énergie solaire captée. Contrairement à des panneaux solaires photovoltaïques classiques, ce système est donc capable de s’approvisionner de la chaleur produite sous les panneaux. On retrouve également une solution hybride fonctionnant à l’eau et pour un refroidissement des panneaux plus efficace.

La technologie aérovoltaïque combine :

• Panneaux solaires photovoltaïques (face exposée au soleil) : elle produit de l’électricité comme les panneaux photovoltaïques classiques.
• Panneaux solaires thermiques (face arrière) : la face arrière comporte un dispositif de ventilation pour récupérer puis diffuser de l’air chaud dans une habitation (ou à l’intérieur d’une prise d’air d’un ballon thermodynamique). Cette ventilation confère une hausse du rendement des panneaux par rapport à une installation classique.

Les capteurs solaires hybrides à eau fonctionnent comme l’aérovoltaïque sauf qu’ils utilisent la circulation de l’eau plutôt que celle de l’air. Notamment développé par la société française DualSun, ce type de panneaux hybrides à eau permet de produire de l’électricité et de l’eau chaude. Il se caractérise par :

• Un système de refroidissement efficace : les capteurs photovoltaïques sont équipés d’un échangeur de chaleur à eau. L’eau permet à la fois de refroidir le panneau pour maximiser sa production d’électricité et de produire de l’eau chaude.
• Un rendement en hausse : le refroidissement du panneau lui assure un meilleur rendement par rapport à une solution classique.

Le panneau photovoltaïque thermique (PV-T) : comment l’installer ?

Pour installer un panneau solaire hybride, le constat est le même que pour un capteur solaire photovoltaïque. Nul besoin d’habiter dans le Sud de la France pour songer à installer un panneau solaire hybride. Tel un panneau solaire photovoltaïque, il suffit simplement de disposer d’une pente de toit suffisamment dégagée et bien orientée.

Afin de bénéficier des conditions optimales pour une installation de panneaux PV-T, votre maison doit être caractérisée par une :

• Orientation du toit vers le Sud : la pente de votre toit est orientée vers le Sud.
• Inclinaison de la toiture à 30° : votre toiture bénéficie d’une inclinaison de 30°.
• Exposition totale de votre toiture : votre toit ne se trouve pas dans une zone ombragée (arbre, immeuble, voisin, conduit de cheminée…).

L’installation des panneaux solaires hybrides implique :

• La fixation des panneaux sur le toit de votre habitation
• L’installation des câbles électriques et équipements comme un onduleur.
• Exposition totale de votre toiture : votre toit ne se trouve pas dans une zone ombragée (arbre, immeuble, voisin, conduit de cheminée…).
• Un système de ventilation et de refroidissement par air, ou un dispositif hydraulique à base d’eau chaude

Un entretien régulier pour un rendement optimal

Il est important de veiller à entretenir votre panneau solaire hybride sous peine de voir son rendement faiblir. En effet, certaines études ont démontré qu’un entretien régulier (poussière, saleté) permet d’empêcher une baisse conséquente du rendement du panneau solaire.

Pour vous assurer un entretien optimal, voici quelques conseils :

• Éloignez tout risque de choc thermique : n’aspergez pas le panneau solaire d’eau froide si le soleil est fort.
• Éviter le risque de rayures : utilisez une raclette en plastique en prenant garde de ne pas prendre trop d’appui sur la plaque.
• Limitez le risque de traces blanches : celles-ci sont de nature à faire baisser la production d’électricité en réfléchissant les rayons solaires.
• Dépoussiérez les entrées d’air : retirez l’excédent de poussière pour assurer un refroidissement plus efficace.
• Faites vérifier le compteur : écarter tout risque de dysfonctionnement technique en réalisant un contrôle régulier du compteur relié au générateur.

Avantages et inconvénients du mixte photovoltaïque / thermique

Un panneau solaire hybride offre de très nombreux avantages pour quelques inconvénients. D’abord, le rendement énergétique de ce type de panneau solaire est bien supérieur aux panneaux solaires photovoltaïques. Aussi, vous économisez de l’espace en combinant deux technologies complémentaires sur une même surface.

Le panneau solaire PV T a plusieurs avantages parmi lesquels on peut citer :

• Un rendement énergétique intéressant : le rendement énergétique est de 70 à 90% contre 12 à 20% pour les panneaux solaires photovoltaïques.
• UUne production d’énergie supérieure : un panneau solaire hybride permet de générer jusqu’à deux fois plus d’énergie pour une maison individuelle et jusqu’à quatre fois plus pour un bâtiment collectif.
• UL’optimisation de l’espace : économisez l’espace en combinant la production électrique et thermique sur une même surface.
• Une technologie non polluante : l’électricité photovoltaïque n’est pas génératrice de pollution. Il s’agit donc d’une solution entièrement écologique s’inscrivant dans les démarches de préservation de notre planète.
• UUne source d’énergie illimitée : l’énergie solaire est inépuisable, gratuite et naturelle.
• Une génération d’économies : le solaire hybride permet de réaliser des économies pendant 20 ans, soit tout au long de la durée de vie du panneau.
• Un coût d’énergie compétitif : les subventions nécessaires au solaire se réduisant drastiquement, le prix de revente de l’électricité par les professionnels baisse également.

Comme toute solution, celle-ci compte également certains inconvénients. Le principal est sa Usensibilité en fonction des températuresU qui font varier son rendement.

• Une sensibilité en fonction des températures : plus la température augmente, plus son rendement baisse.
• Un rendement limité : la stabilisation de la température du système n’offre pas une production solaire thermique optimale.
• Une dépendance au rayonnement solaire : aucune énergie solaire n’est produite en l’absence de rayonnement (nuit).

La cogénération solaire : vers l’autoproduction énergétique ?

L’hybride solaire est une solution adaptée à l’usage particulier puisqu’entre 50 et 100 miroirs suffisent pour alimenter votre habitation en eau chaude et électricité. Ces panneaux solaires hybrides vous permettent ainsi de vous rapprocher de l’indépendance énergétique. Pour cela, il faut d’abord veiller à ce que votre logement bénéficie des conditions optimales en termes d’exposition. Si votre logement respecte ces conditions, les panneaux solaires hybrides vous permettront de contrecarrer la hausse prévisible des coûts de l’énergie.

En effet, cette hausse des coûts se reflétant sur la facture d’énergie, beaucoup d’entre vous souhaitent se diriger vers l’autoproduction énergétique. S’ajoutant à cela une baisse continue des tarifs de rachat de l’électricité renouvelable, le solaire hybride vient apporter aux utilisateurs une solution performante, économique et simple.

Dans cette configuration, le propriétaire d’une maison équipée de panneaux solaires hybrides peut opter pour ne pas revendre son électricité, ni à EDF ou aux fournisseurs ou bien décider de revendre le surplus d’énergie non consommée.

Ci-dessous quelques chiffres représentant l’impact d’un système aérovoltaïque sur la consommation énergétique :

Source : méthode de calcul « R-Sun, R-Volt dans la RT2012 » d’après l’arrêté du 17 avril 2015. 12 panneaux « R-Volt » pour un logement chauffé du 15 octobre au 15 avril en région lyonnaise.

Un niveau de prix élevé mais vite amorti

S’agissant d’une technologie récente, le niveau de prix des panneaux solaires hybrides est supérieur à celui des panneaux solaires classiques (entre 30 et 40% plus cher qu’une installation photovoltaïque standard). Elle demeure ainsi une solution encore peu utilisée en France, faute à un coût d’investissement plus élevé. Encore assez méconnue par le public français, cette technologie adaptée à l’usage domestique peut cependant vous permettre de parvenir à l’autoconsommation. Aussi, le surcoût de départ en termes d’investissement est vite amorti par les gains de production énergétique.

Dans ces conditions, tout porte à croire que la technologie hybride est promise à un avenir florissant. Il vous reste ainsi à analyser deux données :

• Le coût intrinsèque des panneaux : le prix d’un panneau hybride ou aérovoltaïque est plus élevé que celui des panneaux classiques dû au fait que leur entrée sur le marché est encore assez récente.
• Le coût d’installation : s’agissant d’une solution combinant deux technologies, vous bénéficiez d’un rapport coût d’installation / technologie installée plus intéressant. Cette solution « deux en une » vous permet d’optimiser l’espace sur votre toiture.

Concernant les prix, un constructeur français propose deux types d’offres :

• Offre à 15.000 € : installation de 12 panneaux pour une production de 3-9kWc
• Offre à 8.000 € : installation de 4 panneaux pour une utilisation et production optimale d’électricité et eau chaude sanitaire.

L’aérovoltaïque : un capteur hybride performant éligible au crédit d’impôt

Vous êtes intéressés par des travaux d’installation de panneaux aérovoltaïques ? L’annonce du Plan de Loi de Finance 2016 a rendu le solaire hybride éligible au crédit d’impôt dans son intégralité. Etant donné le montant de l’investissement pour ce type de technologie, il s’agit d’une bonne nouvelle. En effet, ce seront 30 % des dépenses éligibles qui vous seront rendues par l’Etat dans le cadre de vos travaux d’aérovoltaïque.

Ainsi, les critères d’éligibilité du solaire hybride sont :

• Un plafond des dépenses limité à 200 € par m² (toutes taxes comprises).
• Valable pour les capteurs solaires à air hybrides produisant à la fois énergie thermique et électricité.
• Limité à 20 m².

Ainsi, le crédit d’impôt maximal pour l’aérovoltaïque s’élève à 30 % de 4000 €, soit 1333 €.

Découvrez les aides dont vous pourriez bénéficier.

Aérovoltaïque : vos questions

• Si je possède un système aérovoltaïque couplé à une ventilation simple flux, est-il tout de même nécessaire de mettre en place une ventilation double flux ?
• Quel crédit d’impôt puis-je espérer si je mets en place un système aérovoltaïque dans mon logement ?
• La grêle peut-elle endommager mes panneaux solaires ?
• Quel rendement thermique permet un système aérovoltaïque ?
• Quel matériel utiliser pour l'autoconsommation ?