Énergie solaire : fonctionnement, avantages et solutions
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Sommaire
L'énergie solaire est une source d'énergie renouvelable qui peut être transformée en électricité dans le cas du solaire photovoltaïque, ou en chaleur dans le cas du solaire thermique. Elle constitue un pilier de la transition énergétique, en particulier dans un contexte de hausse des prix de l’énergie et de recherche d’alternatives aux énergies fossiles. Mais comment fonctionne concrètement cette énergie, quels sont ses avantages et comment l’exploiter pour votre maison ? Découvrons cela ensemble !
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Qu’est-ce que l'énergie solaire ?
L’énergie solaire est une forme d’énergie renouvelable obtenue à partir des rayons du soleil. Elle consiste à capter l’énergie émise par le soleil pour la transformer et l’utiliser à des fins domestiques ou industrielles via l’exploitation de plusieurs technologies :
on utilise le rayonnement solaire pour produire de l'énergie électrique ;
ou la chaleur du soleil pour produire de l'énergie thermique (chauffage et/ou eau chaude).
Ce potentiel fait de l’énergie solaire l’une des ressources les plus abondantes et les plus prometteuses pour répondre aux enjeux énergétiques et climatiques actuels. De plus, installer des panneaux solaires permet de réaliser d’importantes économies d'énergie !
Une ressource naturelle, gratuite et universelle
Contrairement aux énergies fossiles (pétrole, gaz, charbon), le soleil est accessible partout, avec des variations selon les latitudes, les saisons et la météo. Il s’agit d’une ressource gratuite à la source, inépuisable à l’échelle humaine, qui ne nécessite ni extraction, ni transport de matières premières polluantes.
Elle répond donc parfaitement aux objectifs de transition énergétique pour décarboner nos usages !
🔎 À noter : malgré des niveaux d’ensoleillement différents selon la période et la région, les installations solaires sont rentables partout en France.
Une énergie transformable grâce à des technologies adaptées
Pour utiliser l’énergie solaire à l’échelle domestique ou industrielle, il faut la capter et la transformer. Cela passe par des systèmes techniques spécifiques : des panneaux solaires (capteurs photovoltaïques ou thermiques) et un onduleur ou des micro-onduleurs.
Ces dispositifs ne captent pas l’énergie solaire de la même manière :
certains absorbent la chaleur du rayonnement (utilisée ensuite pour le chauffage ou l’eau chaude) ;
d’autres transforment directement la lumière en électricité, via des semi-conducteurs.
La diversité des technologies solaires permet aujourd’hui une grande variété d’usages et d’installations, aussi bien pour les particuliers que pour les professionnels.
🔎 À noter : en France, les particuliers installent généralement des panneaux en toiture, d’une puissance entre 3 et 9 kWc pour répondre à leurs besoins d’autoconsommation. À plus grande échelle, on parle plutôt de centrales solaires, souvent installées au sol ou sur le toit d’un bâtiment.
Une réponse aux défis climatiques et énergétiques
Le développement de la filière solaire répond parfaitement aux enjeux de transition énergétique. Face à l’épuisement progressif des énergies fossiles, à la hausse des prix de l’énergie et à la nécessité de limiter les émissions de gaz à effet de serre, l'énergie solaire apparaît comme une solution durable, performante et respectueuse de l’environnement.
🎬 Notre client partage son expérience avec l’énergie solaire ! Découvrez son retour en vidéo.
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Quelles sont les différentes formes d'énergie solaire et leur fonctionnement ?
L’exploitation d'énergie solaire peut servir à produire de l'électricité, de la chaleur ou les deux. On distingue alors les technologies photovoltaïques, thermiques et hybrides.
L'énergie solaire photovoltaïque
Le photovoltaïque est la forme d'énergie solaire la plus couramment utilisée par les particuliers en France. Des panneaux solaires photovoltaïques sont ici installés en toiture (ou au sol) pour capter la lumière provenant du soleil et la transformer en électricité :
chaque panneau se compose de cellules photovoltaïques en silicium, un matériau qui permet de « récupérer » l'énergie contenue dans les rayons du soleil ;
initialement générée en courant continu par le panneau, cette électricité est convertie en courant alternatif par un onduleur afin de pouvoir être utilisée dans la maison ;
l'énergie circule ensuite jusqu’aux appareils électriques pour les alimenter. Le surplus produit et non consommé peut être stocké dans une batterie et/ou être injecté sur le réseau public d'électricité contre rémunération grâce au tarif de rachat.
L'énergie solaire thermique
Le solaire thermique repose sur un principe différent : utiliser la chaleur du soleil pour chauffer un fluide caloporteur. Cette chaleur est ensuite utilisée pour produire de l’eau chaude sanitaire (ECS) ou pour chauffer la maison via un plancher chauffant ou des radiateurs :
le rayonnement chauffe un fluide caloporteur (eau ou liquide antigel) circulant dans un réseau de tubes (il existe plusieurs types de capteurs thermiques, les plus répandus étant les capteurs plans vitrés et les capteurs à tubes sous vide) ;
ce fluide transfère la chaleur à un ballon de stockage via un échangeur ;
l’eau chaude est ensuite distribuée dans le logement, soit pour le chauffage en alimentant des radiateurs à eau ou un plancher chauffant, soit pour l’eau chaude sanitaire (ECS) en étant stockée dans un ballon d’ECS.
🔎 À noter : on distingue le chauffe-eau solaire (utilisé uniquement pour l’ECS) du système solaire combiné (capable d’alimenter le logement en eau chaude et en chauffage). Le fonctionnement initial reste identique, mais l’usage et l'installation diffère.
Le solaire hybride : la combinaison du thermique et du photovoltaïque
Les panneaux solaires hybrides combinent les deux technologies précédentes. Ils produisent à la fois de l’électricité et de la chaleur. Ce type de panneau, aussi dit thermodynamique, offre un rendement global supérieur, particulièrement intéressant pour les bâtiments très énergivores ou les logements disposant d’un espace limité sur le toit.
Tableau comparatif des technologies d’exploitation de l'énergie solaire
| Photovoltaïque | Thermique | Hybride |
|---|---|---|---|
Fonction principale | Produire de l’électricité | Produire de la chaleur | Produire électricité + chaleur |
Utilisation | Électroménager, éclairage | Chauffe-eau, chauffage | Applications mixtes |
Rendement | 15 à 20 % | 60 à 75 % | Global supérieur à 80 % |
Coût d’installation | Moyen | Moyen à élevé | Élevé |
Durée de vie moyenne | 30 à 40 ans | ||
Exemple d'installation solaire en Essonne (91)
Consommation : 7 000 kWh
Equipements : lave-linge, sèche-linge, lave-vaisselle, four, réfrigérateur, congélateur, pompe à chaleur
Puissance installée : 6 kWc (16 panneaux solaires)
| Montant des travaux | 15 890 € |
| Prime EDF OA | - 1 584 € |
| Reste à payer | 14 306 € |
Economies annuelles moyennes*
Retour sur investissement
| 1 491,14 €
9 ans |
| • Economies sur 30 ans* • Taux de rendement financier • Hypothèse autoconsommation | 44 734,22 € 10,9 % 60 % |
*Valeurs considérant une hypothèse d'augmentation du prix du kWh de l'ordre de 3% par an, à partir d'un tarif de 0,2062 € TTC/kWh constaté en mai 2023 en option Base pour un compteur de 6 kVA.
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Quels sont les avantages de l'énergie solaire ?
Le fonctionnement d’un panneau solaire présente plusieurs avantages pour votre foyer :
c’est une source d'énergie renouvelable : vous utilisez une électricité et/ou une eau chaude produite de manière écologique au sein de votre logement ;
le soleil vous fait profiter d’une énergie gratuite : l’autoconsommation de votre production solaire permet de réduire considérablement votre approvisionnement auprès d’un fournisseur d'électricité. Résultat : vous réduisez jusqu'à 40 % vos factures d'électricité, de chauffage et d’eau chaude ;
votre maison prend de la valeur : l’installation de panneaux solaires vous permet de vendre votre maison à un meilleur prix ;
vous pouvez bénéficier d’aides financières pour réduire le prix de vos panneaux et rentabiliser votre installation solaire :
Aide financière | Type de technologie | Conditions principales |
|---|---|---|
Thermique | Résidence principale, professionnel RGE (reconnu garant de l’environnement) | |
Photovoltaïque | Installation ≤ 100 kWc, raccordée au réseau | |
Tarif de rachat (EDF OA) | Photovoltaïque | Panneaux en toiture, professionnel RGE, installation ≤ 100 kWc, raccordée au réseau |
TVA à taux réduit (5,5 ou 10 %) | Thermique & photovoltaïque | Logement de plus de 2 ans, travaux éligibles |
Éco-prêt à taux zéro (éco-PTZ) | Tous types | Rénovation globale ou bouquet de travaux |
Aides régionales ou locales | Variable selon zones | À vérifier auprès des collectivités |
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FAQ sur l’énergie solaire
Cela dépend de votre consommation et de votre capacité de production. Il est rare que des projets résidentiels d’une puissance entre 3 et 9 kWc suffisent pour une autonomie totale (ils permettent en moyenne de couvrir jusqu'à 70 % des besoins d’un foyer en électricité), mais des projets plus conséquents peuvent être dimensionnés selon vos besoins.
De plus, coupler vos panneaux à une batterie peut augmenter votre taux d’autoconsommation et donc votre autonomie !
En France et pour les projets des particuliers, les installations se font le plus souvent en toiture à pente, mais il est aussi possible d’installer des panneaux solaires sur un toit plat (ou au sol !).
Dans ces conditions, il faut prévoir une structure adaptée pour une inclinaison optimale des capteurs photovoltaïques ou thermiques afin qu’ils puissent capter un maximum de rayonnement solaire pour permettre au système d’atteindre un bon niveau de production.
Malgré un prix assez élevé, l’installation de panneaux solaires est rentable partout en France lorsque l’installation est bien dimensionnée.
En moyenne, on estime la rentabilité en 7 à 12 ans pour une durée de vie moyenne de 30 à 40 ans: au-delà, vous profitez pleinement d’une énergie gratuite pour alimenter votre logement en électricité, en chauffage ou en eau chaude sanitaire.
Pour rentabiliser au mieux vos panneaux, il est recommandé d’optimiser au maximum votre autoconsommation en décalant par exemple vos usages en journée, lorsque les capteurs reçoivent et transforment le plus d'énergie. Vous pouvez aussi choisir une batterie pour stocker l'énergie solaire que vous n’utilisez pas immédiatement, et revendre le surplus grâce au tarif de rachat.
L’installation de vos panneaux solaires doit impérativement être réalisée par un professionnel qualifié, à moins que vous n’optiez pour un kit solaire plug & play de faible puissance.
Un installateur solaire RGE (reconnu garant de l’environnement) peut non seulement rendre votre projet éligible aux aides, mais aussi et surtout dimensionner vos panneaux solaires pour que leur puissance et leur technologie répondent précisément aux besoins de votre foyer et aux caractéristiques de votre maison.
