Comment fonctionne un panneau solaire photovoltaïque ?

Photovoltaïque : le fonctionnement technique

Capter l’énergie solaire, la transformer, puis l’utiliser : voici le principe de la technologie photovoltaïque, étape par étape.

De la lumière à l’électricité

L’effet photovoltaïque désigne la capacité de certains matériaux à convertir la lumière en électricité. Plusieurs éléments permettent ce phénomène physique :

• les photons, présents dans la lumière du soleil, atteignent les cellules photovoltaïques du panneau composées d’un matériau semi-conducteur (souvent du silicium) ;
• cette interaction provoque la libération des électrons, ce qui génère de l’électricité.

Les étapes de production d’électricité solaire

Une installation photovoltaïque fonctionne en plusieurs étapes :

1. la captation de la lumière solaire : les capteurs photovoltaïques, positionnés sur une toiture ou au sol, absorbent les rayons du soleil ;
2. la génération d’un courant continu : sous l’effet des photons, un courant électrique continu se forme dans les cellules photovoltaïques ;
3. la transformation du courant : ce courant continu est converti en courant alternatif pour être compatible avec vos équipements électriques ;
4. l’utilisation ou l’injection : l’électricité produite est utilisée pour votre consommation personnelle ou injectée dans le réseau public de distribution.

C’est ce procédé simple et sans combustion qui permet de produire une énergie propre à partir du soleil. Votre installation photovoltaïque peut donc alimenter en électricité les différents équipements de votre logement (lave-linge, lave-vaisselle, four, chauffage électrique, etc.). De quoi faire de belles économies sur vos factures d’énergie !

Le fonctionnement des éléments photovoltaïques

Pour que votre installation photovoltaïque fonctionne, plusieurs éléments sont indispensables. Passez-les en revue et découvrez comment ils s’intègrent dans le fonctionnement de ce système.

Un module et des cellules photovoltaïques

Un module photovoltaïque est composé d’un ensemble de cellules photovoltaïques. En général, elles sont faites de silicium et, comme vous le savez maintenant, elles permettent de transformer l’énergie solaire en courant continu.

Le silicium est un matériau semi-conducteur. Quand la lumière touche la cellule photovoltaïque, l’énergie solaire est transférée aux électrons qu’elle contient. Les électrons se mettent alors en mouvement. C’est ce qui crée le courant continu qui est collecté grâce à des fils métalliques reliés aux cellules.

Un onduleur ou un micro-onduleur

Le courant continu doit ensuite être acheminé vers un onduleur ou un micro-onduleur. Cet élément est indispensable dans votre installation photovoltaïque. Sans lui, vous ne pouvez pas utiliser l’électricité produite par vos panneaux solaires dans votre logement ou l’envoyer sur le réseau électrique. Le courant continu doit d’abord être converti en courant alternatif par l’onduleur ou le micro-onduleur. Quelle est la différence entre ces deux équipements ? C’est très simple…

L’onduleur central

Tous les capteurs solaires de votre installation photovoltaïque sont reliés à cet unique onduleur. Il vous reviendra moins cher à l’achat que si votre installation est équipée de micro-onduleurs. L’entretien est aussi plus simple. Notez toutefois qu’en cas de panne de l’onduleur, toute votre production d’électricité est mise à l’arrêt.

Le micro-onduleur

Chacun de vos panneaux solaires photovoltaïques est équipé d’un micro-onduleur. Ils fonctionnent donc de manière indépendante les uns des autres. L’avantage est que vous avez une plus grande liberté pour configurer votre système (orientation, inclinaison) et optimiser son rendement. Si un de vos micro-onduleurs tombe en panne, les autres continuent de fonctionner.

Le fonctionnement des capteurs solaires photovoltaïques

Vous pouvez choisir entre plusieurs types de panneaux photovoltaïques pour votre installation. Tous vous permettent de valoriser l’énergie solaire pour produire votre propre électricité, mais ils ont chacun leurs particularités.

Les options à l’usage : autoconsommation, vente 

Votre production d’électricité photovoltaïque peut être utilisée de différentes manières. Ce choix a un impact sur la rentabilité de votre installation et sur les aides financières auxquelles vous pouvez prétendre. Explications…

L’autoconsommation totale

Si vous choisissez l’autoconsommation totale, votre production est utilisée dans votre logement pour couvrir une partie de vos besoins en électricité. Ce système vous permet de gagner en indépendance par rapport au réseau. Vous êtes donc, en partie, protégé de la fluctuation des prix sur le marché de l’énergie.

Choisir l’autoconsommation totale ne signifie toutefois pas que vous serez indépendant pour votre énergie. Cette autonomie est très difficile à atteindre. Votre production d’électricité solaire pourra couvrir une partie de vos besoins.

D’ailleurs, ce système ne permet pas non plus de valoriser toute l’électricité produite par vos panneaux solaires. Si vous produisez plus que vous ne consommez à un instant T, cet excédant de production est perdu. À moins que vous ne soyez équipé d’une batterie de stockage.

L’autoconsommation avec vente du surplus à EDF

Si vous choisissez l’autoconsommation avec vente du surplus, votre production d’électricité est envoyée en priorité dans votre logement. Elle permet donc de couvrir certaines de vos consommations. Pensez alors à adapter vos habitudes pour profiter de l’énergie solaire quand elle est disponible. Vous pouvez décaler certaines des grosses dépenses en énergie de votre logement au milieu de la journée (lave-linge, sèche-linge, lave-vaisselle, ballon d’eau chaude électrique, etc.).

L’excédant de production est envoyé sur le réseau de distribution national pour être redistribué à d’autres foyers. La vente du surplus permet de valoriser toute votre production et représente un complément de revenus. Dans le cadre d’un contrat de rachat de 20 ans avec un fournisseur d’énergie (souvent EDF Obligation d’Achat), l’acheteur s’engage à vous racheter les kWh injectés sur le réseau à un tarif d’achat.

La vente totale de la production

Vous pouvez aussi vendre la totalité de votre électricité photovoltaïque. Dans ce cas, vous ne consommez pas votre production. Tout est envoyé sur le réseau de distribution. Vous bénéficiez alors des tarifs d’achat, mais vous ne gagnez pas en autonomie énergétique.

Il faut toutefois savoir que depuis 2025, la vente totale n’est plus accessible pour les installations d’une puissance inférieure à 9 kWc, ce qui réduit l’intérêt de cette option pour la plupart des particuliers.

Pour que vos panneaux photovoltaïques fonctionnent en vente du surplus ou en vente totale, le raccordement au réseau électrique est indispensable. Vous devez donc faire une demande de raccordement au gestionnaire de réseau, Enedis. Une fois vos panneaux solaires raccordés, il faut demander la mise en service de votre installation (toujours à Enedis).

L’attestation Consuel (Comité national pour la sécurité des usagers de l’électricité) remplie par votre installateur est alors obligatoire. Ce document permet d’attester la conformité de votre installation électrique par rapport aux normes en vigueur.

Adrien, référent technique rénovation

Quel est le prix des panneaux photovoltaïques ?

Le prix initial des panneaux photovoltaïques peut être dissuasif. Mais vous pouvez obtenir un retour sur investissement avec votre installation. Découvrez comment !

Un coût initial conséquent

Le coût d’une installation photovoltaïque dépend de plusieurs facteurs, comme de vos besoins en électricité, des caractéristiques de votre logement et de l’ensoleillement dans votre région. Vous le savez maintenant, il existe aussi différents types de panneaux photovoltaïques.

Le budget à prévoir n’est pas le même selon leur technologie :

Des aides financières pour le réduire

Les panneaux solaires photovoltaïques sont éligibles à plusieurs aides financières qui vous permettront d’alléger votre investissement :

• la prime à l’autoconsommation : vous pouvez en bénéficier si vous choisissez l’autoconsommation avec vente du surplus ;
• l’obligation d’achat : elle vous permet d’obtenir des revenus complémentaires grâce aux tarifs d’achat de l’électricité photovoltaïque ;
• la TVA à 10 % : elle vous fait profiter d’un taux préférentiel puisque le taux appliqué en temps normal est de 20 % ;
• les aides locales : elles varient selon les collectivités territoriales, il vous faut donc vous renseigner localement.

Si vous souhaitez profiter de ces aides financières, veillez à faire appel à un artisan certifié RGE (Reconnu Garant de l’Environnement). C’est une condition commune à toutes les aides pour la rénovation énergétique. Si vous posez vous-même vos panneaux solaires, votre installation ne sera donc pas éligible à ces dispositifs.

Steffi, référente conformité réglementaire

Un rendement intéressant

Votre investissement peut être rentabilisé plus ou moins vite. Tout dépend du rendement de vos panneaux solaires. Il varie selon la technologie des capteurs et l’ensoleillement dans votre région, mais d’autres facteurs entrent aussi en jeu. L’orientation et l’inclinaison des modules sont aussi très importants.

La puissance des panneaux solaires (en kilowatt-crête) est choisie en fonction de ces différents facteurs. Pour que votre installation ne vous coûte pas plus chère que nécessaire et que vous puissiez la rentabiliser sur le long terme, son dimensionnement doit être bien réalisé. Confiez cette tâche à un professionnel qualifié qui saura prendre en compte tous ces critères. Votre système produira assez d’électricité pour couvrir vos besoins, tout en évitant le gaspillage d’énergie.

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