Energie solaire : utilisations, rendement et prix de l'installation

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panneaux solaires
Le prix de production de l'électricité issue du panneau solaire chute de façon vertigineuse.

L’énergie solaire est une source énergétique dont la matière première est le soleil. Elle est aujourd’hui une source d’énergie renouvelable incontournable. De plus en plus de Français s’orientent en effet vers l'energie solaire pour tous les avantages qu’elle procure, mais avant de se lancer dans un tel investissement, il peut être intéressant de comprendre le fonctionnement de l’énergie solaire, comment l’utiliser, quel est son prix et comment optimiser son rendement pour en profiter au maximum.


Qu’est-ce que l’énergie solaire et comment ça fonctionne ?

Pour donner une définition de l’énergie solaire en quelques mots, il s’agit simplement d’une source d’énergie renouvelable et inépuisable qui permet de produire de l’électricité ou de la chaleur tout en respectant l’environnement.

Le fonctionnement de l’énergie solaire se passe de la façon suivante : il s’agit de créer de l’énergie en captant les lumières du soleil, par l’intermédiaire de panneaux photovoltaïques ou de centrales solaires thermiques. L’installation de ces systèmes peut avoir un coût assez conséquent en fonction des équipements utilisés ou encore de la puissance souhaitée, mais l’énergie solaire représente un investissement rentable, sans oublier qu’elle est propre, inépuisable et gratuite.

Il existe principalement deux voies d’exploitation de l’énergie solaire :

  1. L’énergie solaire photovoltaïque : cette technique consiste à convertir l’énergie solaire en électricité. L’électricité obtenue peut être disponible sous forme d’électricité directe, injectée dans le réseau, ou il existe des techniques de stockage d’énergie solaire, à l’aide de batteries par exemple. De nombreux fournisseurs d’électricité encouragent l’installation de panneaux photovoltaïques pour les particuliers, en leur proposant des offres d’autoconsommation ou de rachat de l’énergie produite ;
  2. L’énergie solaire thermique : il s’agit de convertir le rayonnement en chaleur à l’aide de capteurs thermiques. Le rôle de ces capteurs est d’absorber les photons solaires et de les transformer en chaleur. Cette technique est généralement utilisée pour les chauffe-eau et chauffages solaires, cuisinières, sécheuses solaires, etc.

A savoir qu’il existe également l’énergie solaire thermodynamique qui est une variante du solaire thermique, c’est-à-dire que le rayonnement du soleil est transformé en chaleur, qui à son tour est transformée en électricité. Les centrales solaires thermodynamiques sont de gigantesques installations, relativement nouvelles en Europe. Elles sont surtout présentes en France, Suède, Belgique et Espagne à ce jour.

Qu’est-ce que l’énergie solaire photovoltaïque ?

Il peut être intéressant de s’étaler sur chaque type d’énergie solaire en commençant par le photovoltaïque, qui s’inscrit comme une solution économique, écologique et rentable pour produire sa propre électricité et répondre à ses besoins énergétiques.

Comment profiter de l’énergie solaire photovoltaïque ?

Réduire ses factures d'électricité, réduire son empreinte écologique, etc. Les avantages sont nombreux, mais comment en profiter, concrètement ?

Qu’est-ce que l’autoconsommation ?

L’énergie solaire photovoltaïque permet de produire sa propre électricité verte et de l’utiliser directement pour répondre à de multiples besoins : chauffage, chauffe-eau, cuisson, alimentation de son réfrigérateur, de son téléviseur, etc. C’est ce qu’on appelle l’autoconsommation. C’est un moyen de réduire considérablement ses factures d’énergie et de ne plus dépendre des prix du marché, le soleil étant une énergie gratuite et facilement accessible.

On estime à environ 14 000 les foyers qui consomment leur propre énergie solaire en France. Pour en profiter, voici les étapes à suivre :

  1. Demander une autorisation : en général, il faut d’abord obtenir une autorisation préalable auprès de sa mairie avant de faire installer des panneaux photovoltaïques. S’il s’agit d’une copropriété, l’approbation du chantier se fera par le vote de l’assemblée générale ;
  2. Faire installer les panneaux par un professionnel : l’installation des panneaux solaires est assez technique, surtout si on souhaite obtenir un bon rendement. Il est donc conseillé de faire appel à un professionnel pour cette opération. Certains fournisseurs, comme ekWateur, proposent aussi des kits panneaux solaires faciles à installer soi-même ;
  3. Raccorder l’installation : même s’il s’agit de l’énergie solaire, il faut tout de même raccorder l’installation au réseau en établissant un contrat avec le gestionnaire de réseau Enedis. Le particulier obtiendra alors une Convention d’AutoConsommation Sans Injection (CACSI) pour profiter de son installation, ou d’un Contrat de Raccordement, d’Accès et d’Exploitation s’il souhaite revendre une partie ou la totalité de son énergie.

Comment se passe la revente d’énergie renouvelable solaire ?

L’autoconsommation est une option, la revente d’énergie en est une autre. Un particulier peut gagner jusqu’à 1 800 € de revenus solaires par an pendant 20 ans en vendant la totalité de sa production d’électricité. A savoir que ce montant dépend du type d’installation et de la puissance (la puissance peut aller de 3 kWc à 100 kWc). Au quatrième trimestre 2019, le tarif de vente de l’électricité photovoltaïque était de 18.57 c€/kWc pour une installation inférieure ou égale à 3 kWc.

Plusieurs fournisseurs et ELD peuvent racheter l’électricité produite. Il est par exemple possible de revendre son énergie solaire à EDF, qui a l’obligation de racheter toute énergie produite et raccordée au réseau. En France, on compte environ 350 000 producteurs d’électricité individuels qui revendent leur énergie à EDF.

A savoir qu’il est aussi possible de mixer autoconsommation et vente, seulement en consommant l’électricité dont on a besoin et en vendant le surplus de production. C'est également une solution rentable.

Combien coûte l’installation de panneaux photovoltaïques ?

Comme expliqué plus tôt, l’installation de panneaux solaires est relativement coûteuse. Il faut compter en moyenne 3€ par Watt installé. Pour donner une petite estimation, voici quelques fourchettes de prix pour une installation chez un particulier, à titre indicatif :

  • De 9 000 € à 13 000 € pour 3 kWc ;
  • De 16 000 € à 19 000 € pour 6 kWc ;
  • De 25 000 à 30 000 € pour 9 kWc.

Il s’agit d’un investissement important, mais rentable sur le long terme grâce aux économies que l’énergie solaire garantit. Par ailleurs, il existe des aides et primes qui permettent de financer cette intervention.

Quelles sont les aides pour la production d’énergie solaire ?

Ceux qui décident d’installer des panneaux photovoltaïques chez eux sont éligibles à des aides de l’État, notamment la prime à l’autoconsommation photovoltaïque. Cette prime est dégressive et est répartie sur les 5 premières années de fonctionnement. Son montant dépend de la puissance de l’installation :

  • Inférieure ou égale à 3 kWc : 390 €/kWc ;
  • Entre 3 et 9 kWc : 290 €/kWc ;
  • Entre 9 et 36 kWc : 190 €/kWc ;
  • Entre 36 et 100 kWc : 90 €/kWc.

Les installations raccordées au réseau d’une puissance inférieure ou égale à 3 kWc peuvent en plus bénéficier d’un taux de TVA à 10%, que l’installation soit utilisée pour une autoconsommation totale, une vente d’énergie solaire ou un mix d’autoconsommation et de revente.

Comment évaluer le rendement des panneaux photovoltaïques ?

Le rendement des panneaux solaires correspond à la quantité d’électricité produite par rapport à l’énergie solaire reçue. Plus le rendement est supérieur, plus l’installation est performante. Pour les panneaux photovoltaïques, leur rendement varie entre 7% et 24%. Une si grande différence s’explique par le fait que le rendement varie en fonction de nombreux paramètres :

  • La puissance des panneaux et leur dimension ;
  • Leur orientation : dans l’idéal les panneaux solaires devraient être orientés vers le Sud ;
  • Leur degré d’inclinaison : une inclinaison de 30° est recommandée pour capter le plus de lumière ;
  • La présence éventuelle de sources d’ombre ;
  • Le niveau d’ensoleillement de la région dans laquelle on habite.

C’est pourquoi il est conseillé de faire appel à des professionnels pour une telle installation, car ils pourront effectuer les travaux de manière à obtenir le meilleur rendement. Il existe également des outils de calcul de rendement photovoltaïque en ligne, généralement sur les sites des fournisseurs, pour estimer la rentabilité de son installation.

Pourquoi investir dans des panneaux photovoltaïques ?

Pour ceux qui ne sont pas encore décidés à investir dans les panneaux solaires, voici les avantages et inconvénients de l’énergie solaire photovoltaïque :

Avantages et inconvénients des panneaux solaires
Points positifs Points négatifs
  • Des économies immédiates et considérables sur la facture d’électricité
  • La possibilité de revendre son surplus de production ou la totalité
  • L'utilisation d’une énergie renouvelable, respectueuse de l’environnement et produite localement
  • La possibilité de bénéficier d’une prime pour amortir les dépenses
  • L'indépendance vis-à-vis des fournisseurs d’électricité
  • Le besoin d’adapter ses habitudes de consommation
  • Il est parfois nécessaire d’investir dans des appareils programmables : chauffe-eau, chauffage, lave-linge, etc.
  • Le coût élevé

Qu’est-ce que l’énergie solaire thermique ?

L'énergie solaire thermique est différente de l’énergie solaire photovoltaïque car au lieu de transformer le rayonnement en électricité directement, elle le convertit en chaleur. L'énergie solaire thermique récupère la chaleur du soleil via des panneaux ou modules, dans lesquels circule un liquide caloporteur. Ce liquide chaud transmet ensuite son énergie pour chauffer l’eau courante (c’est le système utilisé pour le chauffe-eau solaire) ou pour alimenter le chauffage (système solaire combiné).

Comment utiliser l’énergie solaire thermique ?

Pour expliquer de manière plus concrète, voici des exemples d’utilisations de l’énergie solaire thermique :

  • Le chauffe-eau solaire individuel : il est doté d’un capteur solaire pour capter la chaleur et transmettre l’énergie à l’eau sanitaire contenue dans le ballon de stockage. Cela peut combler jusqu’à 70% des besoins en eau chaude d’un logement. Il faut cependant noter qu’un chauffe-eau solaire ne permet pas une indépendance totale, notamment en hiver où le soleil n’est pas au rendez-vous par exemple. Il existe des alternatives comme le chauffe-eau à thermosiphon ou le chauffe-eau à pompe électrique ;
  • Le chauffe-eau solaire combiné : le principe est le même, mais l’installation combine cette fois eau chaude sanitaire et chauffage du logement ;
  • Les planchers solaires : le plancher solaire utilise le même principe d’extraction de l’énergie thermique que le chauffe-eau. Il couvre 40 à 70% des besoins de chauffage d’un logement.

Quel est le rendement de l’énergie solaire thermique ?

Tout comme pour l’énergie solaire photovoltaïque, il est toujours intéressant de connaître le rendement de ses installations thermiques. Si on prend l’exemple du chauffe-eau solaire, son rendement atteint les 80%, ce qui est assez impressionnant car cela montre que la perte entre l’énergie captée et l'énergie utile est très faible.

Cela dit, pour atteindre un tel rendement, il est nécessaire de prendre en compte plusieurs facteurs :

  • L’isolation du système ;
  • L’orientation des panneaux ;
  • Le choix des capteurs : capteurs à tubes, capteurs à plans vitrés, etc. ;
  • Le choix du taux de couverture des panneaux solaires thermiques.

Pourquoi investir dans cette énergie ?

Pour ceux qui veulent opter pour des équipements utilisant la technologie de l’énergie solaire thermique, voici quelques avantages et inconvénients de cette technologie afin d’aider dans ce choix :

Avantages et inconvénients de l'énergie solaire thermique
Le positif Le négatif
  • Des économies considérables grâce à l’utilisation d’une source d’énergie renouvelable, inépuisable et gratuite
  • Pas d’impact négatif sur l’environnement, notamment pas d'émissions de CO2 et pas de rejets de polluants ou de déchets lors du processus de production de l’énergie solaire thermique
  • Les technologies existantes sont simples d’utilisation et ont un coût raisonnable
  • Les installations thermiques s’adaptent facilement à tous les logements, même les plus isolés
  • Il y a possibilité de stocker la chaleur créée et la restituer plus tard pour continuer d’en profiter même quand le soleil n’est pas au rendez-vous
  • Les équipements alimentés par le solaire thermique ne sont pas totalement indépendants et nécessitent des systèmes de chauffage d’appoint
  • L’énergie solaire thermique ne permet pas de produire de l’électricité, ce qui fait qu’elle ne peut pas répondre à tous les besoins énergétiques d’un ménage (cuisson, téléviseur, etc.), mais uniquement à des besoins de chaleur (eau chaude, chauffage, etc.)

L’énergie solaire est-elle l’énergie de l’avenir ?

L’énergie solaire est de plus en plus exploitée grâce à son énorme potentiel. Des chercheurs affirment que 5% de la surface des déserts permettrait de produire toute l’électricité de la planète. Sachant cela, les technologies rendent l’énergie solaire de plus en plus accessible et rentable. En effet, en plus d’être une énergie propre, l’énergie solaire a démontré une rentabilité importante. Dans plus de trente pays, elle est produite au même prix ou moins cher que des installations d’énergie fossile.

L’énergie solaire s’inscrit donc comme une réponse aux défis environnementaux, énergétiques et financiers du monde de demain. Et elle a de grandes chances de continuer à se développer, sachant qu’à l’heure actuelle son potentiel est loin d’être exploité à son maximum.

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