Solaire photovoltaïque

Les panneaux solaires photovoltaïques (PV) produisent de l’électricité à partir du rayonnement solaire. Ils offrent de multiples avantages :

  • La production de cette électricité renouvelable est propre.
  • La lumière du soleil étant disponible partout, l’énergie photovoltaïque est exploitable aussi bien en montagne dans un village isolé que dans le centre d’une grande ville.

  • L’électricité photovoltaïque est produite au plus près de son lieu de consommation, de manière décentralisée, directement chez l’utilisateur.
  • Les systèmes photovoltaïques sont extrêmement fiables : aucune pièce mécanique n’est en mouvement, les matériaux employés (verre, aluminium) résistent aux pires conditions climatiques, notamment à la grêle. La durée de vie d’un capteur photovoltaïque est ainsi de plusieurs dizaines d’années.

  • L’énergie photovoltaïque est totalement modulable et répond à un large éventail de besoins.

Comment ça fonctionne ?

Comment est-ce que la lumière est transformée en électricité ? Quelles sont les utilisations du photovoltaïque ? Quels sont les composants d’un système photovoltaïque et quelle production peut-on en attendre ?
Toutes les réponses ci-dessous.

De la lumière à l'électricité : l'effet photovoltaïque

L’effet photovoltaïque est un phénomène physique propre à certains matériaux appelés semi-conducteurs qui produisent de l’électricité lorsqu’ils sont exposés à la lumière.

Le plus connu d’entre eux est le silicium cristallin qui est utilisé aujourd’hui par 90% des panneaux produits dans le monde, mais il existe de nombreuses autres technologies déjà industrialisées comme les couches minces, à base de photovoltaïque organique ou en phase de recherche. Plus d’info…

Fonctionnement d’une cellule photovoltaïque

Lorsque les “grains de lumière” (les photons) heurtent une surface mince de ces matériaux, ils transfèrent leur énergie aux électrons de la matière. Ceux-ci se mettent alors en mouvement dans une direction particulière, créant ainsi un courant électrique qui est recueilli par des fils métalliques très fins. Ce courant peut être ajouté à celui provenant d’autres dispositifs semblables de façon à atteindre la puissance désirée pour un usage donné : ainsi, plusieurs cellules photovoltaïques forment un module (ou capteur) et plusieurs modules forment un champ photovoltaïque. Attention : c’est la lumière qui produit de l’électricité et non la chaleur !

Pour plus de détails sur les systèmes photovoltaïques et leurs composants, nous vous invitons à consulter le site web spécialisé d’Hespul.

Application du photovoltaïque

Un système photovoltaïque peut servir :

  • soit à alimenter un site isolé, c’est-à-dire un site non relié au réseau public de distribution électrique (chalet en montagne par exemple), pour lui permettre d’avoir accès aux usages les plus basiques de l’électricité, en général : éclairage, réfrigérateur, poste de radio.
  • soit à alimenter un site raccordé au réseau public de distribution, afin que le bilan énergétique de ce site soit amélioré par un apport en énergie renouvelable.

Pour plus d’information sur les applications du photovoltaïque, vous pouvez consulter le site web spécialisé d’Hespul.

Systèmes mixtes thermiques/photovoltaïques

Il existe des capteurs dits « hybrides » photovoltaïques/thermiques, utilisant de l’eau ou de l’air pour transporter la chaleur du capteur jusqu’au logement. Ainsi le système produit à la fois de l’électricité et de l’eau chaude/du chauffage par air chaud.

Télécharger notre fiche technique sur les systèmes aérovoltaïques/hybrides

Les unités du PV

La puissance (ou la capacité de production) d’une installation photovoltaïque s’exprime en Wc ou kWc (Watt-crête ou kiloWatt-crête). C’est une unité qui permet de comparer des panneaux de marques et technologies différentes entre eux, puisque 1Wc, peu importe la surface ou la technologie du panneaux, produira toujours la même quantité d’énergie dans les conditions standardisées : irradiation de 1 000w/m2, température de module de 25°C et coefficient de masse atmosphérique de 1,5. Ces conditions correspondent approximativement au mois de juin en moyenne montagne dans les Alpes.

Pour les panneaux les plus courants, 1 kWc correspond à une surface d’environ 10 m2, mais en fonction de la technologie, elle peut varier de 7 à 20m2 installation photovoltaïque de 3kWc Les panneaux produisent des « kilowattheures » (kWh) qui représentent une quantité d’énergie électrique : ce sont ces kWh que vous achetez à votre fournisseur d’électricité, ce sont aussi eux qui seront vendus à EDF (ou à l’ELD). Pour savoir, quel tarif d’achat s’applique à votre installation, consulter le site Photovoltaique.info. Ainsi, il est important de se baser sur la puissance-crête et non sur la surface des panneaux comme outil de comparaison entre différents systèmes. Plus d’info…

Comment devenir producteur ?

Individuel ou collectif, et en copropriété ?

Avant de vous lancer dans un projet photovoltaïque, qu’il soit individuel ou collectif, la première étape est de contacter votre Espace INFO-ÉNERGIE pour obtenir des conseils sur tous les travaux portant sur l’amélioration thermique du bâtiment ainsi que la pose de matériaux utilisant une source d’énergie renouvelable.

  • Pour mener à bien un projet photovoltaïque pour une maison, vous pouvez télécharger un guide pratique mis à disposition sur le site de l’ADEME à disposition des particuliers.
  • Dans le cadre d’une copropriété, nous vous invitons à télécharger la fiche dédiée ou visiter le site photovoltaique.info./
  • Si vous avez un projet collectif citoyen, cette page vous donnera toutes les infos clés.

La production attendue

Plusieurs facteurs peuvent impacter la production d’un site photovoltaïque :

  • La localisation géographique
 : la production électrique d’un site photovoltaïque peut être déterminée par les données météorologiques d’ensoleillement annuel du site. La carte ci-après donne la production électrique moyenne attendue dans les conditions optimales d’implantation pour un système photovoltaïque d’une puissance de 1 kWc avec des modules polycristallins standards, en fonction de la localisation géographique de l’installation.

Pour estimer son potentiel de production, des cadastres sont à votre disposition :
> si vous habitez dans la Métropole de Lyon
> si vous habitez dans la Communauté d’agglomération de l’Ouest Rhodanien (COR)
> partout ailleurs en France

  • L’implantation du système
 : c’est-à-dire son orientation et son inclinaison. En France, les panneaux doivent idéalement être exposés plein sud et être inclinés à 30 degrés par rapport à l’horizontale pour produire un maximum d’énergie sur l’année.

Cependant, des écarts de plus ou moins 45° par rapport au sud (c’est-à-dire de sud-est à sud-ouest) et une inclinaison de 20 à 60° par rapport à l’horizontale sont acceptables et n’engendrent pas de baisse de production importante.

Le tableau ci-dessous donne le facteur de correction à appliquer à la production attendue du système en fonction de son orientation et de son inclinaison.

  • Les ombrages éventuels
 : un ombrage sur les capteurs peut avoir des origines diverses : arbre, bâtiment ou relief naturel installé plus au sud que le système photovoltaïque. Cet ombrage est aussi appelé un masque. Selon la taille de l’obstacle et surtout sa hauteur, l’impact de l’ombrage (une perte de production) est plus ou moins important, c’est pourquoi il vaut mieux le quantifier avant d’investir. Si vous pensez que votre site va subir un ou plusieurs ombrages, vous devez réaliser un relevé de masque en utilisant, par exemple, la méthode mise à disposition dans nos publications sur le site photovoltaique.info.

La faisabilité économique

Choisir son modèle économique

Pour connaître les coûts d’investissement et de fonctionnement d’une installation photovoltaïque, ainsi que les recettes issues de la vente d’électricité, vous pouvez consulter le site photovoltaique.info.

Nous vous invitons à utiliser l’outil « évaluer mon devis », qui vous permettra de comparer la valeur économique d’une installation PV en vente totale de l’électricité, en vente en surplus ou en autoconsommation totale, à partir de l’adresse du système et du montant du devis.

Rentabilité d’un projet photovoltaïque

De nombreux facteurs peuvent conduire à des temps de retour sur investissement très différents d’un système à un autre ; nos simulations donnent des valeurs entre 7 et 20 ans. Les différences de TVA et de tarif d’achat ont un impact très important, ainsi que les coûts initiaux. Vous pouvez estimer le temps de retour de votre projet en considérant les facteurs suivants :

  • les coûts
    > le coût de l’installation (fourniture, pose et raccordement) ;
    > le taux de TVA (10 % ou 20 %) ;
    > la part du capital apporté (ce qui détermine la taille de l’emprunt et les intérêts à rembourser ;
    > le taux d’intérêt d’un éventuel emprunt (Taux Effectif Global) ;
    > les frais de fonctionnement (utilisation du réseau, maintenance éventuelle, renouvellement d’équipements) ;
    > la taille de votre système et votre taux d’imposition.
  • les recettes / entrants
    > les aides financières (de plus en plus rares) ;
    > la vente des kWh.
  • la reproductibilité (latitude, orientation, inclinaison, masques, etc.)
    > en moyenne, en France, 1 kWc installé produit 1000 kWh/an.
    > le type de produit installé (intégration au bâti ou intégration simplifiée).

Les démarches administratives

Assurance, permis de construire, demande de raccordement, contrat d’achat…Vous trouverez un ensemble d’informations sur cette page afin de bien comprendre les démarches administratives à engager.

Choisir un installateur

Contactez un ou plusieurs installateurs pour avoir des devis adaptés à vos besoins. Nous vous invitons à bien étudier les propositions commerciales. Il y a des points clés pour la réalisation des projets. Vous pouvez consulter un guide d’aide à la décision pour choisir votre installateur en cliquant ici.

Quelques idées reçues

Le photovoltaïque ne fonctionne que dans le Sud, et qu’en été.

Pour produire la même quantité d’énergie entre le sud du Portugal et le nord de l’Allemagne il faudra quasiment 2 fois plus de surface de panneaux photovoltaïques en Allemagne.
Un projet photovoltaïque sera plus rentable dans le sud que dans le nord à cause des différences d’ensoleillement mais il fonctionnera aussi bien dans les deux cas.

Il faut recouvrir la France de panneaux, pour couvrir notre consommation énergétique.

D’après la loi de Transition Énergétique Pour la Croissance Verte (TEPCV), il faudrait couvrir 17 % des toitures et 0,6 % des surfaces aux sols polluées ou impropre à l’agriculture pour répondre aux exigences de la loi en terme de production photovoltaïque. 
Il ne faut pas penser au photovoltaïque comme LA technologie mais comme une technologie qui fait partie d’un mix électrique.
 Chacun sait qu’il n’y a pas de soleil la nuit et qu’il y a des semaines sans vent à certaines périodes de l’année : c’est bien pour cela que personne n’imagine qu’une filière renouvelable puisse à elle seule satisfaire tous les besoins à tout instant.

Une étude allemande « Kombikraftwerk » a modélisé le réseau électrique allemand uniquement alimenté par des sources d’énergies renouvelables. Cette étude a montré que le foisonnement des productions et la variété de source de production permet d’alimenter le réseau électrique allemand sans coupure quelle que soit la météo ou l’heure de la journée.

Les panneaux sont fabriqués en Chine, ils ne font pas fonctionner l’économie française.

Oui, la majeur partie des modules photovoltaïques provient d’Asie. La fabrication de cellules et de modules est relativement peu développée en France, comme pour toutes les autres filières : textile, high tech, …
Seulement 14 entreprises françaises fabriquent des modules et des cellules et n’ont que 2 % du marché mondial.

Mais au-delà de la fabrication du matériel c’est l’ensemble des métiers de la filière qu’il faut prendre en compte dont par exemple les installateurs, les entreprises de maintenance, à qui le photovoltaïque permet un gisement d’emplois très importants.

Les panneaux photovoltaïques sont polluants.

Les Analyses de Cycle de Vie (ACV) réalisées à ce jour démontrent que pour des panneaux cristallins, la fabrication et le démantèlement sont négligeables par rapport à l’énergie économisée au cours la durée de vie des panneaux. Cette durée de vie est supérieure à 20-30 ans et la production du panneau est garantie sur 25 ans.

Au bout de 3 ans en moyenne, le panneau aura produit l’énergie nécessaire à sa fabrication. Les émissions de carbone liées au cycle de vie sont comprises entre 40 et 80 g/kWh, là où les émissions de carbone d’une centrale gaz sont à 430 g/kWh et d’une centrale nucléaire sont comprises entre 9 et 70 g/kWh (source université de Stanford).

La partie la plus polluante correspond au raffinage du silicium, liée à une consommation d’électricité importante. Dès lors que l’on a une production électrique sans CO2 (nucléaire ou renouvelable) les émissions de CO2 liées à la fabrication deviennent quasi nulles.

Pour conclure, un panneau photovoltaïque produit dix fois plus d’énergie qu’il en a fallu pour le construire et ce quasiment sans déchet.

Les panneaux photovoltaïques ne se recyclent pas.

Les panneaux en fin de vie peuvent d’ores et déjà être recyclés par l’association PVcycle, dont les points de collecte en Auvergne-Rhône-Alpes sont disponibles sur leur site. Le prix de retraitement est intégré au prix d’achat. Un système photovoltaïque est recyclable à 90%.

Adresses utiles

Les professionnels du solaire

Des listes d’installateurs sont disponibles :

Le site ressource

Le Centre de ressources sur le photovoltaïque, créé et mis à jour par l’association Hespul.

Autres

Où voir des exemples d’installation de panneaux solaire photovoltaïques ?
Pour voir des exemples d’installations photovoltaïques, vous pouvez consulter notre carte des sites exemplaires dans le Rhône.

Pour évaluer l’opportunité photovoltaïque d’une toiture, téléchargez la fiche dédiée.

Vous avez un projet collectif ?
Si vous avez un projet collectif comme un groupement d’habitat, un gîte, des chambres d’hôte, contactez :

  • Pour un projet dans le Rhône, l’association HESPUL au 04 37 47 80 90
  • Pour un projet sur la Métropole de Lyon, l’ALEC Lyon au 04 37 48 22 42