Mais comment font les panneaux solaires pour transformer le rayonnement solaire en électricité ? Bien que les panneaux solaires fassent désormais partie de notre quotidien, la majorité des particuliers ne savent pas exactement comment ceux-ci fonctionnent.
Et pourtant, comprendre le fonctionnement des panneaux solaires permet de mieux rentabiliser son installation, et donc d’effectuer plus d’économies.
Dans ce guide, nous vous expliquons :
- Quels sont les composants essentiels d’un panneau photovoltaïque
- De quoi se compose une installation solaire
- Quelle est la différence entre l’autoconsommation et la revente totale
Et plus encore ! Si vous souhaitez passer à l’énergie solaire, nous vous donnons aussi des explications claires et des conseils pratiques pour votre future transition énergétique.
Le principe de base : transformer la lumière du soleil en électricité
Qu’est-ce que l’effet photovoltaïque ?
L’effet photovoltaïque est un phénomène découvert en 1839, par le scientifique Edmond Becquerel. Celui-ci a remarqué que certaines électrodes, dans un électrolyte, étaient capables de produire de l’énergie une fois exposées au soleil !
Ceci est en réalité possible grâce aux photons, présents dans le rayonnement solaire, qui en frappant la borne négative d’une cellule photovoltaïque forment le déplacement des électrons d’un pôle à l’autre, créant ainsi un courant électrique.
Les trois types de rayonnement solaire captés
Il existe trois types de rayonnements solaires :
- Le rayonnement direct, lorsque les rayons du soleil ne connaissent pas d’obstacle avant d’arriver au panneau.
- Le rayonnement indirect, lorsque le rayonnement est rendu diffus à travers des nuages ou autres obstacles présents dans l’atmosphère.
- Le réfléchissement ou réverbération, lorsque la lumière “rebondit” sur une surface comme l’eau ou encore la neige.
À NOTER
Les panneaux solaires bi faciale utilisent la réverbération afin de capter plus de lumière et ainsi produire une plus grande quantité d’électricité.
Les composants essentiels d’un panneau solaire photovoltaïque
Anatomie d’un panneau solaire
Le panneau solaire est un cadre en aluminium, matériau choisi à la fois pour sa robustesse et sa légèreté.
On retrouve une surface en verre trempé transparent, résistant et permettant de laisser passer un maximum de lumière. Celle-ci protège les cellules photovoltaïques, elles-mêmes encapsulées dans l’EVA (Éthylène-acétate de vinyle). En moyenne, un panneau standard compte environ 60 cellules photovoltaïques.
Tout en bas, on retrouve la feuille arrière, qui sert à isoler et à réfléchir la lumière. Dans les modèles bi-verre, cette feuille est remplacée par une plaque de verre.
Les cellules photovoltaïques : le cœur du système
Les cellules photovoltaïques sont celles qui permettent au panneau de produire de l’électricité.
Elles sont composées de silicium monocristallin ou polycristallin (plus rare désormais), qui est un semi-conducteur.
La cellule photovoltaïque fonctionne comme une pile : elle contient deux bornes de silicium, une dopée négativement au phosphore, et une autre dopée positivement au bore.
Il existe plusieurs types de cellules, mais les plus récentes et performantes sont les cellules TOPCon, BackContact et les Half-cut.
La différence entre panneau monocristallin et polycristallin
Nous avions dit qu’il y avait deux types de silicium : monocristallin et polycristallin. La différence réside dans leur coût, leur efficacité et leur rendement.
Le silicium monocristallin est le matériau le plus utilisé de nos jours. Plus cher que le polycristallin, il permet aux panneaux photovoltaïques d’afficher un meilleur rendement, de +15% à +25% selon les modèles. Il affiche aussi une plus longue durée de vie, pouvant atteindre 40 ans.
Le silicium polycristallin est plus accessible à l’achat, mais offre moins de rendement énergétique. Sa durée de vie est également réduite, pour un maximum de 30 ans. Actuellement, ce type de matériau est de moins en moins utilisé pour les panneaux solaires.
Le parcours de l’électricité : de la production à la consommation
La production de courant continu par les cellules
Comme cité plus haut, les photons de la lumière du soleil frappent les cellules, puis arrachent des électrons de la borne négative qui sont naturellement attirés par la borne positive. Ce déplacement d’électrons crée de l’électricité.
Même avec une faible luminosité, il est toujours possible de produire de l’énergie, bien que le rendement soit plus faible. L’intérêt est d’avoir uniquement la lumière du soleil.
Cette électricité est ensuite envoyée vers l’onduleur, sous forme de courant continu.
Le rôle crucial de l’onduleur solaire
L’électricité de nos habitations obéit à des réglementations précises pour s’adapter aux limites de puissance et tension des appareils électroménagers et des multimédias.
Dans le réseau électrique et dans nos foyers, on utilise du courant alternatif. Sauf que l’électricité des panneaux est, elle, en courant continu.
C’est à ce moment qu’intervient l’onduleur. Celui-ci va se charger de convertir le courant, en l’adaptant à une tension de 230V, soit la tension standard en Europe.
Il existe trois types d’onduleurs :
- L’onduleur central classique, qui est également le modèle le plus répandu. Celui-ci gère l’ensemble de l’installation, et assure la sécurité des connexions avec le réseau de la maison.
- Les micro-onduleurs, qui sont de petits onduleurs individuels, à installer en dessous de chaque panneau. Ceux-ci sont particulièrement utiles en cas d’ombrage partiel, car il évite que l’ensemble de l’installation ne pâtisse d’un manque d’ensoleillement sur un seul panneau par exemple.
- L’onduleur avec optimiseurs, qui combine les deux solutions avec un optimiseur placé sous chaque panneau, et un onduleur central, qui s’occupe de convertir, suivre et assurer la sécurité du raccordement.
Autoconsommation et revente : comment utiliser votre électricité solaire
L’autoconsommation avec vente du surplus
Lorsqu’une personne installe un système photovoltaïque, elle a le choix entre différents modèles de consommation. L’utilisation la plus fréquente est l’autoconsommation avec la vente du surplus.
L’objectif est de consommer prioritairement l’énergie produite, et revendre le surplus (produit, mais non utilisé à l’instant T) à EDF OA ou tout autre fournisseur avec option d’achat. Ce mode de consommation augmente les économies et le rendement de l’installation.
Les personnes choisissant ce mode de consommation bénéficient de la Prime à l’autoconsommation ainsi que de la TVA à taux réduit.
L’autoconsommation permet également une grande part d’économie sur la facture d’énergie, d’environ 50 % par an jusqu’à la rentabilisation totale de l’investissement.
La vente totale de l’électricité produite
La revente totale, comme son nom l’indique, consiste à choisir de vendre entièrement l’énergie produite, et ce, sans rien consommer.
Cette option est principalement utile pour les carports, toiture de parking et hangars photovoltaïques.
Cependant, ces installations ne bénéficient pas de la Prime à l’autoconsommation.
Le stockage avec batterie solaire (optionnel)
En autoconsommation, il est possible de consommer et de stocker son énergie au lieu de la revendre directement. Pour cela, il faut installer une ou plusieurs batteries solaires. Les batteries ont l’avantage d’augmenter le taux d’autoconsommation à 70%, et sont particulièrement utiles si votre région souffre de coupures de courant.
Cependant, il faut noter que la batterie solaire représente un investissement important, qui retarde la rentabilité de l’installation.
Les panneaux solaires hybrides : électricité + eau chaude
En plus des panneaux photovoltaïques, il existe aussi d’autres types de panneaux :
- Les panneaux thermiques
- Les panneaux hybrides
Les panneaux thermiques : uniquement pour l’eau chaude
Il s’agit de panneaux uniquement destinés à la production d’eau chaude. Leur principe de fonctionnement est simple :
À l’intérieur des panneaux se trouvent des tuyaux, contenant un fluide dit caloporteur, qui sert à emmagasiner et à transférer la chaleur. Le verre du panneau capte la chaleur du soleil, le transfère au fluide qui va alors se diriger vers le ballon d’eau chaude pour effectuer un transfert de chaleur, chauffer l’eau qu’il contient et revenir au panneau.
Cette technique permet de produire de l’eau chaude sanitaire, mais également de chauffer la maison, via une pompe air/eau ou eau/eau par exemple.
En moyenne, les particuliers possédant ce type de chauffe-eau solaire affichent une économie de leur facture d’eau chaude de 40 à 50%.
Le principe des panneaux hybrides
Le panneau hybride abrite les deux technologies photovoltaïques et thermiques. L’avant du panneau est équipé de cellules photovoltaïques, et la partie thermique se loge à l’arrière. La récupération de chaleur à l’intérieur du panneau permet de chauffer facilement de l’eau sanitaire tout en produisant de l’électricité.
La technologie hybride a également un autre avantage : la température idéale d’un panneau solaire est de 25 degrés.
La récupération de la chaleur pour la transférer au liquide caloporteur permet de réduire la température globale du panneau et d’assurer un rendement optimal des cellules photovoltaïques.
Les facteurs qui influencent le rendement de vos panneaux solaires
Deux panneaux solaires identiques peuvent produire plus ou moins d’énergie, dépendamment du lieu où ils sont installés ainsi que de leur orientation ou inclinaison.
L’orientation et l’inclinaison optimales
En France, l’orientation idéale des panneaux solaires photovoltaïques est plein sud. Celle-ci permet de capter un maximum de soleil tout au long de l’année et augmente les performances et la production d’électricité. Des variations légères (sud-est ou sud-ouest) sont également possibles.
L’inclinaison idéale, elle, est de 30° à 35°. Il s’agit en réalité d’une moyenne, puisqu’en été, l’angle idéal est de 15° et en hiver de 55°.
L’ensoleillement et les conditions météorologiques
Le volume d’ensoleillement annuel varie selon si vous êtes au nord, vers le milieu ou le sud de la France. Ainsi, une installation de 3kWc produira en moyenne 4 000 kWh au sud, et 2 700 au nord.
Installation et maintenance : ce qu’il faut savoir
Les kits solaires plug & play pour démarrer facilement
Il existe des panneaux solaires très simples à installer et à utiliser, nommés des kits plug & play. Comme leur nom l’indique, il suffit simplement de brancher le panneau sur une prise électrique, et ça y est, il envoie du courant à travers la prise !
Ce type de kit existe avec une puissance allant de 400 Wc à 2 000 Wc ! Idéal pour les personnes voulant tester le solaire, n’ayant pas besoin de beaucoup d’énergie ou ne souhaitant pas réaliser un investissement important.
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L’installation professionnelle par un installateur RGE
Si vous êtes certains de vouloir passer au solaire et avez besoin d’une puissance supérieure à celle fournie par les kits plug & play, alors c’est une installation photovoltaïque qu’il vous faut.
Ce type d’installation doit, de préférence, être réalisée par un professionnel RGE (Reconnu Garant de l’Environnement). Ce label permet d’identifier les artisans et techniciens spécialisés en énergies renouvelables, et surtout, il permet d’obtenir les aides de l’état comme la Prime à l’autoconsommation !
Un professionnel vous aidera également à dimensionner correctement votre installation pour qu’elle corresponde à vos besoins réels, et à compléter / déposer tous les documents administratifs obligatoires.
L’entretien minimal des panneaux solaires
Les panneaux photovoltaïques n’ont pas besoin d’un entretien récurrent. Souvent, un check-up accompagné d’un petit nettoyage annuel ou biannuel suffit.
Il arrive que vos anneaux aient besoin d’un entretien régulier seulement si vous habitez dans une zone avec risque d’encrassement pour vos panneaux (fiente d’oiseau, accumulation de poussières ou particulier si près d’une route, etc).
En règle générale, un simple entretien annuel suffit à garantir la bonne durée de vie des panneaux, pour environ 35 à 40 ans.
Performances et rentabilité : les chiffres clés à connaître
Si la rentabilité d’une installation se fait entre 8 et 12 ans, celle-ci dépend de nombreux facteurs, comme la taille de l’installation, l’application des aides ainsi que la durée de vie de l’équipement.
Le prix d’une installation photovoltaïque en 2025
Une installation solaire photovoltaïque de 3 kWc (la plus répandue en France) coûte entre 6 500 et 8 000 euros, là ou un installation de 9 kWc peut coûter jusqu’à 19 000 euros.
Cependant, le prix du photovoltaïque a largement baissé depuis sa démocratisation il y a environ 20 ans et maintenant. On peut compter par exemple une baisse des coûts importante de 94%, sur les 12 dernières années !
À cela s’ajoutent les aides, qui, lorsqu’elles sont éligibles, permettent de rendre les installations plus accessibles et influencent directement les économies possibles sur le long terme.
Garanties et durée de vie
Les panneaux solaires sont généralement livrés avec une garantie de 25 à 30 ans. Ceci permet d’estimer leur durée de vie à environ 40 ans, avec de légères baisses de performance au fil des ans.
L’onduleur, lui, a une durée de vie de 10 à 12 ans et une garantie de 5 à 10 ans en général. Il faut souvent le remplacer deux à trois fois, selon de la durée de vie de l’installation.
Les aides financières pour votre installation solaire
La prime à l’autoconsommation photovoltaïque
Comme cité plus haut, toute personne installant des panneaux solaires photovoltaïque peut prétendre à la prime à l’autoconsommation. Pour cela, il faut répondre à quelques conditions :
- Opter pour l’autoconsommation avec vente de surplus
- Faire installer ses panneaux par un professionnel RGE
- Poser ses panneaux solaires sur la toiture
Le montant de la prime, lui, varie chaque trimestre. Du 1er octobre au 31 décembre, elle s’élève à :
| Montant de la Prime à l’autoconsommation | Puissance de l’installation en kWc |
| 80 €/kWc | ≤ 9 kWc |
| 160 €/kWc | 10 kWc à 36 kWc |
| 80 €/kWc | 37 kWc à 100 kWc |
Les aides locales et régionales
En plus des primes et aides de l’État, il est aussi possible de bénéficier de certaines aides locales et régionales pour le photovoltaïque.
Ces subventions varient d’une région à l’autre, mais elles peuvent représenter un vrai coup de pouce pour réduire le coût de votre installation.
N’hésitez pas à vous renseigner auprès de votre mairie pour plus d’informations.
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