Panneau “solaire” ou “photovoltaïque”, on a souvent tendance à penser ces deux termes synonymes, alors que ce n’est pas le cas.
Le panneau photovoltaïque est un panneau conçu pour produire de l’électricité, et le panneau thermique est conçu pour chauffer de l’eau.
Le terme de panneau solaire, lui, englobe les deux termes précédents, puisqu’il désigne tout type de panneau dont le principe de fonctionnement repose sur l’énergie solaire.
Le choix entre ces deux appareils dépend de vos besoins et de vos objectifs.
Dans cet article, nous vous proposons de :
- Comprendre ce qui diffère entre un panneau thermique et un photovoltaïques
- Connaître leurs principes de fonctionnement
- Identifier les avantages et les limites de chacun
Solaire thermique et photovoltaïque : comprendre les deux technologies
Expliquons en détail la différence entre un panneau solaire thermique et un panneau solaire photovoltaïque.
Le panneau solaire photovoltaïque : qu’est-ce que c’est ?
Un panneau solaire photovoltaïque est un panneau solaire qui utilise la lumière du soleil pour créer de l’électricité.
Il se base sur l’effet photovoltaïque. Les cellules qui composent le panneau possèdent deux bornes d’un matériau semi-conducteur : le silicium. Dopé négativement d’une part et positivement de l’autre part, les électrons, une fois frappés par les photons qui composent la lumière du soleil, vont se déplacer d’une borne à l’autre. Ce mouvement crée alors de l’électricité.
Le panneau solaire thermique : comment ça marche ?
Les panneaux solaires thermiques sont différents. Ici, la surface du panneau capte la chaleur du soleil et transférer cette chaleur a un fluide dit “caloporteur”, contenu dans le panneau, qui va l’acheminer vers un ballon d’eau chaude. Un transfert de chaleur a lieu, et le liquide revient dans le panneau pour un second cycle.
Ce type de panneau est utilisé pour chauffer l’eau sanitaire, ou encore pour le chauffage de l’habitation avec une pompe à chaleur air/eau ou eau/eau.
Différence entre solaire thermique et photovoltaïque : analyse complète
Énergie produite : électricité vs chaleur
Les panneaux solaires photovoltaïques servent à produire de l’électricité. Pour cela, ils utilisent l’action des atomes présents directement dans la lumière du soleil.
Les panneaux thermiques, eux, produisent de la chaleur. Ils captent le rayonnement du soleil pour en transférer la chaleur au réseau d’eau du logement.
Fonctionnement technique : deux approches distinctes
L’effet photovoltaïque a été découvert en 1839 par Edmond Becquerel. Celui-ci a prouvé que sous l’action de la lumière, des électrodes de platine couvertes de chlorure d’argent pouvaient produire de l’électricité. Ce phénomène a ensuite été amélioré, jusqu’à la conception des cellules photovoltaïques, sans cesse améliorées pour atteindre les modèles et le rendement que nous avons aujourd’hui.
Le panneau thermique repose sur un principe de transfert de chaleur. Ici, le verre ou matériau recouvrant le fluide caloporteur capte la chaleur et la transfère au fluide qu’il contient. Celui-ci, à son tour, se déplace pour effectuer un transfert de chaleur avec un ballon d’eau chaude.
Utilisations et objectifs : quelle différence ?
Les panneaux photovoltaïques possèdent différents objectifs : ils servent en majorité à produire de l’électricité qui sera autoconsommée par le foyer. Ils permettent ainsi de consommer de l’énergie verte à moindre coût, tout en effectuant des économies d’énergie sur le long terme.
Une autre utilisation possible est la revente totale. Bien que moins répandus, ce type d’installation a pour but de produire et revendre son énergie en totalité, sans la consommer. Le but est alors de bénéficier d’un supplément de revenus, ou de rentabiliser des espaces perdus comme un parking.
Les panneaux thermiques servent à chauffer l’eau sanitaire de l’habitation. Ils permettent de produire de l’eau chaude, utilisable pour les douches ou pour le lave-vaisselle.
Pour les particuliers qui possèdent une pompe à chaleur de type air/eau ou eau/eau, il est possible d’utiliser l’énergie de ces panneaux pour chauffer l’habitation.
Comparatif photovoltaïque vs thermique : performances et rendement
Rendement énergétique : différence entre les deux systèmes
Le rendement désigne la quantité d’énergie captée qui peut être ensuite utilisée.
Le rendement des panneaux solaires photovoltaïques est généralement compris entre 18% et 22% pour les plus performants.
Le rendement des panneaux thermiques, lui, est bien plus élevé avec une performance moyenne de 30% à 40%.
Plusieurs facteurs influencent le rendement de ces panneaux solaires, dont :
- L’ensoleillement, un panneau photovoltaïque au nord de la France produit annuellement moins qu’un panneau installé dans le sud
- La température : si l’été est la saison idéale pour tout panneau solaire, les photovoltaïques voient leur rendement baisser sous de fortes chaleurs (supérieures à 30 degrés).
- L’orientation et l’inclinaison : pour profiter du meilleur ensoleillement tout au long de l’année, il est conseillé d’orienter ses panneaux plein sud, avec un angle d’inclinaison d’environ 30 à 35 degrés.
Production annuelle estimée
Production annuelle d’un parc photovoltaïque
En moyenne, on peut estimer qu’une installation photovoltaïque de 3 kWc produit environ 3 100 kWh/an. Cette valeur peut augmenter ou baisser selon la région et l’ensoleillement.
Un foyer moyen consommant en moyenne 4 800 kWh / an (hors chauffage électrique), 3 kWc peuvent couvrir environ 64% des besoins électriques hors chauffage.
À vous d’ajuster la taille de votre installation selon vos besoins, votre méthode de chauffage ainsi que votre taux d’ensoleillement annuel.
Production annuelle d’une installation thermique
En moyenne, une installation thermique couvre de 50% à 70% des besoins en eau chaude sanitaire d’un foyer.
Si en été, automne et printemps, il peut couvrir la totalité des besoins, c’est en hiver qu’il faut prévoir un appareil d’appoint, pour compenser les périodes sans ensoleillement.
Installation solaire thermique et photovoltaïque : aspects techniques
Types de panneaux photovoltaïques et capteurs thermiques
Les panneaux photovoltaïques
Les panneaux photovoltaïques existent principalement en deux types : les panneaux polycristallins, plus accessibles, mais moins performants, et les panneaux monocristallins, au prix légèrement plus élevé, mais avec de meilleures performances.
Les panneaux thermiques
Ces panneaux existent en trois versions :
- Capteur plan opaque
- Capteur plan vitré
- Tube sous vide
Les panneaux avec capteur plan opaque, composés d’un ensemble de tuyaux foncés sous un verre opaque. Il s’agit d’une technologie accessible, mais avec le plus faible rendement.
Le capteur plan vitré est le modèle le plus répandu. Contrairement à la version opaque, il s’agit d’un boîtier doté d’un isolant pour éviter la déperdition de chaleur. La vitre est également transparente afin de réduire au maximum la réflexion.
Les tubes sous vide sont des tubes transparents sous vide qui contiennent le liquide caloporteur. Le vide présent réduit totalement les déperditions de chaleur, permettant d’atteindre des températures extrêmement hautes, avoisinant les 150 degrés.
Les panneaux hybrides
Les panneaux solaires dit hybrides contiennent les deux modules: photovoltaïques et thermiques. Ils sont abrégés par le terme de panneaux PV-T ou tout simplement hybrides.
Ils sont intéressants pour ceux qui souhaitent installer les deux types de panneaux, mais ne possèdent pas d’espace suffisant sur leur toit par exemple.
Surface nécessaire et emplacement
Pour une installation photovoltaïque de 3 kWc, il faut compter en moyenne entre 15 et 24 m² de modules solaires. Tout dépend de la puissance de vos panneaux (300, 400 ou 500 Wc).
S’il est impossible de poser les panneaux sur le toit, il faut envisager une pose sur façade, plus complexe, ou au sol, mais limitée par des réglementations strictes.
Pour les panneaux thermiques, on compte en moyenne 1 m² de capteur par personne vivant dans le foyer. Ainsi, pour une famille de 4 personnes, il faut compter 4 m² de capteurs afin d’alimenter l’habitation en eau chaude sanitaire.
Équipements complémentaires nécessaires
Une installation photovoltaïque inclut, en plus des panneaux :
- Un onduleur
- Des câbles pour le raccordement au réseau et à l’habitation
- Des batteries (optionnelles)
- Un régulateur MPPT (si batteries)
- Un système de gestion d’énergie (EMS) pour suivre sa production
Dans le cas d’une installation thermique, il faudra en plus des panneaux :
- Un ballon d’eau chaude
- Un régulateur thermique
- Des tuyaux pour relier le système
Prix photovoltaïque vs thermique : coût et rentabilité
Prix d’installation photovoltaïque vs thermique
Le prix d’une installation de 3 kWc se situe autour de 6 000 à 9 000 euros. Ce coût prend en compte les équipements ainsi que la main d’œuvre nécessaire. À noter que des aides peuvent ensuite être soustraites de ce montant.
Le prix d’une installation thermique pour un chauffe-eau solaire (CESI), pour une famille de 4 personnes, oscille entre 4 000 et 6 000 euros.
Des aides comme MaPrimeRénov’ permettent de financer une partie du chauffe-eau.
Temps de retour sur investissement : différence entre les deux modules
Il faut en moyenne 8 à 12 ans pour rentabiliser un système solaire photovoltaïque, et entre 5 et 14 ans pour rentabiliser un chauffe-eau solaire.
Le temps de retour sur investissement dépend principalement de l’utilisation de cette eau chaude et du financement avec des aides.
Aides financières : différences entre thermique et photovoltaïque
Les aides financières disponibles pour le photovoltaïque sont :
- La prime à l’autoconsommation
- La TVA à taux réduit
- Le rachat par EDF OA
Pour les installations thermiques, vous pouvez bénéficier :
- MaPrimeRénov’’
- La TVA à taux réduit
- L’éco-prêt à taux zéro
À NOTER
Pensez bien à vous renseigner sur les primes que vous souhaitez demander avant de procéder à l’installation. Certaines aides nécessitent des conditions strictes comme une installation réalisée par un professionnel RGE.
Avantages du solaire photovoltaïque : pourquoi choisir cette solution ?
Production d’électricité : l’atout majeur du photovoltaïque
Les installations photovoltaïques produisent une énergie verte directement chez vous, vous permettant à la fois de réduire vos dépenses tout en consommant une électricité écoresponsable.
Autonomie énergétique et flexibilité du photovoltaïque
Grâce à l’ajout d’une batterie, il est possible d’augmenter son autonomie énergétique et ainsi dépendre moins du réseau.
Le photovoltaïque a aussi l’avantage de s’adapter à tout type de logement. Enfin, il est possible d’installer un petit système, qui sera agrandi avec le temps par l’ajout de panneaux solaires.
Inconvénients du solaire photovoltaïque : les limites à connaître
Investissement et rendement du photovoltaïque
Une installation photovoltaïque demande un investissement conséquent, de plusieurs milliers d’euros. Si des aides permettent de faire baisser ce budget de départ, le prix d’une installation reste relativement cher et nécessite de prévoir l’investissement en amont.
Avec un retour sur investissement prévu en 8 à 12 ans, il faut atteindre au moins 13 ans avant de vraiment bénéficier d’une énergie gratuite.
Les kits Solaires de Mon Kit Solaire, eux, présentent un retour sur investissement plus rapide, de 5 à 8 ans seulement !
Limitations techniques du photovoltaïque
Le photovoltaïque nécessite de posséder un espace suffisant sur le toit de sa maison ou de son immeuble. Il faut également s’assurer de l’orientation de celui-ci. Les panneaux doivent pouvoir être installés plein sud pour un maximum de rentabilité. Or, il arrive que certaines maisons affichent des obstacles (immeubles, arbres) dans l’orientation prévue, ou qu’en appartement l’espace disponible sur le toit de l’immeuble soit trop restreint.
Avantages du solaire thermique : pourquoi opter pour cette technologie ?
Rendement supérieur du thermique
Si vous voulez chauffer de l’eau ou votre habitation avec le soleil, nous vous conseillons de vous tourner vers les panneaux thermiques ! Ceux-ci affichent un rendement supérieur que le photovoltaïque, d’où l’intérêt d’opter pour cette méthode selon vos besoins.
Ils présentent aussi des performances même par temps couvert, ce qui permet de continuer à produire de l’eau chaude même en hiver, bien qu’en plus faible quantité.
Économies importantes sur le chauffage et l’eau chaude
Installer un chauffe-eau solaire permet de se rendre quasi-autonome, et d’éviter ainsi de dépendre des prix de l’électricité, qui eux, ne cessent de grimper.
En moyenne, les foyers peuvent espérer une économie de près de 75% sur l’eau chaude sanitaire, et une économie d’en moyenne 50% pour le chauffage.
Aides financières attractives pour le thermique
De nombreuses aides existent afin de faire financer entièrement ou en partie un chauffe-eau solaire :
- MaPrimeRénov’
- L’aide du Certificat d’Économie d’Énergie (CEE)
- La TVA à taux réduit
- L’éco prêt à taux zéro (Éco-PTZ)
Inconvénients du solaire thermique : ce qu’il faut savoir
Système d’appoint obligatoire
Le chauffe-eau solaire ne permet pas de chauffer la totalité de vos besoins en eau chaude sanitaire. Un système d’appoint est toujours nécessaire. Surtout en hiver durant les jours entièrement couverts.
Installation et complexité du thermique
L’installation d’un chauffe-eau solaire est légèrement plus complexe que l’installation de panneaux solaires photovoltaïques. Ils nécessitent des travaux de plomberie, afin de relier les panneaux thermiques et le ballon au circuit hydraulique de la maison. Il est nécessaire de faire appel à un professionnel afin de garantir la conformité de l’installation et de bénéficier des aides.
Production variable selon les saisons
En hiver, on estime que la production d’eau chaude de panneaux thermiques est réduite de 30 à 50%. Ceci dépend de votre région ainsi que des températures extérieures.
Installation photovoltaïque et thermique : entretien et maintenance
Entretien et maintenance : différences entre les deux systèmes
Les panneaux solaires photovoltaïques nécessitent un entretien annuel ou biannuel, reposant sur le nettoyage de la surface vitrée, un nettoyage de l’onduleur et une vérification des câblages.
Le chauffe-eau, lui, nécessite de contrôler la pression du circuit environ tous les 3 à 5 ans, ainsi que l’étanchéité du raccordement.
Le coût de la maintenance annuelle pour les panneaux thermiques est de 200 à 400 euros par an. À cela s’ajoute le remplacement de l’onduleur tous les 10 ans.Le coût de la maintenance annuelle des panneaux thermiques est de 100 à 300 euros par an. Il faut également compter environ 200 euros pour le remplacement du fluide caloporteur tous les 4-5 ans.
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