Panneau solaire hybride : une solution 2 en 1

Vous souhaitez profiter au maximum de l’énergie solaire en produisant de l’électricité pour vos appareils domestiques et de la chaleur pour votre chauffage et votre eau sanitaire ?

Le panneau solaire hybride, qui remplit à la fois la fonction du panneau photovoltaïque et du panneau thermique, semble être la solution parfaite pour cela.

Mais est-ce vraiment l’option la plus rentable ? Quels sont ses caractéristiques, son prix, son rendement, ses avantages et ses inconvénients par rapport au module photovoltaïque ? Pouvez-vous profiter d’aides de l’État pour financer l’installation d’un parc solaire hybride ?

Voyons tout cela en détail !

Points clés :

• Un panneau 2 en 1, qui permet de produire de l’électricité ainsi que du chauffage et/ou de l’eau chaude sanitaire
• Une faible disponibilité et un prix d’achat élevé
• Une rentabilité moindre qu’un panneau photovoltaïque
• Une utilisation limitée pour le chauffage

Qu’est-ce qu’un panneau solaire hybride ?

Le panneau hybride, ou PV-T (photovoltaïque-thermique) est un module qui intègre à la fois un système solaire photovoltaïque et un système solaire thermique. 

Attention à ne pas confondre le solaire hybride avec le kit éolien-solaire, également appelé « éolienne hybride ». Ce dispositif, composé de panneaux photovoltaïques couplés à une éolienne et une batterie, permet de produire de l’électricité à partir de l’énergie solaire et du vent. Autrement dit, il utilise deux sources différentes pour générer de l’électricité.

Le panneau solaire hybride fait l’inverse. Il comble plusieurs besoins énergétiques (production d’électricité, de chauffage et d’eau chaude sanitaire) à partir d’une seule et même source, les rayons du soleil.

Fonctionnement d’un panneau solaire hybride

Le fonctionnement d’un panneau hybride dépend du type de technologie utilisé (aérovoltaïque ou hybride à eau), mais le principe reste globalement le même : la face avant capte les rayons du soleil pour produire de l’électricité grâce à l’effet photovoltaïque, et la face arrière capte la chaleur et la transmet au système de chauffage du foyer ou de l’eau sanitaire. Voyons cela d’un peu plus près pour chacune des deux familles de panneaux hybrides.

Les différents types de panneaux solaires hybrides

Panneau hybride aérovoltaïque vs panneau hybride à eau

Il existe deux types de panneaux solaires hybrides : 

• L’hybride aérovoltaïque, qui produit de l’électricité et de l’air chaud.
• L’hybride à eau, qui produit de l’électricité et de l’eau chaude.

Voyons comment fonctionne chacun de ces dispositifs.

Les panneaux solaires hybrides à air ou panneaux aérovoltaïques

Le panneau aérovoltaïque optimise l’énergie solaire en utilisant activement les deux côtés du module.

Face avant

La face exposée au soleil d’un module aérovoltaïque fonctionne exactement comme un panneau photovoltaïque classique :

• Les cellules cristallines captent l’énergie des rayons solaires.
• Celle-ci est transformée en courant électrique continu sous l’effet photovoltaïque.
• L’onduleur ou les micro-onduleurs modifient le courant continu en courant alternatif, propre à la consommation.
• Le courant alternatif est directement injecté sur votre réseau domestique pour alimenter les équipements électriques de votre foyer.

Face arrière

• La face arrière du panneau est équipée d’un sas qui capte l’air chaud circulant sous le module.
• Un système de ventilation filtre cet air chaud et le diffuse dans votre habitation via un système de chauffage à air pulsé.
• L’air chaud peut également être injecté dans la prise d’air d’un ballon thermodynamique pour produire de l’eau chaude sanitaire.

Les panneaux solaires hybrides à eau

Le panneau hybride à eau fonctionne sur un principe similaire, mais comme son nom l’indique il utilise l’eau au lieu de l’air :

• La face avant capte les rayons du soleil pour produire de l’électricité, de la même manière qu’un module photovoltaïque ou aérovoltaïque.
• La face arrière est équipée d’un circuit hydraulique dans lequel circule du glycol, un liquide caloporteur (qui transporte la chaleur).
• Ce fluide circule ensuite via des tuyaux en circuit fermé : l’énergie calorifique est transportée du panneau solaire vers votre ballon d’eau chaude et/ou votre chauffage à eau, puis le liquide refroidi revient au panneau solaire, et ainsi de suite.

Les accessoires nécessaires au fonctionnement de l’hybride à eau

Pour pouvoir produire de l’eau chaude sanitaire (ECS), les panneaux à eau doivent impérativement être associés à d’autres équipements :

• Un cumulus comprenant un échangeur thermique incorporé au ballon de stockage d’eau chaude, pour assurer le passage du fluide caloporteur.
• Un régulateur thermique, pour activer ou non la circulation du fluide caloporteur entre les panneaux solaires et le ballon.
• Une pompe, qui permet de transporter le fluide caloporteur dans une configuration de circulation forcée.
• Des radiateurs à eau, si vous souhaitez utiliser vos panneaux hybrides à eau pour chauffer votre habitation.

Quelles sont les caractéristiques d’un panneau hybride ?

Les dimensions

Les dimensions d’un panneau solaire varient selon les modèles et les fabricants, et cela vaut aussi pour les technologies hybrides. Afin de vous donner tout de même un ordre d’idée de leur encombrement, voici les cotes moyennes d’un panneau hybride : 

• Longueur : 1 700 mm
• Largeur : 1 000 mm
• Épaisseur : 350 mm
• Poids : 25 kg

Comme vous pouvez le constater, si les dimensions d’un module hybride sont sensiblement les mêmes que celles d’un module photovoltaïque, son poids moyen est deux fois plus lourd (comptez en moyenne une quinzaine de kilos pour un panneau classique).

Les propriétés électriques et thermiques

Comme nous l’avons évoqué plus tôt dans cet article, un module hybride est composé des mêmes technologies que ses cousins photovoltaïques et thermiques, et combine donc leurs caractéristiques techniques.

La durée de vie des panneaux solaires hybrides

La durée de vie moyenne d’un panneau solaire hybride est de 30 ans. Elle est donc plus limitée que celle d’un module photovoltaïque, qui peut aller jusqu’à 40 ans.

Bien entendu, ces données dépendent de la qualité de fabrication des panneaux dans lesquels vous choisissez d’investir et de l’entretien de votre matériel.

La garantie de ce type de panneau 

Comme pour les panneaux photovoltaïques, il existe deux types de garanties pour les modules hybrides : la garantie produit, et la garantie de production. Elles varient en fonction des constructeurs et des gammes.

La garantie produit

La garantie produit, ou garantie constructeur, vous permet de profiter d’une réparation ou d’un remplacement en cas de panne ou de dysfonctionnement.

La garantie produit d’un panneau hybride se situe en général autour de 10 ans.

La garantie de production

La garantie de puissance, ou garantie de production, vous indique le taux de production d’électricité minimum assuré par votre panneau après un certain délai d’utilisation. Une garantie de puissance de 80 % sur 20 ans, par exemple, vous assure que le rendement de votre panneau au bout de 20 ans de fonctionnement sera au moins équivalent à 80 % de son rendement initial.

Les garanties de production des panneaux hybrides sont en général identiques à celles des panneaux solaires, à savoir autour de 80 % pendant 20 ou 25 ans.

Quels sont les avantages d’un panneau solaire hybride ?  

Une importante efficacité énergétique

En fournissant votre foyer en chauffage et/ou en eau chaude en plus de l’électricité, la technologie solaire hybride permet de produire plus d’énergie qu’un parc photovoltaïque. On estime ainsi son rendement énergétique global en moyenne 40 % supérieur à un module solaire standard.

Ce chiffre doit cependant être remis en perspective : il n’est vrai que lorsqu’on compare une installation hybride avec une installation photovoltaïque qui n’alimente pas le chauffage du foyer et/ou de l’eau chaude sanitaire.

Un parc photovoltaïque qui fournit en énergie un cumulus et un dispositif de chauffage électrique n’obtiendra évidemment pas un tel différentiel de rendement énergétique.

Des économies d’énergie sur deux postes de dépenses

Alors que les prix de l’électricité, du gaz et du fioul (et même du bois) ne cessent d’augmenter, l’autoconsommation est plus que jamais un style de vie vers lequel il est pertinent de se tourner ! 

Produire votre propre électricité, votre eau chaude sanitaire et/ou votre source de chauffage vous assure en effet de réduire considérablement vos factures d’énergie et, petit bonus non négligeable, de gagner en autonomie vis-à-vis des fournisseurs et des hausses potentielles de prix du marché.

La revente du surplus d’électricité

Tout comme un parc photovoltaïque, une installation solaire hybride vous donne la possibilité de revendre votre surplus de production à EDF OA (Obligation d’Achat) ou certains autres fournisseurs d’électricité. 

Ainsi, en plus de faire des économies en produisant l’énergie que vous consommez, vous pouvez également générer un revenu complémentaire régulier grâce à vos panneaux solaires.

L’optimisation de l’espace disponible

Si vous souhaitez profiter à la fois des technologies photovoltaïques et thermiques, utiliser deux parcs solaires représente un encombrement majeur. L’installation de panneaux hybrides, fonctionnant sur un système « 2 en 1 », est en théorie une solution qui tombe sous le sens pour économiser de l’espace sur votre toit ou sur votre terrain.

Toutefois, dans la pratique, mettre en place deux installations solaires est une option qui est rarement envisagée ; en effet, un parc photovoltaïque suffisamment puissant et relié à des dispositifs de chauffage et de production d’eau chaude sanitaire est tout aussi efficace, plus économique et bien moins encombrant.

Les inconvénients du panneau solaire hybride

Un prix élevé

Le prix des modules solaires hybrides est en moyenne trois fois plus élevé que celui des panneaux photovoltaïques. Ceci s’explique par sa technologie double (qui implique plus de composants et une fabrication plus complexe), sa rareté et son arrivée récente sur le marché.

Mettre en place un parc solaire hybride demande donc un investissement de départ important, qui entraîne un amortissement plus long.

Une solution insuffisante pour chauffer toute la maison

Sur le papier, le fait de pouvoir combiner production d’électricité et de chauffage semble idéal pour réaliser rapidement des économies significatives sur plusieurs postes importants de dépenses énergétiques. 

Mais il s’avère qu’en réalité, le chauffage fourni par un parc hybride n’est en général pas suffisant pour assurer le confort de votre maison à l’année. En effet, son fonctionnement basé sur le rayonnement solaire reste limité en hiver, autrement dit quand le besoin de chauffage est au plus haut. 

 Il est donc conseillé d’utiliser l’hybride comme un dispositif de chauffage d’appoint, pertinent principalement en intersaison (de mars à mai et de septembre à novembre). Un autre système doit cependant être installé pour chauffer votre foyer pendant les périodes les plus froides.

Un entretien plus difficile 

L’entretien d’un module hybride est plus complexe que celui des autres panneaux, puisqu’il combine la maintenance des technologies photovoltaïque et thermique :

• Nettoyage de la face avant photovoltaïque
• Changement du filtre à air pour les systèmes aérovoltaïque
• Vérification du dispositif thermique pour les panneaux hybrides à eau (quantité et qualité du fluide caloporteur, pression, etc.).

La rareté

Le solaire hybride est une technologie récente, qui est peu répandue sur le marché : il existe actuellement un choix de modèles restreint et peu de fournisseurs auprès de qui se les procurer.

Par ailleurs, cette technologie représente une partie infime de l’ensemble du parc solaire français (en écrasante majorité photovoltaïque), ce qui limite la possibilité de juger à grande échelle de sa durabilité et de son efficacité sur le long terme. 

La rareté des dispositifs hybrides implique également une difficulté à trouver des artisans qualifiés pour assurer leur mise en place complète, qui demande les compétences de plusieurs corps de métier à la fois : électricité, couverture, plomberie et chauffage.

Quel est le rendement d’un panneau solaire hybride ?

Comme  nous l’avons vu dans la partie précédente, le rendement thermique d’un panneau hybride n’est pas forcément intéressant à l’année, surtout comparé à des dispositifs de chauffage du foyer et de l’eau sanitaire alimentés par une installation photovoltaïque.

Concernant la rentabilité de la face avant des panneaux hybrides, une notion un peu plus subtile est toutefois à prendre en compte : le refroidissement des panneaux. Contrairement à certaines idées reçues, les modules photovoltaïques souffrent plus facilement de la chaleur que du froid. En effet, plus la chaleur des cellules augmente, plus la tension diminue, ce qui entraîne une perte de puissance et donc de production. 

Grâce à une circulation de l’air optimisée au niveau de la face arrière, les panneaux hybrides limitent ce risque de surchauffe et permettent de produire jusqu’à 5 à 10 % de plus qu’un panneau photovoltaïque en cas de forte chaleur.

Installer un panneau solaire hybride

Ne pas oublier l’inclinaison des panneaux solaires

Tout comme les panneaux photovoltaïques, les modules hybrides doivent capter au maximum le rayonnement solaire pour maximiser leur production. Pour cela, votre installation doit être placée perpendiculairement aux rayons du soleil.

Bien entendu, l’angle des rayons varie au fil des saisons et de la journée. La meilleure inclinaison d’un panneau solaire hybride est donc un angle intermédiaire d’environ 30 ° par rapport au sol (en France métropolitaine). Ce compromis vous permet de profiter d’un rendement maximum lissé à l’année.

Quelle orientation pour un panneau solaire hybride ?

L’orientation est également un facteur déterminant pour assurer un rendement optimal de votre parc hybride.  L’idéal pour capter un maximum de rayons solaires tout au long de la journée (en France métropolitaine) est d’orienter vos panneaux plein sud, entre le lever du soleil à l’est et son coucher à l’ouest.

Méfiez-vous des ombrages

Au risque d’enfoncer une porte ouverte, rappelons un fait essentiel : les panneaux solaires fonctionnent en captant les rayons solaires, ils ne doivent donc pas être placés à l’ombre ! 

Cela vaut bien entendu pour les modules hybrides. Prenez garde à éviter toute zone ombragée lorsque vous installez votre parc solaire (végétation, cheminées, antennes, bâtiments plus hauts que votre toit, etc.).

Entretenir un panneau solaire hybride

L’entretien de vos panneaux solaires hybrides s’effectue en moyenne tous les 2 ans. Ce procédé s’opère en deux parties :

1. Nettoyer la surface vitrée de la face avant à grande eau non pressurisée, afin de ne pas abîmer la cellule photovoltaïque. Pour un nettoyage plus rapide et plus durable, vous pouvez utiliser un produit d’entretien spécifiquement dédié aux panneaux solaires. 

2. (Panneau à eau) Inspecter le bon fonctionnement du dispositif thermique :

• La quantité du fluide caloporteur doit être suffisante ; si ce n’est pas le cas, cela peut indiquer la présence de fuites potentielles.
• La qualité du caloporteur ne doit pas être dégradée. Elle se vérifie en contrôlant le pH et le ratio du mélange eau-antigel.
• La pression d’installation thermique doit être correcte.

2.  (Panneau aérovoltaïque) Changer le filtre à air chaque année.

Prix d’un panneau solaire hybride

Des panneaux plus chers que les modules classiques

Le prix d’un panneau hybride varie selon la marque, le modèle et la puissance choisie. Il reste toutefois bien plus élevé que celui d’un module photovoltaïque.

Une installation solaire hybride complète de 3 kWc (10 modules de 300 Wc) coûte en moyenne entre 13 000 € TTC et 15 000 € TTC.

En comparaison, une installation solaire photovoltaïque complète de 3 kWc (10 modules de 300 Wc) revient en moyenne entre 3200 € TTC et 8000 € TTC.

Les fabricants de panneaux solaires hybrides

Voici une liste de constructeurs qui proposent des modèles de panneaux solaires hybrides sur le marché :

• DualSun
• Systovi
• Canadian Solar
• LG 
• Brandoni Solare
• Abora Solar

Parmi ces quelques marques, nous recommandons tout particulièrement DualSun (panneaux Spring) et Systovi (panneaux R-Volt). Ces constructeurs français ont en effet prouvé depuis plusieurs années leur expertise et la qualité de leur chaîne de production en proposant des panneaux présentant d’excellentes performances et une longue durabilité.

Rentabilité des panneaux solaires hybrides

Les critères de rentabilité d’un panneau solaire

Estimer précisément la rentabilité d’une installation hybride ou photovoltaïque ne peut se faire que de façon personnalisée, car cela dépend de nombreux facteurs :

• Votre projet d’autoconsommation (totale, partielle, etc.)
• Vos besoins énergétiques
• Vos choix de matériels
• Votre souhait, ou non, de revente de surplus énergétique
• Votre raccordement au réseau (on-grid) ou non (en site isolé, off-grid)
• Vos habitudes de consommation
• Votre surface d’accueil (toit, façade, sol, orientation, inclinaison, ombrage)
• Le nombre de dispositifs reliés à vos panneaux (ECS, chauffage, etc.)

Bien dimensionner son système solaire hybride

Le dimensionnement d’une installation photovoltaïque est l’étape qui consiste à estimer le nombre, la puissance et les conditions d’installation de vos panneaux solaires afin d’optimiser au maximum votre production et votre investissement de départ. Pour tout savoir sur le dimensionnement (y compris pour les panneaux hybrides), nous vous invitons à lire notre guide ultra détaillé Comment bien faire son dimensionnement de panneau solaire ? 

Pensez également à profiter de notre outil en ligne spécialement conçu pour vous permettre de dimensionner votre parc solaire gratuitement et en quelques clics : le configurateur Mon Kit Solaire.

Toutefois, pour avoir une réponse réellement personnalisée pour votre foyer, le mieux reste d’échanger avec un professionnel, alors n’hésitez pas à contacter notre équipe d’experts !

Les aides pour acheter un panneau photovoltaïque hybride

La Prime à l’autoconsommation

Comme pour une installation photovoltaïque en autoconsommation, vous pouvez bénéficier de la Prime à l’autoconsommation, une prime à l’investissement répartie sur les cinq premières années de fonctionnement de vos panneaux solaires. Pour cela, vous devez impérativement respecter les critères suivants :

• Souscrire un contrat d’autoconsommation avec vente des excédents auprès d’EDF OA
• Faire installer vos modules solaires par un artisan certifié RGE
• Faire approuver votre projet par le Consuel
• Choisir une installation d’une puissance inférieure ou égale à 100 kWc

L’obligation d’achat EDF OA

L’obligation d’achat (OA) d’EDF est un dispositif de rachat de votre surplus à un tarif garanti pendant 20 ans. Ce prix de rachat est redéfini chaque trimestre par l’État.

Voici les conditions à respecter pour y être éligible :

• Faire appel à un installateur agréé (Quali’PV module Elec, certifié 5911 – ENR Photovoltaïque ou SP1 et SP2)
• Faire poser votre installation photovoltaïque sur votre toit

La TVA réduite

Les panneaux hybrides étant un dispositif qui permet de produire de la chaleur, vous pouvez bénéficier de la TVA réduite à 5,5 % pour leur installation (sur la partie thermique).

MaPrimeRénov’

Il est possible de profiter sous conditions du dispositif MaPrimeRenov’ pour l’installation de panneaux solaires hybrides. Cela dépend toutefois de l’ensemble de votre projet de rénovation (type de chauffage, de cumulus, isolation, etc.) et de vos revenus.

Panneau solaire hybride vs panneau solaire classique

Si le panneau hybride semble au premier abord être une solution de production d’énergie plus complète et plus économique que le photovoltaïque ou le thermique, la réalité est plus nuancée.

Son coût élevé, sa complexité d’installation et sa durée de vie plus faible le rendent bien moins rentable que le photovoltaïque. C’est d’autant plus vrai lorsque ce dernier alimente un dispositif de chauffage (pompe à chaleur, radiateurs électriques) et de production d’eau chaude sanitaire (cumulus classique, chauffe-eau thermodynamique) en plus des autres équipements électriques du foyer.

Nous vous conseillons donc de vous tourner vers un parc photovoltaïque plutôt que vers un mix parc photovoltaïque/parc thermique (trop cher et trop encombrant) ou un parc hybride.

Conclusion

Le panneau solaire hybride représente une avancée technologique prometteuse, permettant un gain de place et une production énergétique complète. Mais cette solution manque encore de rentabilité, de disponibilité et n’offre pas le recul nécessaire pour juger objectivement de sa durabilité et de son efficacité de rendement à long terme.

À l’heure actuelle, il nous semble bien plus pertinent de vous tourner vers un dispositif complet d’autoconsommation en photovoltaïque, plus simple à installer et qui a fait ses preuves depuis déjà plusieurs années.

Vous souhaitez profiter d’un accompagnement personnalisé afin de choisir la meilleure installation solaire pour votre foyer ? Prenez rendez-vous gratuitement avec nos conseillers !