Types de panneaux solaires : un guide pratique pour choisir celui qui convient à vos besoins

Vous envisagez de passer à l’énergie solaire ? Comprendre les différents types de panneaux solaires peut vous aider à prendre une décision éclairée pour votre maison ou votre entreprise.

L'énergie solaire est un moyen fantastique d'exploiter les énergies renouvelables, de réduire vos factures d'électricité et de diminuer votre empreinte carbone. En choisissant le bon type de panneau solaire, vous pouvez maximiser l'efficacité et trouver celui qui répond le mieux à vos besoins.

Dans cet article, vous découvrirez chaque type de panneau solaire, comment ils se comparent et ce que vous devez prendre en compte lors de votre choix. Ces connaissances vous permettront de profiter pleinement de l'énergie solaire.

Les trois principaux types de panneaux solaires

Les panneaux solaires sont des appareils qui convertissent la lumière du soleil en électricité. 

Les panneaux solaires sont constitués de plusieurs cellules photovoltaïques, généralement constituées de silicium cristallin et d'éléments tels que le phosphore et le bore. Lorsque la lumière du soleil frappe les cellules photovoltaïques, elle excite les électrons, créant ainsi un champ électrique qui produit du courant continu (CC).

Ils sont généralement organisés en groupes appelés réseaux ou systèmes. Un système photovoltaïque complet comprend des panneaux solaires, un onduleur pour convertir le courant continu en courant alternatif et parfois d'autres composants tels que des contrôleurs et des batteries.

Les panneaux solaires peuvent être installés sur les toits, dans des fermes solaires ou intégrés à diverses structures. Ils sont souvent connectés au réseau électrique mais peuvent également être utilisés dans des systèmes autonomes.

Il existe trois principaux types de panneaux solaires : les panneaux monocristallins, polycristallins et à couche mince.

Panneaux solaires monocristallins

Les panneaux solaires monocristallins sont un type de panneau photovoltaïque (PV) fabriqué à partir d'une structure monocristalline de silicium. Ils sont fabriqués à partir de lingots de silicium de haute pureté découpés en plaquettes pour former des cellules solaires. 

Il existe deux types de panneaux monocristallins :

Panneaux émetteurs et contacts arrière passivés (PERC) : Les panneaux PERC sont efficaces car ils utilisent mieux la lumière à l’intérieur de la cellule.

Panneaux bifaciaux : Les panneaux bifaciaux peuvent absorber la lumière des deux côtés du panneau, en utilisant la lumière réfléchie (albédo) des surfaces situées sous le panneau.

Les panneaux solaires monocristallins sont connus pour leur aspect noir élégant, ce qui les rend esthétiquement agréables pour de nombreux propriétaires. Les panneaux monocristallins conviennent à la fois à un usage résidentiel et commercial, y compris les installations sur les toits, les flottes de véhicules et les parcs solaires à grande échelle.

Panneaux solaires polycristallins

Les panneaux solaires polycristallins, également appelés panneaux solaires multicristallins ou à plusieurs cristaux, sont un type de panneau photovoltaïque constitué de plusieurs fragments de cristaux de silicium fondus ensemble pour former les cellules solaires. 

Les panneaux polycristallins ont une couleur bleue distinctive et une surface qui ressemble à une mosaïque. 

Ils conviennent aussi bien à un usage résidentiel que commercial, en particulier lorsque le coût est une considération primordiale et que l'espace n'est pas limité.

Panneaux solaires à couche mince

Les panneaux solaires à couche mince sont un type de technologie photovoltaïque qui utilise de très fines couches de matériaux absorbant la lumière pour convertir la lumière du soleil en électricité. Ils sont fabriqués en déposant une ou plusieurs fines couches de matériau photovoltaïque sur un substrat, tel que du verre, du plastique ou du métal.

Les couches actives ont généralement une épaisseur de quelques nanomètres à quelques microns, soit beaucoup plus fines que les cellules solaires en silicium cristallin traditionnelles.

Les types courants de panneaux solaires à couche mince comprennent :

• Silicium amorphe (a-Si) :Similaire à la composition des panneaux monocristallins et polycristallins, mais il s'agit d'une forme non cristalline de silicium.
• Tellurure de cadmium (CdTe) : C'est un composé cristallin stable formé de cadmium et de tellure.
• Séléniure de cuivre, d'indium et de gallium (CIGS) : C'est un semi-conducteur composé quaternaire composé de cuivre, d'indium, de gallium et de sélénium.

Les panneaux solaires à couche mince peuvent être plus faciles à installer en raison de leur nature légère, certains types étant dotés d'un support adhésif pour une application facile. Ils sont idéaux pour les systèmes photovoltaïques intégrés aux bâtiments, les appareils portables et les fermes solaires à grande échelle.

Les différences entre les panneaux solaires

Les différents types de panneaux solaires présentent des caractéristiques uniques. Comprendre leurs différences peut vous aider à choisir celui qui convient le mieux à vos besoins. Voici les différences entre les trois types de panneaux solaires.

Efficacité

• Panneaux solaires monocristallins : Les panneaux monocristallins sont les plus efficaces parmi les trois types. Leur efficacité varie généralement de 17% à 22%. 

Le rendement élevé des panneaux monocristallins est attribué à leur construction à partir d'une structure monocristalline de silicium, qui permet un meilleur flux d'électrons et une meilleure conversion d'énergie. 

• Panneaux solaires polycristallins : Les panneaux polycristallins ont une plage de rendement inférieure à celle des panneaux monocristallins. Leur rendement dépasse rarement 17%. 

L’efficacité inférieure des panneaux polycristallins est due à leur construction à partir de plusieurs fragments de silicium fondus ensemble, ce qui crée davantage de barrières au mouvement des électrons au sein de la cellule.

Malgré leur moindre efficacité, les panneaux polycristallins ont connu des améliorations ces dernières années, réduisant l'écart avec les panneaux monocristallins. Ces avancées ont fait des panneaux polycristallins une option viable et rentable pour de nombreuses installations.

• Panneaux solaires à couche mince : Les panneaux à couche mince ont généralement l’efficacité la plus faible parmi les trois types. 

Les panneaux à couches minces disponibles dans le commerce ont généralement des rendements compris entre 10% et 13%. Il est toutefois important de noter que la technologie des couches minces a fait des progrès considérables ces dernières années. Des prototypes de laboratoire ont atteint des rendements allant jusqu'à 23,4%, bien que ces versions à haut rendement ne soient pas encore disponibles sur le marché commercial.

Capacité

• Panneaux solaires monocristallins : Les panneaux monocristallins ont généralement la capacité la plus élevée parmi les trois types.

 La plupart des panneaux monocristallins actuellement sur le marché ont une puissance nominale d'au moins 320 watts, certains modèles atteignant 375 watts ou plus. Cette capacité élevée est due à leur structure en silicium monocristallin, qui permet un meilleur flux d'électrons et une meilleure conversion d'énergie.

• Panneaux solaires polycristallins : Les panneaux polycristallins ont généralement une capacité inférieure à celle des panneaux monocristallins.

 Leur puissance de sortie est généralement comprise entre 240 et 300 watts. Cependant, les progrès technologiques ont permis à certains panneaux polycristallins d'atteindre des puissances supérieures à 300 watts, réduisant ainsi l'écart avec les panneaux monocristallins.

• Panneaux solaires à couche mince : Les panneaux à couche mince ont généralement la capacité la plus faible parmi les trois types.

 Leur puissance de sortie peut varier considérablement en fonction de la technologie spécifique utilisée (silicium amorphe, tellurure de cadmium ou séléniure de cuivre, d'indium et de gallium). 

Coût

• Panneaux solaires monocristallins : Les panneaux monocristallins sont généralement l'option la plus chère parmi les trois types. Ce coût plus élevé est principalement dû à leur processus de fabrication complexe et au silicium de haute pureté utilisé dans leur production.

La production de panneaux monocristallins consiste à créer de grands lingots cylindriques de silicium monocristallin, qui sont ensuite découpés en fines tranches. Ce processus est gourmand en énergie et génère des déchets de silicium, ce qui contribue à l'augmentation des coûts. 

• Panneaux solaires polycristallins : Les panneaux polycristallins sont généralement moins chers que les panneaux monocristallins. Ce coût inférieur est dû à un processus de fabrication plus simple et à l'utilisation de silicium de qualité inférieure.

La production de panneaux polycristallins consiste à faire fondre du silicium brut et à le verser dans un moule carré, qui est ensuite refroidi et découpé en plaquettes. Ce procédé consomme moins d'énergie et produit moins de déchets que la production monocristalline. 

• Panneaux solaires à couche mince : Les panneaux à couches minces sont généralement l'option la moins chère au départ. Cependant, leur coût peut varier considérablement en fonction de la technologie spécifique utilisée (silicium amorphe, tellurure de cadmium ou séléniure de cuivre, d'indium et de gallium).

Le procédé de fabrication des panneaux à couches minces est moins complexe que celui des panneaux en silicium cristallin. Il consiste à déposer de fines couches de matériau photovoltaïque sur un substrat. Ce procédé consomme moins d'énergie et utilise moins de matériaux, ce qui contribue à réduire les coûts de production.

Lors de la comparaison des coûts, il est essentiel de prendre en compte non seulement le prix des panneaux, mais également le coût global du système. Bien que les panneaux monocristallins soient plus chers par watt, ils peuvent nécessiter moins de panneaux, ce qui réduit potentiellement les coûts des autres composants du système comme le montage en rack, le câblage et la main-d'œuvre. 

Espace

• Panneaux solaires monocristallins : Les panneaux monocristallins sont les plus efficaces parmi les trois types de panneaux. Grâce à leur rendement élevé, ils peuvent produire plus d'énergie dans un espace plus restreint. 

L'efficacité énergétique des panneaux monocristallins est particulièrement avantageuse dans les installations résidentielles où l'espace sur le toit est souvent limité. Elle permet aux propriétaires de maximiser leur production d'énergie solaire même avec des contraintes sur la surface d'installation disponible.

• Panneaux solaires polycristallins : Les panneaux polycristallins ont une efficacité spatiale inférieure à celle des panneaux monocristallins. Leur efficacité varie généralement de 13% à 16%, ce qui signifie qu'ils nécessitent plus d'espace pour produire la même quantité d'énergie que les panneaux monocristallins.

Bien que les panneaux polycristallins nécessitent plus d'espace, la différence n'est pas énorme. Pour de nombreuses installations résidentielles et commerciales disposant d'un espace de toit suffisant, l'efficacité légèrement inférieure des panneaux polycristallins peut être compensée par leur coût inférieur, ce qui en fait une option viable.

• Panneaux solaires à couche mince : Les panneaux à couche mince présentent généralement la plus faible efficacité spatiale parmi les trois types. 

Les panneaux à couches minces nécessitent beaucoup plus d’espace pour produire la même quantité d’électricité que les panneaux en silicium cristallin. 

Cependant, ils sont flexibles et légers, ce qui permet une installation sur une plus grande variété de surfaces, y compris les toits ou les façades incurvés. Dans les installations au sol à grande échelle où l'espace n'est pas une contrainte importante, le coût inférieur des panneaux à couches minces peut en faire une option économiquement viable malgré leur moindre efficacité spatiale.

Durabilité

• Panneaux solaires monocristallins : Les panneaux monocristallins sont généralement considérés comme les plus durables parmi les trois types. 

Fabriqués à partir d’une structure monocristalline de silicium, ces panneaux ont une structure interne plus uniforme et stable, ce qui contribue à leur longévité.

Et le silicium de haute pureté utilisé dans les panneaux monocristallins les rend plus résistants aux facteurs de stress environnementaux.

• Panneaux solaires polycristallins : Les panneaux polycristallins sont également assez durables, bien que légèrement moins que les panneaux monocristallins. 

Fabriqué à partir de plusieurs fragments de silicium fondus ensemble, ce qui peut conduire à une intégrité structurelle légèrement inférieure par rapport aux panneaux monocristallins.

• Panneaux solaires à couche mince : Les panneaux à couche mince ont généralement la durabilité la plus faible parmi les trois types. 

Les fines couches de matériau photovoltaïque déposées sur un substrat peuvent être plus sensibles aux dommages environnementaux.

Certaines technologies à couches minces fonctionnent bien dans des conditions de températures élevées et de faible luminosité, mais dans l’ensemble, elles peuvent être plus sensibles aux facteurs environnementaux.

Considérations sur le choix des panneaux solaires

Lors du choix des panneaux solaires, il est essentiel de prendre en compte vos préférences et besoins spécifiques.

Besoins énergétiques :

Évaluez la consommation énergétique de votre foyer. 

Consultez vos factures d'électricité pour déterminer votre consommation mensuelle moyenne. Cela vous aidera à déterminer la taille du système solaire dont vous avez besoin. Si vous avez des besoins énergétiques élevés, vous pouvez vous tourner vers des panneaux monocristallins à haut rendement pour maximiser la production d'énergie dans un espace limité.

Conditions climatiques et météorologiques

Tenez compte de votre climat local.

Dans les régions où les températures sont élevées, les panneaux monocristallins sont généralement plus performants en raison de leur coefficient de température plus faible. Cela signifie qu'ils perdent moins d'efficacité lorsque les températures augmentent. Si vous vivez dans une région où le ciel est souvent nuageux ou couvert, envisagez d'utiliser des panneaux qui fonctionnent bien dans des situations de faible luminosité.

Caractéristiques de la toiture

Tenez compte de l’orientation, de l’angle et de l’intégrité structurelle de votre toit. 

Les toits orientés au sud dans l'hémisphère nord sont idéaux pour les panneaux solaires. Si votre toit n'est pas orienté de manière optimale, vous aurez peut-être besoin de panneaux à plus haut rendement pour compenser. Assurez-vous également que votre toit peut supporter le poids du type de panneau choisi.

En examinant attentivement ces facteurs par rapport à votre situation spécifique, vous pouvez prendre une décision éclairée sur les meilleurs panneaux solaires pour vos besoins.