Envisagez-vous 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 excellent moyen de profiter des énergies renouvelables, de réduire vos factures d'électricité et votre empreinte carbone. En choisissant le bon type de panneau solaire, vous optimiserez son efficacité et trouverez celui qui répondra le mieux à vos besoins.
Dans cet article, vous découvrirez chaque type de panneau solaire, les comparer et les points à prendre en compte lors de votre choix. Ces connaissances vous permettront de profiter pleinement de l'énergie solaire.
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 comme le phosphore et le bore. Lorsque la lumière du soleil frappe les cellules photovoltaïques, elle excite des électrons, créant ainsi un champ électrique produisant 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 comme des contrôleurs et des batteries.
Les panneaux solaires peuvent être installés sur les toits, dans des parcs solaires ou intégrés à diverses structures. Ils sont souvent raccordés 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) constitué 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 réputés pour leur aspect noir élégant, ce qui les rend esthétiquement agréables pour de nombreux propriétaires. Ils conviennent aussi bien aux applications résidentielles que commerciales, notamment les installations sur toiture, 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 couches minces sont une technologie photovoltaïque qui utilise de très fines couches de matériau 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 le verre, le plastique ou le métal.
Les couches actives ont généralement une épaisseur de quelques nanomètres à quelques microns, bien 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 sont plus faciles à installer grâce à leur légèreté. Certains modèles sont dotés d'un support adhésif pour une pose simplifiée. Ils sont parfaits pour les systèmes photovoltaïques intégrés aux bâtiments, les appareils portables et les parcs 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 répond 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 des trois types. Leur rendement varie généralement entre 17 % et 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 un rendement inférieur à celui 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 à l'intérieur 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 font des panneaux polycristallins une option viable et économique pour de nombreuses installations.
- Panneaux solaires à couches minces : Les panneaux à couches minces ont généralement l’efficacité la plus faible parmi les trois types.
Les panneaux à couches minces disponibles dans le commerce affichent généralement des rendements compris entre 10 et 13 %. Il est toutefois important de noter que la technologie des couches minces a connu des avancées significatives 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.
Capacités
- Panneaux solaires monocristallins : Les panneaux monocristallins ont généralement la capacité la plus élevée parmi les trois types.
La plupart des panneaux monocristallins actuellement disponibles sur le marché affichent une puissance nominale d'au moins 320 watts, certains modèles atteignant même 375 watts, voire plus. Cette capacité élevée est due à leur structure en silicium monocristallin, qui optimise le flux d'électrons et la conversion d'énergie.
- Panneaux solaires polycristallins : Les panneaux polycristallins ont généralement une capacité inférieure à celle des panneaux monocristallins.
Leur puissance de sortie se situe généralement entre 240 et 300 watts. Cependant, grâce aux progrès technologiques, certains panneaux polycristallins atteignent désormais des puissances supérieures à 300 watts, réduisant ainsi l'écart avec les panneaux monocristallins.
- Panneaux solaires à couches minces : Les panneaux à couches minces 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).
Prix
- 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 la complexité de leur procédé de fabrication et à la haute pureté du silicium utilisé pour 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 procédé est énergivore et génère des déchets de silicium, contribuant ainsi à son coût élevé.
- Panneaux solaires polycristallins : Les panneaux polycristallins sont généralement moins chers que les panneaux monocristallins. Ce coût inférieur est dû à un procédé de fabrication plus simple et à l'utilisation de silicium de qualité inférieure.
La production de panneaux polycristallins consiste à fondre du silicium brut et à le couler dans un moule carré, qui est ensuite refroidi et découpé en plaquettes. Ce procédé est moins énergivore et produit moins de déchets que la production monocristalline.
- Panneaux solaires à couches minces : Les panneaux à couches minces constituent généralement l'option la moins coûteuse au départ. Cependant, leur coût peut varier considérablement selon la technologie 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 est moins énergivore 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 aussi 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 compacts des trois types. Leur rendement élevé leur permet de produire plus d'énergie dans un espace réduit.
L'efficacité énergétique des panneaux monocristallins est particulièrement avantageuse pour 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 d'espace d'installation.
- Panneaux solaires polycristallins : Les panneaux polycristallins ont un rendement énergétique inférieur à celui des panneaux monocristallins. Leur rendement se situe généralement entre 13 % et 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 significative. Pour de nombreuses installations résidentielles et commerciales disposant d'une surface de toiture suffisante, l'efficacité légèrement inférieure des panneaux polycristallins peut être compensée par leur coût inférieur, ce qui en fait une option viable.
- Panneaux solaires à couches minces : Les panneaux à couches minces 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, leur flexibilité et leur légèreté permettent une installation sur une plus grande variété de surfaces, notamment sur des toits ou des façades courbes. Dans les installations au sol de grande envergure où l'espace ne constitue pas une contrainte majeure, le coût plus faible des panneaux à couches minces peut en faire une option économiquement viable malgré leur faible encombrement.
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 couches minces : 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 vos 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 vos besoins énergétiques sont importants, vous pourriez opter pour des panneaux monocristallins à haut rendement afin de maximiser la production d'énergie dans un espace restreint.
Conditions climatiques et météorologiques
Tenez compte de votre climat local.
Dans les régions à températures élevées, les panneaux monocristallins sont généralement plus performants grâce à leur coefficient de température plus faible. Leur efficacité diminue donc avec l'augmentation des températures. Si vous vivez dans une région où le ciel est souvent nuageux ou couvert, privilégiez les panneaux performants en conditions de faible luminosité.
Caractéristiques du toit
Tenez compte de l’orientation, de l’angle et de l’intégrité structurelle de votre toit.
Dans l'hémisphère nord, les toits orientés au sud sont idéaux pour les panneaux solaires. Si votre toit n'est pas orienté de manière optimale, vous pourriez avoir besoin de panneaux plus performants 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.