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Les différents types de panneaux solaires expliqués
Trouver le panneau solaire qui convient à votre maison.
Saviez-vous que les besoins énergétiques mondiaux d'une année peuvent être couverts par l'énergie produite par le soleil pendant une minute seulement ? En fait, en 24 heures, le soleil est capable de générer plus d'énergie que ce que la population entière consommerait en 27 ans.
Ainsi, l'énergie solaire est non seulement une source d'énergie réellement fiable et durable, mais aussi une source d'énergie très rentable et efficace, si les types de panneaux solaires choisis et l'environnement sont parfaitement adaptés les uns aux autres. Ces perspectives prometteuses ont donné naissance à une industrie qui a déployé beaucoup d'efforts pour développer des techniques efficaces de production, d'utilisation et de stockage de l'énergie solaire en utilisant différents types de panneaux solaires et en convertissant la lumière du soleil en une précieuse électricité.
En regardant le graphique ci-dessous, il devient facile de voir l'augmentation rapide de la production d'énergie solaire photovoltaïque qui a eu lieu au cours des deux dernières années en France. En un an (2021-2021), la production d'électricité solaire photovoltaïque a augmenté de près de 206 %.
Seules quelques personnes connaissent les différentes technologies qui existent sur le marché de l'énergie solaire, comme le solaire thermique et le chauffe-eau solaire.
Alors que ces alternatives aux types classiques de panneaux solaires sont principalement utilisées pour chauffer l'eau, les paragraphes suivants présentent de manière plus détaillée les différents types de panneaux solaires utilisés pour produire de l'électricité verte. Plusieurs décennies de recherche, de travail et de développement ont abouti à la large gamme de différents types de panneaux solaires aujourd'hui disponibles sur le marché des panneaux solaires.
Pour donner un aperçu plus large, ID Solaire a rassemblé quelques informations utiles sur les types de panneaux solaires les plus courants et les plus spéciaux.
| Type de cellule solaire | Taux de rendement | Avantages | Inconvenients |
|---|---|---|---|
| Panneaux solaires monocristallins (Mono-SI) | ~20% | Taux de rendement élevé ; optimisé pour un usage commercial ; valeur de durée de vie élevée | Couteux |
| Panneaux solaires polycristallins (p-Si) | ~15% | Prix inférieur | Sensible aux températures élevées ; durée de vie plus courte et rendement spatial légèrement inférieur. |
| Couche mince : Panneaux solaires en silicium amorphe (A-SI) | ~7-10% | Coûts relativement faibles ; faciles à produire et flexibles ; | Garanties et durée de vie plus courtes. |
| Cellules photovoltaïques concentrées (CVP) | ~41% | Rendement et taux d'efficacité très élevés | Poursuite solaire et système de refroidissement nécessaires (pour atteindre un taux d'efficacité élevé) |
Comment classer les différents types de panneaux solaires ?
Les différents types de panneaux solaires répondent à des besoins et des objectifs différents. Pour un aperçu rapide et général, consultez notre guide ultime des panneaux solaires. Pour une description détaillée des différents types de panneaux solaires, poursuivez votre lecture.
Le fait que la lumière du soleil puisse être utilisée différemment, que ce soit sur Terre ou dans l'espace, montre que l'emplacement est un facteur important lorsqu'il s'agit de choisir un type de panneau solaire plutôt qu'un autre.
Faire la distinction entre les différents types de panneaux solaires revient souvent à faire la différence entre les panneaux solaires à jonction simple et les panneaux à jonction multiple, c'est-à-dire la première, la deuxième ou la troisième génération. Les jonctions simples et les jonctions multiples diffèrent par le nombre de couches du panneau solaire qui observeront la lumière du soleil, tandis que la classification par génération se concentre sur les matériaux et l'efficacité des différents types de panneaux solaires.
Panneaux photovoltaïques de 1ère génération
Ce sont les types traditionnels de panneaux solaires fabriqués en silicium monocristallin ou en polysilicium et sont le plus souvent utilisés dans un environnement conventionnel.
Panneaux solaires monocristallins (Mono-SI)
Ce type de panneaux solaires (en silicium monocristallin) est le plus pur. Vous les reconnaissez facilement à leur aspect sombre uniforme et à leurs bords arrondis. Grâce à la grande pureté du silicium, ce type de panneau solaire présente l'un des taux de rendement les plus élevés, les plus récents atteignant plus de 20 %.
Les panneaux monocristallins ont une puissance élevée, occupent moins d'espace et durent plus longtemps. Bien entendu, cela signifie également qu'ils sont les plus chers. Un autre avantage à prendre en compte est qu'ils ont tendance à être légèrement moins affectés par les températures élevées que les panneaux polycristallins.
Panneaux solaires polycristallins (Poly-SI)
Vous pouvez rapidement distinguer ces panneaux car ce type de panneaux solaires est carré, ses angles ne sont pas coupés, et il a un aspect bleu et moucheté. Ils sont fabriqués en fondant du silicium brut, un processus plus rapide et moins coûteux que celui utilisé pour les panneaux monocristallins.
Cela se traduit par un prix final plus bas, mais aussi par un rendement inférieur (environ 15 %), une efficacité spatiale moindre et une durée de vie plus courte, car ils sont davantage affectés par les températures chaudes. Toutefois, les différences entre les types de panneaux solaires mono- et polycristallins ne sont pas si importantes et le choix dépendra fortement de votre situation spécifique. La première option offre une efficacité spatiale légèrement supérieure pour un prix légèrement plus élevé, mais les rendements énergétiques sont fondamentalement les mêmes.
Panneaux photovoltaïques de 2ème génération
Ces cellules sont des types différents de cellules solaires à couche mince et sont principalement utilisées pour les centrales photovoltaïques, intégrées dans des bâtiments ou des systèmes solaires plus petits.
Cellules solaires à couche mince (TFSC)
Si vous recherchez une option moins coûteuse, vous pouvez vous tourner vers les cellules à couche mince. Les panneaux solaires à couche mince sont fabriqués en plaçant un ou plusieurs films de matériau photovoltaïque (comme le silicium, le cadmium ou le cuivre) sur un substrat. Ces types de panneaux solaires sont les plus faciles à produire et les économies d'échelle les rendent moins chers que les autres, car moins de matériaux sont nécessaires à leur production.
Ils sont également flexibles - ce qui ouvre de nombreuses possibilités d'applications alternatives - et sont moins affectés par les hautes températures. Le principal problème est qu'ils prennent beaucoup de place, ce qui les rend généralement inadaptés aux installations résidentielles. En outre, ils sont assortis des garanties les plus courtes, car leur durée de vie est inférieure à celle des panneaux solaires mono- et polycristallins. Cependant, ils peuvent être une bonne option à choisir parmi les différents types de panneaux solaires lorsque l'on dispose de beaucoup d'espace.
Cellule solaire en silicium amorphe (A-Si)
Avez-vous déjà utilisé une calculatrice de poche à énergie solaire ? Oui ? Alors vous avez certainement déjà vu ces types de panneaux solaires. Parmi les différents types de panneaux solaires, la cellule solaire au silicium amorphe est celle qui est principalement utilisée dans ces calculatrices de poche. Ce type de panneau solaire utilise une technologie à triple couche, qui est la meilleure de la variété à couche mince.
Pour donner une brève impression de ce que signifie "mince", nous parlons dans ce cas d'une épaisseur de 1 micromètre (un millionième de mètre). Avec un taux de rendement de 7 % seulement, ces cellules sont moins efficaces que celles en silicium cristallin - qui ont un taux de rendement d'environ 18 % - mais l'avantage est que les cellules A-Si sont relativement peu coûteuses.
Panneaux photovoltaïques de 3e génération
Les panneaux solaires de troisième génération comprennent une variété de technologies à couche mince, mais la plupart d'entre elles sont encore en phase de recherche ou de développement. Certaines d'entre elles génèrent de l'électricité en utilisant des matériaux organiques, d'autres utilisent des substances inorganiques (CdTe par exemple).
Cellule solaire biohybride
La cellule solaire biohybride est l'un des types de panneaux solaires qui sont encore en phase de recherche. Elle a été découverte par une équipe d'experts de l'université Vanderbilt. L'idée derrière cette nouvelle technologie est de tirer parti du photosystème 1 et d'émuler ainsi le processus naturel de la photosynthèse. Si vous souhaitez en savoir plus sur le fonctionnement détaillé de la cellule solaire biohybride, lisez la revue American Journal of Optics and Photonics. Il explique plus en détail le fonctionnement de ces cellules. La plupart des matériaux utilisés dans cette cellule sont similaires aux méthodes traditionnelles, mais c'est seulement en combinant les multiples couches du photosystème 1 que la conversion de l'énergie chimique en énergie électrique devient beaucoup plus efficace (jusqu'à 1000 fois plus efficace que les types de panneaux solaires de première génération).
Cellule solaire au tellurure de cadmium (CdTe)
Parmi la collection de différents types de panneaux solaires, cette technique photovoltaïque utilise le tellurure de cadmium, qui permet de produire des cellules solaires à un coût relativement faible et donc un temps de retour sur investissement plus court (moins d'un an). De toutes les technologies d'énergie solaire, c'est celle qui nécessite le moins d'eau pour sa production. En gardant à l'esprit le court délai de récupération de l'énergie, les cellules solaires CdTe maintiendront votre empreinte carbone aussi faible que possible. Le seul inconvénient de l'utilisation du tellurure de cadmium est qu'il est toxique en cas d'ingestion ou d'inhalation. En Europe notamment, c'est l'un des principaux obstacles à surmonter, car de nombreuses personnes sont très préoccupées par l'utilisation de la technologie qui se cache derrière ce type de panneau solaire.
Cellule photovoltaïque concentrée (CVP et HCVP)
Les cellules photovoltaïques concentrées produisent de l'énergie électrique tout comme les systèmes photovoltaïques classiques. Ces types de panneaux solaires à jonctions multiples ont un taux d'efficacité allant jusqu'à 41 %, ce qui, parmi tous les systèmes photovoltaïques, est le plus élevé à ce jour.
Le nom de ces cellules CVP est lié à ce qui les rend si efficaces, par rapport à d'autres types de panneaux solaires : des surfaces de miroir incurvées, des lentilles et parfois même des systèmes de refroidissement sont utilisés pour regrouper les rayons du soleil et augmenter ainsi leur efficacité.
Grâce à cela, les cellules CVP sont devenues l'un des panneaux solaires les plus efficaces, avec un rendement élevé et un taux d'efficacité pouvant atteindre 41 %. Il reste que ces panneaux solaires CVP ne peuvent être aussi efficaces que s'ils sont orientés vers le soleil selon un angle parfait. Afin d'atteindre des taux d'efficacité aussi élevés, un suiveur solaire situé à l'intérieur du panneau solaire est chargé de suivre le soleil.
Si vous souhaitez en savoir plus sur les différents types de panneaux solaires et autres options d'énergie verte, il vous suffit de remplir le formulaire sans engagement en haut de page et de profiter de notre service simple et sans obligation.
2. Panneaux solaires thermiques :
Capteurs plans vitrés : Ces panneaux utilisent un fluide caloporteur pour capter l'énergie solaire et la convertir en chaleur. Ils sont utilisés principalement pour le chauffage de l'eau sanitaire ou pour le chauffage domestique.
Capteurs sous vide : Similaires aux capteurs plans, mais avec un meilleur rendement grâce à l'isolation sous vide autour des tubes qui transportent le fluide caloporteur. Ils sont plus efficaces que les capteurs plans, surtout dans les climats froids.
Chauffe-eau solaires thermosiphons : Ils combinent un capteur solaire et un réservoir de stockage. L'eau circule naturellement grâce au phénomène de thermosiphon, sans besoin de pompe.
Panneaux hybrides (PV/T) :
Ces panneaux combinent les technologies photovoltaïques et thermiques. Ils produisent à la fois de l'électricité et de la chaleur, optimisant ainsi l'utilisation de l'énergie solaire captée.
Panneaux solaires à concentration (CSP - Concentrated Solar Power) :
Ces systèmes utilisent des miroirs ou des lentilles pour concentrer un large champ de rayonnement solaire sur une petite surface. La chaleur ainsi concentrée est utilisée pour produire de l'électricité via une turbine à vapeur ou un moteur Stirling. Ce type de technologie est plus adapté aux grandes installations dans les régions très ensoleillées.
Chaque type de panneau solaire a des applications spécifiques en fonction des besoins énergétiques, de l'environnement, et du budget disponible. Le choix du type de panneau dépendra donc de nombreux facteurs, tels que l'efficacité souhaitée, l'espace disponible, et l'investissement initial.
FAQ sur les différents types de panneaux solaires
Quels sont les différents type de panneaux solaires ?
Il existe plusieurs types de panneaux solaires, chacun ayant ses propres caractéristiques, avantages et inconvénients. Voici un aperçu des principaux types :
Panneaux Solaires Monocristallins :
Caractéristiques : Fabriqués à partir de silicium pur cristallisé, ils sont généralement reconnaissables à leur couleur noire uniforme.
Avantages : Haute efficacité (environ 15-22%), performance élevée dans des conditions de faible luminosité, durée de vie longue.
Inconvénients : Plus coûteux, plus sensibles aux températures élevées.
Panneaux Solaires Polycristallins (ou multicristallins) :
Caractéristiques : Constitués de plusieurs cristaux de silicium fondus ensemble, ils ont une apparence bleue tachetée.
Avantages : Moins coûteux que les monocristallins, meilleure performance à des températures élevées.
Inconvénients : Moins efficaces (environ 13-16%) et légèrement moins performants dans des conditions de faible luminosité.
Panneaux Solaires à Couche Mince :
Caractéristiques : Fabriqués en déposant des couches minces de matériaux photovoltaïques (comme le tellurure de cadmium ou le silicium amorphe) sur un substrat.
Avantages : Légers, flexibles, souvent moins coûteux à produire, meilleure performance en conditions de faible luminosité.
Inconvénients : Moins efficaces (environ 10-12%), nécessitent plus d’espace pour produire la même quantité d’énergie, durée de vie généralement plus courte.
Panneaux Solaires à Concentration (CPV) :
Caractéristiques : Utilisent des lentilles ou des miroirs pour concentrer la lumière du soleil sur de petites cellules photovoltaïques très efficaces.
Avantages : Très haute efficacité (jusqu’à 40% dans certains cas), bon pour les zones ensoleillées.
Inconvénients : Coût élevé, nécessite un système de suivi solaire pour maximiser la concentration de lumière.
Panneaux Solaires Organiques :
Caractéristiques : Utilisent des matériaux organiques pour convertir la lumière en électricité.
Avantages : Flexibles, légers, potentiel de réduction des coûts de production.
Inconvénients : Moins efficaces, durée de vie plus courte, technologie encore en développement.
Panneaux Solaires Bifaciaux :
Caractéristiques : Captent la lumière du soleil des deux côtés du panneau, augmentant ainsi la production d’énergie.
Avantages : Meilleure production d’énergie, surtout si le sol est réfléchissant.
Inconvénients : Plus coûteux, nécessitent une installation et une orientation spécifiques.
Chaque type de panneau solaire a ses propres applications et est adapté à différents besoins et conditions environnementales. Choisir le bon type dépend souvent de facteurs comme le budget, l’espace disponible, et les conditions d’ensoleillement.
Quelle différence entre un panneau solaire et un panneau photovoltaïque ?
La différence entre un panneau solaire et un panneau photovoltaïque réside principalement dans leur fonction et leur technologie.
Panneau photovoltaïque : C'est un type spécifique de panneau solaire. Il convertit directement la lumière du soleil en électricité grâce à l'effet photovoltaïque. Ces panneaux sont généralement constitués de cellules en silicium ou d'autres matériaux semi-conducteurs qui génèrent un courant électrique lorsqu'ils sont exposés à la lumière.
Panneau solaire : Ce terme est plus général et englobe différents types de technologies qui utilisent l'énergie solaire. Il peut faire référence à :
Panneaux photovoltaïques, comme mentionné ci-dessus.
Panneaux solaires thermiques : Ces panneaux captent la chaleur du soleil pour la transférer à un fluide caloporteur, qui est ensuite utilisé pour chauffer de l'eau ou pour des applications de chauffage.
Donc, tous les panneaux photovoltaïques sont des panneaux solaires, mais tous les panneaux solaires ne sont pas des panneaux photovoltaïques. Les panneaux photovoltaïques se concentrent sur la production d'électricité, tandis que les panneaux solaires thermiques se concentrent sur la production de chaleur.
Quels sont les trois types d'installation photovoltaïque ?
Les installations photovoltaïques se classifient généralement en trois grandes catégories, en fonction de leur usage et de leur intégration dans l'environnement :
Les installations photovoltaïques en autoconsommation : Ces systèmes sont conçus pour produire de l'électricité que le propriétaire utilise principalement pour ses propres besoins. Les surplus peuvent parfois être stockés dans des batteries ou, dans certains cas, revendus au réseau électrique. Ce type d'installation est souvent installé sur les toits des maisons ou des bâtiments.
Les installations photovoltaïques en injection sur le réseau : Dans ce modèle, l'électricité produite est entièrement injectée dans le réseau électrique public. Le propriétaire de l'installation est généralement rémunéré par un contrat d'achat ou une prime pour l'énergie produite. Ces installations sont souvent de grande taille et peuvent se trouver sur des toits de grandes surfaces ou en champs solaires.
Les installations photovoltaïques hybrides : Ces systèmes combinent à la fois l'autoconsommation et l'injection sur le réseau. Ils permettent au propriétaire de consommer une partie de l'électricité produite et de vendre le surplus. Ces installations peuvent aussi inclure des batteries pour stocker l'énergie excédentaire et l'utiliser lorsque la production est insuffisante.
Chaque type d'installation a ses propres avantages et inconvénients en fonction des besoins énergétiques, des objectifs financiers et des réglementations locales.
Quelle est la différence entre un panneau solaire monocristallin et polycristallin ?
Les panneaux solaires monocristallins et polycristallins diffèrent principalement par le type de silicium utilisé dans leur fabrication, ce qui influe sur leur performance, leur coût et leur apparence. Voici les principales différences :
Silicium et fabrication :
Monocristallin : Ces panneaux sont fabriqués à partir de silicium qui a été cristallisé en un seul cristal. Cela se traduit par une structure uniforme et une efficacité plus élevée. Le processus de fabrication est plus complexe et coûteux, mais le rendement énergétique est généralement meilleur.
Polycristallin : Ces panneaux sont fabriqués à partir de silicium fondu et moulé en blocs, puis découpé en wafers. Les cristaux dans le silicium polycristallin sont multiples et moins homogènes, ce qui peut réduire l'efficacité par rapport aux panneaux monocristallins. Le processus de fabrication est plus simple et moins coûteux.
Efficacité :
Monocristallin : Ils ont généralement une efficacité plus élevée, souvent entre 15% et 22%. Cela signifie qu'ils convertissent une plus grande partie de l'énergie solaire en électricité.
Polycristallin : Leur efficacité est généralement plus basse, souvent entre 13% et 17%, car les cristaux multiples dans le silicium peuvent créer des résistances internes qui réduisent la capacité à convertir la lumière en électricité.
Apparence :
Monocristallin : Les panneaux monocristallins ont souvent une couleur noire uniforme et un aspect plus élégant. Ils ont une forme plus homogène.
Polycristallin : Ces panneaux ont une couleur bleue et un aspect plus tacheté en raison de la structure cristalline moins uniforme.
Coût :
Monocristallin : En raison du processus de fabrication plus complexe, les panneaux monocristallins sont généralement plus chers.
Polycristallin : Ils sont souvent moins chers en raison de leur méthode de fabrication plus simple.
Performance dans des conditions de faible luminosité :
Monocristallin : Ils tendent à performer mieux dans des conditions de faible luminosité ou de chaleur élevée.
Polycristallin : Ils peuvent être légèrement moins efficaces dans ces conditions.
En résumé, si l'espace est limité et que vous recherchez le meilleur rendement énergétique, les panneaux monocristallins peuvent être un meilleur choix. Si vous avez plus d'espace et cherchez une option plus économique, les panneaux polycristallins peuvent être une alternative intéressante.
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