Différents types de panneaux solaires photovoltaïques

Le principe de base des panneaux solaires

Un panneau solaire photovoltaïque transforme directement la lumière du soleil en électricité grâce à des cellules en silicium. Le silicium est un matériau semi-conducteur qui absorbe les photons du rayonnement solaire et libère des électrons, ce qui crée un courant électrique continu. Ce courant est ensuite converti en courant alternatif par un onduleur pour alimenter le logement ou être injecté sur le réseau.

Sur une installation domestique moderne, le rendement réel des panneaux se situe généralement entre 18 et 22 pour cent pour les modèles les plus courants. La performance dépend de la qualité des cellules, de l’orientation, de l’inclinaison, de la température et de l’ensoleillement local.

Les panneaux solaires monocristallins

Les panneaux monocristallins sont constitués de cellules issues d’un seul cristal de silicium. Ce silicium est fondu puis lentement recristallisé en lingots très purs. Il est ensuite découpé en fines plaquettes qui servent de base aux cellules. Cette structure uniforme permet aux électrons de circuler plus facilement, ce qui améliore le rendement.

Les cellules monocristallines se reconnaissent à leur couleur sombre et homogène, souvent bleu nuit tirant sur le noir. Elles sont généralement octogonales ou découpées de manière à optimiser la surface active. Les modules monocristallins actuels affichent les meilleurs rendements du marché résidentiel, avec des valeurs de l’ordre de 20 à 23 pour cent pour les panneaux haut de gamme. Ils produisent donc plus d’électricité à surface égale et sont particulièrement adaptés aux toitures de petite taille ou aux sites où chaque mètre carré compte.

Cette performance a un coût d’achat un peu plus élevé que les autres technologies, mais comme la production sur la durée est supérieure, le coût du kilowattheure produit reste très compétitif. C’est aujourd’hui le type de panneau le plus posé sur les toitures des particuliers.

Les panneaux solaires polycristallins

Les panneaux polycristallins sont fabriqués à partir de silicium qui se solidifie en formant de nombreux petits cristaux. Vu de près, on distingue des nuances et des facettes qui témoignent de ces cristaux multiples. Les cellules polycristallines sont en général de couleur bleu profond ou bleu nuit, avec un aspect légèrement flammé ou marbré.

Le procédé de fabrication est plus simple et moins coûteux que pour le monocristallin, ce qui se reflète dans le prix des panneaux. En contrepartie, le rendement est un peu plus faible. Sur les panneaux modernes, il se situe en pratique autour de 16 à 19 pour cent, selon les gammes. Dans de bonnes conditions d’ensoleillement, un système polycristallin de 1 kilowatt-crête installé sur environ 8 à 9 mètres carrés peut produire entre 900 et 1300 kilowattheures par an selon la région et l’orientation du toit.

Pendant longtemps, les panneaux polycristallins ont représenté un excellent compromis entre coût et performance. Ils restent intéressants lorsque la surface disponible n’est pas une contrainte majeure et que l’objectif principal est de réduire l’investissement initial tout en bénéficiant d’une production correcte. Néanmoins, la baisse des coûts des panneaux monocristallins fait que ces derniers tendent à les remplacer progressivement sur le marché résidentiel.

Les panneaux solaires à couche mince et cellules amorphes

Les panneaux dits à couche mince utilisent une technologie différente. Le silicium n’est plus découpé en plaquettes épaisses mais déposé en très fine couche sur un support en verre, en métal ou en plastique. Lorsque le silicium est désordonné à l’échelle microscopique, on parle de silicium amorphe.

Cette technologie permet des modules plus légers, parfois souples ou directement intégrés à des membranes d’étanchéité. Elle est particulièrement intéressante pour certains bâtiments industriels, pour des toitures légèrement courbes ou lorsque l’on souhaite des produits souples et faciles à transporter, par exemple pour des usages nomades.

En revanche, le rendement des panneaux à couche mince en silicium amorphe reste nettement inférieur à celui des panneaux cristallins. Il se situe souvent entre 7 et 12 pour cent selon les produits. Il faut donc davantage de surface pour produire une même quantité d’électricité. Dans un contexte domestique classique, où la surface de toiture est limitée, ces panneaux sont moins utilisés. Ils gardent cependant un intérêt pour des applications spécifiques ou pour les grandes toitures où la légèreté et l’intégration priment sur la performance au mètre carré.

Quel type de panneau choisir pour son installation

Pour un particulier qui souhaite équiper sa maison, le choix se fait le plus souvent entre panneaux monocristallins et polycristallins. Les panneaux monocristallins s’imposent lorsque le toit est peu étendu ou partiellement ombragé, car leur rendement élevé permet de maximiser la production sur une surface réduite. Les panneaux polycristallins peuvent rester pertinents lorsque la surface disponible est confortable et que la priorité absolue est le coût d’achat, même si l’écart de prix se réduit au fil des années.

Les panneaux à couche mince ou en silicium amorphe constituent plutôt une solution de niche. Ils peuvent se révéler intéressants pour des architectures particulières, des toitures industrielles ou des installations où le poids et la flexibilité sont déterminants.

Dans tous les cas, le type de panneau n’est qu’un des éléments de la performance globale. L’orientation, l’inclinaison, la qualité de la pose, la présence ou non d’ombres portées, le choix de l’onduleur et la qualité de la ventilation arrière jouent un rôle tout aussi important. Un installateur qualifié pourra proposer une combinaison adaptée à la configuration du bâtiment, aux habitudes de consommation et au budget disponible.