Guide complet des panneaux photovoltaïques en Belgique
L’énergie solaire révolutionne le monde de l’électricité, et les panneaux photovoltaïques sont au cœur de cette transformation.
Vous envisagez peut-être d’installer des panneaux solaires chez vous, mais vous vous posez encore beaucoup de questions. Comment fonctionnent-ils exactement ? Quels types existent ? Sont-ils rentables ?
Dans cet article, nous allons explorer le fonctionnement des panneaux solaires et les différents types disponibles sur le marché. Nous aborderons aussi les aspects pratiques de l’installation et du dimensionnement de votre système.
Vous découvrirez également les coûts associés et la rentabilité à long terme de votre investissement.
Enfin, nous vous donnerons des conseils sur l’entretien et la durée de vie de vos panneaux photovoltaïques pour en tirer le meilleur parti.
Fonctionnement des panneaux photovoltaïques
L’effet photovoltaïque, découvert par Alexandre Edmond Becquerel en 1839, est au cœur du fonctionnement des panneaux solaires. Ce phénomène se produit lorsque la lumière du soleil frappe un matériau semi-conducteur, générant ainsi de l’électricité.
Voici comment ça marche : les rayons solaires sont composés de photons, qui contiennent de l’énergie correspondant aux différentes longueurs d’onde du spectre solaire.
Quand un photon heurte une cellule photovoltaïque, son énergie est transférée à un électron dans le matériau semi-conducteur. Cet électron, avec son énergie supplémentaire, s’échappe de sa position normale dans l’atome, créant ce qu’on appelle un “trou”. Cette paire électron-trou est à l’origine du courant électrique.
Une cellule photovoltaïque est en réalité une diode, constituée de deux couches de matériaux semi-conducteurs dopés. L’une conduit les charges négatives, l’autre les charges positives. Ce dopage crée un champ électrique permanent dans la cellule.
Grâce à cet effet diode, les charges négatives sont séparées des charges positives, créant une différence de potentiel entre les couches N et P de la cellule.
Composants d'une installation solaire
Pour que votre système d’énergie solaire fonctionne efficacement, il est essentiel de comprendre ses différents composants. Chaque installation est unique, mais voici les éléments de base que vous retrouverez dans la plupart des systèmes :
- Panneaux solaires : Ce sont les stars de votre installation. Ils captent l’énergie solaire et la convertissent en électricité.
- Onduleurs : Ils transforment le courant continu produit par les panneaux en courant alternatif utilisable dans votre maison.
- Déconnexions DC/AC : Ces dispositifs de sécurité permettent d’isoler les différentes parties du système.
- Compteurs : Ils mesurent la production et la consommation d’électricité.
- Câblage : Il assure la connexion entre tous les composants.
- Système de montage : Il fixe solidement les panneaux sur votre toit ou au sol.
Pour les systèmes hors réseau, vous aurez besoin de composants supplémentaires comme des contrôleurs de charge et des batteries pour stocker l’énergie produite.
Types de cellules solaires
Il existe plusieurs types de cellules solaires, chacune avec ses caractéristiques propres. Voici les principales technologies que vous pouvez rencontrer :
- Monocristallines : Fabriquées à partir d’un seul cristal de silicium, elles offrent généralement le meilleur rendement, mais sont aussi les plus coûteuses.
- Polycristallines : Composées de plusieurs cristaux de silicium, elles présentent un bon compromis entre coût et performance.
- Amorphes : Elles utilisent du silicium non cristallisé et sont souvent utilisées dans les petits appareils comme les calculatrices solaires.
- À couche mince : Cette technologie de deuxième génération inclut les cellules en silicium amorphe, en tellurure de cadmium (CdTe) et en cuivre-indium-sélénium (CIS).
- Pérovskites : Une technologie prometteuse de troisième génération, avec des rendements qui ont rapidement progressé de 3,8% en 2000 à 22,1% actuellement.
- Multijonction : Elles superposent plusieurs couches de cellules pour capter une plus grande partie du spectre solaire, offrant des rendements très élevés, notamment pour les applications spatiales.
Types de panneaux solaires
Lorsque vous envisagez d’installer des panneaux solaires, il est essentiel de comprendre les différents types disponibles sur le marché. Chaque technologie a ses propres caractéristiques, avantages et inconvénients.
Examinons les trois principales catégories de panneaux solaires : monocristallins, polycristallins et à couche mince.
Panneaux monocristallins
Les panneaux solaires monocristallins sont composés de cellules photovoltaïques fabriquées à partir d’un seul cristal de silicium pur, ce qui leur confère plusieurs avantages grâce à cette technologie avancée.
Ils offrent le meilleur rendement du marché, variant entre 18 et 24%, et captent mieux la lumière du soleil, même en cas de faible ensoleillement. Leur couleur uniforme bleu foncé ou noire les rend plus discrets et adaptés à divers styles architecturaux, tandis que leur durabilité est estimée à 30-40 ans, les rendant particulièrement résistants.
Cependant, ces panneaux présentent aussi quelques inconvénients.
En raison de leur processus de fabrication complexe, ils sont généralement plus chers que les autres types. De plus, leur rendement diminue légèrement avec les hautes températures, et ils sont plus lourds que les autres types de panneaux.
Panneaux polycristallins
Les panneaux polycristallins, composés de plusieurs cristaux de silicium, présentent un rendement modéré variant entre 14 et 18%.
Ils se distinguent par leur coût généralement inférieur à celui des panneaux monocristallins et leur apparence bleue hétérogène, les rendant plus visibles sur les toitures.
Leur durabilité est comparable à celle des monocristallins, avec une durée de vie estimée à 30-40 ans.
Cependant, ils présentent quelques inconvénients : une efficacité moindre que les panneaux monocristallins, particulièrement en faible luminosité, et une sensibilité à la chaleur qui entraîne une diminution de leur rendement à hautes températures.
Panneaux à couche mince
Les panneaux à couche mince représentent une technologie plus récente, utilisant différents matériaux semi-conducteurs déposés en couches très fines.
Ils offrent plusieurs avantages, notamment leur flexibilité, les rendant souples et légers, ce qui les adapte à diverses applications. De plus, ils résistent mieux aux hautes températures que les panneaux cristallins et certains types, comme le silicium amorphe, peuvent fonctionner même avec un éclairement faible.
Cependant, cette technologie présente aussi des inconvénients. Leur rendement est généralement plus faible, variant de 5 à 11% selon la technologie. Certains types, comme le silicium amorphe, ont une durée de vie plus courte, d’environ 10 ans.
Enfin, les tests en laboratoire ont montré une dégradation plus rapide que les panneaux cristallins.
Pour vous aider à comparer ces différentes technologies, voici un tableau récapitulatif :
| Monocristallin | Polycristallin | Couche mince | |
|---|---|---|---|
| Rendement | 18-24% | 14-18% | 5-11% |
| Coût | Élevé | Modéré | Faible |
| Durée de vie | 30-40 ans | 30-40 ans | 10-25 ans |
| Performance en chaleur | Moyenne | Moyenne | Bonne |
| Esthétique | Uniforme, foncé | Bleu hétérogène | Variable |
Installation et dimensionnement
Pour obtenir un rendement maximal de vos panneaux solaires, il est crucial de prendre en compte leur orientation et leur inclinaison. L’orientation idéale est le sud, mais le sud-est ou le sud-ouest reste tout aussi rentable. L’inclinaison optimale se situe entre 30° et 35°.
En théorie, l’inclinaison parfaite permettrait aux capteurs d’être perpendiculaires aux rayons solaires. Cependant, la position du soleil varie au fil des saisons. L’hiver, un angle d’environ 60° serait optimal, tandis qu’en été, une inclinaison de 10° à 20° serait préférable.
En pratique, il est recommandé d’incliner les panneaux solaires entre 15° et 45° par rapport au sol. Heureusement, l’inclinaison de votre toiture dicte souvent celle des panneaux, rendant inutiles des travaux supplémentaires pour atteindre l’inclinaison optimale.
Calcul de la puissance nécessaire
Pour déterminer la puissance nécessaire de votre installation solaire, vous devez prendre en compte plusieurs facteurs.
Il faut considérer votre consommation électrique annuelle, le nombre de personnes dans votre foyer, la superficie de votre toiture, le type de panneaux solaires choisis, ainsi que l’ensoleillement de votre région.
Tous ces éléments sont essentiels pour dimensionner correctement votre système photovoltaïque et garantir qu’il répondra efficacement à vos besoins énergétiques.
Voici une formule simple pour estimer le nombre de panneaux dont vous avez besoin :
- Consommation électrique annuelle (kWh) x 1,1 = Résultat
- Résultat / Puissance du panneau souhaité (Wc) = Nombre de panneaux
En Belgique, la puissance effective d’un panneau solaire standard est d’environ 265 Wc. Ainsi, pour une consommation annuelle moyenne, vous auriez besoin de 13 à 14 panneaux solaires, ce qui correspond à une puissance totale d’environ 3.445 Wc.
Il est important de noter qu’à Bruxelles, une installation d’1 kWc produit en moyenne 900 kWh/an, tandis qu’en Wallonie ou en Flandres, elle produit 1.250 kWh/an.
Étapes de l'installation
L’installation de panneaux solaires comprend plusieurs étapes cruciales :
- Choix du type de pose : Il existe différentes options, notamment la surimposition, l’intégration, la pose en façade ou au sol.
- Préparation du matériel : Assurez-vous d’avoir tous les composants nécessaires, y compris les panneaux, les rails de support, les câbles, l’onduleur et le compteur électrique.
- Préparation de la toiture : Si vous optez pour l’intégration, vous devrez retirer le revêtement existant et poser un écran sous-toiture ou un système d’étanchéité.
- Installation des supports : Fixez solidement les rails aux chevrons de la toiture à l’aide de crochets. Cette étape est cruciale pour la stabilité de l’installation.
- Pose des panneaux : Placez soigneusement les panneaux sur les rails de support.
- Installation des abergements : Pour une intégration en toiture, posez des abergements pour assurer l’étanchéité entre les panneaux et le reste de la toiture.
- Raccordement électrique : Connectez l’onduleur à l’installation et au compteur. Cette étape nécessite une bonne compréhension des schémas électriques, car certains panneaux doivent être reliés en série, d’autres en parallèle.
Il est important de noter que l’installation de panneaux solaires est un processus complexe qui nécessite des compétences techniques. Si vous n’êtes pas sûr de vos capacités, il est fortement recommandé de faire appel à un professionnel pour garantir une installation sûre et efficace.
Rentabilité et coûts
En Belgique, le coût d’une installation de panneaux solaires varie entre 4 500 € et 12 500 €. Ce montant peut fluctuer de 5 000 à 15 000 euros (TVA comprise). Ces prix ne tiennent pas compte des frais d’installation, du prix de l’onduleur et du nettoyage.
Le coût final dépend de plusieurs facteurs, notamment :
- Le nombre de panneaux nécessaires
- La puissance de l’installation
- Le type de cellules photovoltaïques
- La qualité des panneaux
- Les frais d’installation
- Les travaux supplémentaires éventuels
Le prix des panneaux solaires varie selon le type, avec les panneaux monocristallins coûtant entre 200 et 400 €, les polycristallins entre 150 et 300 €, et les amorphes autour de 150 €.
Pour calculer le prix d’un panneau solaire, vous devez considérer le prix par Watt-crête (Wc), qui est généralement compris entre 1,1 € et 1,7 €/Wc. Cette mesure vous permet d’évaluer plus précisément le coût en fonction de la puissance du panneau, indépendamment de sa taille ou de son type spécifique.
Aides financières et subventions
Bien que les primes directes pour l’installation de panneaux solaires aient été supprimées dans certaines régions, il existe encore des aides financières pour encourager l’adoption de l’énergie solaire en Belgique.
En Wallonie, le Rénoprêt offre un prêt à taux zéro jusqu’à 60 000 € pour les travaux de rénovation, y compris l’installation de panneaux solaires.
À Bruxelles, le système des certificats verts reste en place, avec Brugel délivrant 1,95 CV par MWh produit pour les installations dont la puissance est inférieure ou égale à 5 kWc en 2024, le prix moyen d’un certificat vert étant de 95 €. De plus, certaines communes bruxelloises proposent des primes communales, et le crédit Ecoreno du fonds du logement bruxellois offre un financement avantageux jusqu’à 25 000 €.
En Flandre, le prêt MijnVerbouwLening permet de financer l’installation de panneaux photovoltaïques pour certains publics cibles.
Enfin, dans toute la Belgique, une TVA réduite à 6 % s’applique pour l’installation de panneaux solaires sur des bâtiments de moins de 10 ans.
Temps de retour sur investissement
Le retour sur investissement (RSI) est un indicateur crucial pour évaluer la rentabilité de votre installation photovoltaïque. Il se calcule en divisant la différence entre les gains et le coût de l’investissement par le coût de l’investissement.
Plusieurs facteurs influencent la rentabilité de votre installation, notamment la puissance des panneaux, le coût de l’installation, la quantité d’énergie produite et votre consommation d’énergie.
Ces éléments jouent un rôle déterminant dans l’évaluation de la performance financière de votre projet photovoltaïque.
En moyenne, une installation se rentabilise en 10 à 15 ans, mais certains foyers peuvent atteindre la rentabilité après 8 ans. Voici un exemple concret :
Pour un ménage de 4 personnes consommant 4500 kWh par an :
- Puissance nécessaire : 5300 kWh par an
- Nombre de panneaux (400 Wc) : 13
- Économie annuelle (avec un prix du kWh à 0,30 €) : 1350 €
- Coût de l’installation : 10 000 €
- Délai de récupération : environ 7 ans
Il est important de noter que les panneaux solaires ont une durée de vie d’environ 25 ans, ce qui signifie que vous pourrez profiter de l’électricité gratuite pendant longtemps après avoir récupéré votre investissement initial.
En conclusion, malgré la suppression de certaines primes directes, l’investissement dans le photovoltaïque reste très rentable grâce aux économies d’énergie réalisées, à la technologie abordable et performante, et à la longue durée de vie des panneaux.
Entretien et durée de vie
Pour optimiser la performance et la longévité de vos panneaux photovoltaïques, un entretien régulier est essentiel. Bien que la pluie puisse naturellement nettoyer les panneaux dans certaines conditions, un nettoyage périodique reste recommandé.
Pour nettoyer vos panneaux, utilisez de l’eau tiède non calcaire et une éponge douce. Évitez l’eau froide sur des panneaux chauds pour prévenir les chocs thermiques. N’utilisez pas de produits abrasifs, de solvants ou de détergents qui pourraient endommager la surface des panneaux.
La fréquence de nettoyage dépend de l’environnement de votre installation. En général, un nettoyage tous les quatre ans suffit. Cependant, un contrôle annuel dans le cadre d’un contrat de maintenance avec votre installateur est recommandé.
Pour les panneaux solaires thermiques, la maintenance est plus rigoureuse. Un professionnel devrait vérifier annuellement :
- La pression de l’eau (minimum 1 bar)
- La quantité de glycol (antigel)
- Le fonctionnement des organes de sécurité
- L’étanchéité du système
- L’état de la pompe, du vase d’expansion et des raccordements électriques
N’oubliez pas l’entretien de l’onduleur, essentiel à votre installation. Nettoyez les entrées d’air annuellement et vérifiez les témoins lumineux.
La durée de vie moyenne d’un onduleur étant d’environ 10 ans, prévoyez son remplacement au moins une fois pendant la durée de vie de votre installation.
Garanties
Votre installation solaire bénéficie de plusieurs garanties pour assurer sa performance et sa longévité.
La garantie biennale couvre tous les problèmes potentiels durant les deux premières années après l’installation, tandis que la garantie décennale assure la réparation de tout dommage affectant la solidité de l’ouvrage pendant 10 ans.
La garantie produit couvre le fonctionnement du matériel, généralement pour 10 à 15 ans, mais peut aller jusqu’à 25 ans selon les fabricants. La garantie puissance, quant à elle, assure que les panneaux maintiennent un certain taux de leur puissance d’origine sur une durée donnée.
Il est à noter que certains fabricants, comme EDF ENR, offrent des garanties plus étendues. Par exemple, ils garantissent 93,1% de la puissance d’origine des panneaux de la 1ère à la 10e année, et 85% de la 11e à la 20e année.
Durée de vie moyenne des panneaux
La durée de vie moyenne des panneaux solaires est estimée entre 25 et 30 ans, mais peut varier de 20 à 50 ans selon la qualité et l’entretien. Certaines études suggèrent même que cette estimation pourrait être sous-évaluée.
Facteurs influençant la durée de vie :
- Qualité des panneaux et de l’installation
- Conditions climatiques (températures extrêmes peuvent réduire la durée de vie)
- Entretien régulier
La perte de rendement annuelle est d’environ 0,5% en Belgique, contre plus de 1% dans les pays très chauds. La plupart des marques de qualité garantissent une perte de rendement de -0,5% à -0,7% par an.
| Durée de vie moyenne | |
|---|---|
| Panneaux solaires | 25-30 ans |
| Onduleur central | 10-15 ans |
| Micro-onduleur | 20 ans |
| Batterie solaire | 7-10 ans |
Pour maximiser la durée de vie de votre installation, contrôlez régulièrement la production d’énergie, vérifiez le câblage et nettoyez les panneaux avant la période estivale. Un entretien approprié peut considérablement prolonger la durée de vie et l’efficacité de votre système photovoltaïque.
Conclusion
Pour conclure, les panneaux photovoltaïques ont une influence considérable sur notre façon de produire et de consommer l’électricité. Leur installation demande une réflexion approfondie sur le type de panneau, l’orientation, et le dimensionnement pour optimiser le rendement.
Bien que l’investissement initial puisse sembler conséquent, les économies à long terme et les aides financières disponibles rendent cette technologie de plus en plus accessible.
L’entretien régulier et le respect des garanties sont essentiels pour tirer le meilleur parti de votre installation solaire. Avec une durée de vie moyenne de 25 à 30 ans, les panneaux solaires représentent un investissement durable pour l’avenir.
En fin de compte, le passage à l’énergie solaire n’est pas seulement bénéfique pour votre portefeuille, mais contribue aussi à un avenir plus vert et plus durable.