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Quelles sont les composantes d’une installation solaire ?

L’énergie solaire est abondante, illimitée, disponible partout et écologique. Il existe différentes manières de l’exploiter. L’énergie solaire passive consiste à utiliser des matériaux isolants pour la maison qui va de fait emmagasiner naturellement la chaleur du soleil. L’énergie solaire thermique est notamment utilisée pour chauffer l’eau grâce à un chauffe-eau solaire. Enfin, l’énergie solaire photovoltaïque transforme le rayonnement solaire en électricité. De quoi se compose une installation solaire ? Quelles sont les différentes installations photovoltaïques et quel en est le coût ? TotalEnergies répond à ces questions dans cet article.

 

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Quels sont les principaux équipements d’une installation solaire ?

La cellule photovoltaïque est l’élément central de l’installation photovoltaïque. Un module photovoltaïque se compose de plusieurs cellules et un panneau comporte plusieurs modules. Ce sont ces panneaux qui produisent l’électricité. D’autres éléments sont ajoutés afin d’acheminer l’électricité vers le circuit, d’en réguler la tension, le voltage ou encore de la stocker. Cet ensemble d’éléments est appelé B.O.S. (Balance Of System). Les panneaux solaires et le B.O.S. composent le système photovoltaïque. Ce dernier se décline de différentes manières.

Le système photovoltaïque simple

Avec ce système, une fois que l’électricité est produite, elle est conditionnée puis acheminée. Le B.O.S. contient alors :

  • Un onduleur solaire : c’est le premier élément du B.O.S. à entrer en jeu. C’est lui qui convertit le courant continu des panneaux solaires en courant alternatif (celui utilisé pour la maison) avant qu’il soit acheminé vers le panneau de distribution principal auxquels sont reliés les équipements électriques. 
  • Un système de fixation des panneaux solaires : il supporte le poids des panneaux (environ 20 kg chacun) et les contraintes liées à l’environnement comme les intempéries. 
  • La connectique : elle comporte des câbles et des protections qui raccordent les panneaux entre eux et qui les relient aux autres éléments. 
  • Un régulateur de charge : il peut être intégré à l’onduleur et a pour rôle de contrôler le courant que délivre chaque panneau. 
  • Un système de supervision : indispensable pour vérifier le bon fonctionnement de l’installation photovoltaïque. 
  • Un compteur de production : il permet de suivre la production de l’installation.
  • Des disjoncteurs.
  • Un panneau de distribution

 

Selon le choix de chacun de ces éléments, la performance du système sera différente. Si l’un de ces composants est défaillant, la production sera moins rentable.

 

Le système photovoltaïque autoconsommation

Ce système est choisi lorsque l’on veut consommer sa propre production d’électricité, voire vendre le surplus quand il y en a. Les appareils électriques du logement fonctionnent grâce à l’électricité produite en journée. Si elle est insuffisante, le réseau du fournisseur prend le relai. S’il y a des excédents, ils sont dirigés vers le réseau pour être vendus à l’opérateur (EDF ou une Entreprise Locale de Distribution, ELD). L’onduleur s’occupe quant à lui de répartir la charge électrique.

 

Le système d’autoconsommation photovoltaïque est relié à deux compteurs : un pour la production et un autre pour la consommation. Il existe également des compteurs bi-directionnels qui ont les deux fonctions.

 

Le système photovoltaïque avec stockage

Au lieu de revendre au distributeur l’électricité produite en surplus, vous pouvez la stocker afin de la consommer ultérieurement. Pour cela, le système photovoltaïque avec stockage utilise une batterie. Pendant la journée, l’énergie solaire non utilisée par les appareils électriques du logement est stockée sur la batterie. Cette dernière prend le relai lorsque l'ensoleillement n’est pas suffisant et ne permet pas la production d’électricité.

Les différents types d’installation photovoltaïque

Si vous décidez d’utiliser l’énergie solaire, il reste à savoir où installer le système photovoltaïque. Vous avez plusieurs options.

 

L’installation de panneaux solaires intégrés au bâti

 

La maison peut devenir le support des panneaux solaires. On parle alors d’installation photovoltaïque avec Intégration Au Bâti (IAB). 

 

L’installation sur la toiture représente la configuration la plus classique. La toiture doit de préférence être orientée au sud, d’un seul tenant et dégagée. Grâce à différents systèmes de montage, les panneaux se fixent aussi bien sur une toiture inclinée que sur une toiture plate. En revanche, le nombre de modules sera plus important sur un toit plat. Pour gagner en efficacité sur un toit plat, il est possible de poser les modules sur des châssis inclinés.

 

Sur une toiture inclinée, les panneaux solaires peuvent s’installer dans le plan de la toiture et en assurer l’étanchéité. Ils remplacent alors les tuiles ou les ardoises et ne doivent pas dépasser le plan de la toiture au-delà de 2 cm. 

 

Ils peuvent aussi être posés parallèlement au plan de la toiture sans contrainte de hauteur. On parle d’Intégration en Surimposition au Bâti (ISB). Ce système est moins onéreux à l’installation.  

 

Pour choisir l’installation adéquate en fonction de vos besoins, il convient d’estimer la puissance surfacique, exprimée en Wc (Watt Crête). Un Wc représente la puissance maximale fournie avec un ensoleillement standard de 1 000 W/m2 à 25°C.

 

Type d’installation sur toiture

Puissance surfacique

ISB : modules parallèles au rampant sur toiture inclinée

130 à 180 Wc par m² de toiture dégagée

Modules à plat sur toiture plate

115 à 145 Wc par m² de toiture dégagée

Modules sur châssis inclinés à 30° sur toiture plate

60 à 80 Wc par m² de toiture dégagée

Modules sur châssis inclinés à 10° et orientés Est/Ouest sur toiture plate

140 à 180 Wc par m² de toiture dégagée

Source : photovoltaique.info, mise à jour 2019


Le panneau solaire maison est également possible en façade du bâtiment, en parement, en garde-corps ou encore en brise-soleil. Privilégiez la façade orientée au sud pour ce genre d’installation.

 

L’installation de panneaux solaires au sol

L’installation non intégrée a l’avantage d’être indépendante du bâtiment. Les panneaux sont donc installés au sol et n’ont pas besoin de soustraire des éléments d’étanchéité. Ils nécessitent cependant beaucoup d’espace. C’est pourquoi ce type d’installation est généralement réservé aux projets d’envergure. 

 

L’installation au sol se fait soit en parc photovoltaïque sur un terrain nu, soit sous forme d’ombrière sur une aire de stationnement. Ainsi, votre ombrière protège votre véhicule du soleil et des intempéries tout en produisant de l’énergie.

 

Dans le premier cas, il faut réserver plusieurs hectares, voire plusieurs dizaines d’hectares pour un rendement optimal.

Quel est le prix d’une installation solaire ?

Le prix de l’installation varie en fonction du matériel choisi et de la pose du panneau solaire. 

 

Une installation photovoltaïque de taille moyenne (environ 3 kWc) coûte entre 9 000 et 12 000 € TTC. 

 

Mais le montant de la facture à court et long terme dépend aussi :

  • Du calcul de panneaux solaires nécessaires ;
  • De la qualité des matériaux utilisés qui influe sur la durée de vie du panneau solaire ;
  • Du prix de l’installation qui comprend les panneaux et l’onduleur et du prix du raccordement (de 3 000 à 4 000 € par kWh) ;
  • Des éventuels travaux d’étanchéités et de renforcement de la charpente à réaliser ; 
  • Du prix du changement de l’onduleur qui doit s’effectuer tous les 10 ans (de 1 000 à 2 000 €).

 

Pour acheter vos panneaux solaires, comparez les prix au m² à puissance égale. En effet, c’est cette dernière qui détermine la quantité d’électricité produite.

 

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Les aides financières

 

Afin d’inciter l’utilisation d’énergies renouvelables, l’État a mis en place plusieurs aides financières pour les installations solaires , mais aussi pour la production d’électricité.

 

La prime à l’autoconsommation

Si vous avez opté pour une installation photovoltaïque autoconsommation, vous pouvez bénéficier d’une prime à l’investissement. Le montant est mis à jour tous les trimestres et dépend de la puissance de l’installation.

 

Par exemple, jusqu'au 30 septembre 2020 il était de 390 € par kWc pour une puissance d’installation inférieure ou égale à 3 kWc.

Le taux de TVA réduit

La taxe sur les panneaux solaires raccordés au réseau et ayant une puissance inférieure ou égale à 3 kWc est fixée à un taux de 10 %.

 

Les aides des collectivités locales

En plus des aides de l’État, certaines collectivités (mairie, conseil départemental ou régional) proposent des aides à l’installation photovoltaïque. Pour savoir si vous êtes éligible, prenez contact avec vos collectivités.

 

Les aides à la production

Lors de la demande de raccordement effectuée auprès du gestionnaire de réseau (Enedis ou une Entreprise Locale de Distribution), le prix initial d’achat de l’électricité et le montant de la prime sont fixés. Le contrat d’achat est déterminé sur une durée de 20 ans.

 

Vous pouvez prétendre aux aides publiques uniquement si vous avez recours à une entreprise qualifiée, que votre installation soit inférieure à 9 kWc ou à 100 kWc. 

 

Attention, si votre installation est supérieure à 3 kWc, les revenus issus de la vente de l’électricité sont soumis à l’impôt sur le revenu.

 

Vous êtes exonéré si la puissance est inférieure à 3 kWc, mais aussi si votre installation est raccordée en deux points maximum au réseau public ou si elle n’est pas affectée à l’exercice d’une activité professionnelle.

 

Vous savez désormais de quoi se compose une installation solaire, quel système privilégier selon vos besoins, où l’installer et les aides auxquelles vous avez droit.

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