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Comment fonctionne l’énergie solaire ?

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La recherche d’alternatives pour remplacer les énergies fossiles est un défi majeur de notre société actuelle. Construire des bâtiments propres et plus respectueux de l’environnement est une priorité de la transition énergétique. Pour y parvenir, l’énergie solaire apparaît comme une solution idéale. Mais comment fonctionne-t-elle réellement ? Quelles sont les différents types d'installations et leurs avantages respectifs ? Welink Builders vous répond.

 

 

Sommaire :

 

1. Qu’est-ce que l’énergie solaire ?

2. Comment fonctionne l’énergie solaire ?

  • a. Les panneaux solaires photovoltaïques
  • b. Les panneaux solaires thermiques
  • c. Les panneaux solaires hybrides

3. Les avantages de l’énergie solaire

  • a. Une démarche durable
  • b. Un contexte politique et réglementaire favorable
  • c. Un coût d’acquisition qui diminue

 

 

1. Qu’est-ce que l’énergie solaire ?

 

L'énergie solaire consiste « tout simplement » à convertir la ressource naturelle constituée par les rayonnements solaires (lumière et/ou chaleur) en énergie utilisable au quotidien : un courant électrique ou de la chaleur. Elle permet d’éviter la consommation d’énergies fossiles comme le gaz, le fioul ou l’électricité provenant des centrales nucléaires. Autre avantage : cette ressource est gratuite, inépuisable et disponible partout dans le monde. 

 

Ses seuls inconvénients résident dans le coût d’acquisition parfois élevé des installations et la nécessité de stocker le surplus d’énergie qui ne peut pas être consommée immédiatement. Dans le cas d’un usage exclusif en autoconsommation, il est donc conseillé d’utiliser une batterie solaire pour différer l’utilisation de l’électricité.

 

 

2. Comment fonctionne l’énergie solaire ?

 

L’énergie solaire est connue des consommateurs mais son mode de fonctionnement l’est beaucoup moins. En raison du budget d’acquisition important des installations, bon nombre d’entre eux ne prennent pas le temps de se renseigner sur les possibilités qui s’offrent à eux. Il est par exemple fréquent de penser qu’il n’existe qu’un seul type de panneaux solaires. Or, ce n’est pas le cas et il est possible de choisir un équipement qui s’adapte à vos besoins, votre consommation et votre localisation géographique.

 

 

Les panneaux solaires photovoltaïques

Il s’agit des panneaux les plus répandus et les plus connus. Le principe de base des panneaux photovoltaïques est de convertir la lumière du soleil en un courant électrique continu

 

La surface des panneaux solaires est recouverte de cellules photovoltaïques semi-conductrices (le plus souvent en silicium). Les électrons du silicium se mettent en mouvement et circulent à l’intérieur du panneau lorsqu’ils sont en contact avec les photons des rayons du soleil. Cette mise en mouvement est possible grâce à la présence d’un pôle négatif et d’un pôle positif dans la composition du panneau (tout comme une pile ou une batterie). 

 

Le déplacement des électrons du silicium entre les deux pôles du panneau crée un courant électrique continu. Pour être utilisable sur le réseau électrique, il est nécessaire d’utiliser un onduleur qui convertit ce courant continu produit en courant alternatif.

 

Il est ensuite possible de choisir entre plusieurs modes de consommation :

  • utiliser cette électricité pour son propre compte et alimenter directement la construction concernée (autoconsommation) ;
  • revendre intégralement l’énergie produite pour transformer son installation en source de revenus complémentaire ;
  • alimenter son logement avec une partie de l’électricité produite et revendre le surplus non consommé immédiatement.

 

 

Les panneaux solaires thermiques

Moins connus, les panneaux solaires thermiques ne produisent pas d’électricité. C’est ici la chaleur produite par les rayonnements du soleil qui est récupérée pour un usage domestique (ou autre). 

 

La surface des panneaux solaires est composée d’un matériau à forte inertie pour emmagasiner un maximum de chaleur. Les capteurs peuvent prendre la forme de plaques en métal sombre ou directement de tubes en plastique noir (non vitrés). Cette deuxième option réduit la durée de vie des panneaux puisque les tuyaux contenant le liquide ne sont pas protégés des agressions courantes extérieures.

 

La chaleur récupérée est transmise à un fluide caloporteur qui est ensuite utilisé pour l’eau chaude sanitaire, l’eau du réseau de chauffage de la construction (plancher chauffant ou radiateurs) ou encore pour l’eau d’une piscine. Il est également possible de trouver des capteurs à air qui propulsent de l’air chaud à l’intérieur du bâtiment pour le chauffer à la manière des climatisations réversibles.

 

Attention, en fonction des zones géographiques et du climat associé, l’installation de panneaux solaires thermiques pourrait être plus ou moins performante. Directement lié à la température extérieure, le rendement envisageable pour cet équipement doit être étudié par un professionnel du secteur avant d’être mis en œuvre. À défaut d’une bonne performance, vous pourrez vous orienter sur un système utilisant la géothermie (chaleur du sol), beaucoup moins sensible aux variations de température extérieure. 

 

 

Les panneaux solaires hybrides

Encore très peu répandus et extrêmement méconnus, les panneaux solaires hybrides allient les deux technologies précédentes en un seul produit. Ils sont donc capables de produire à la fois de la chaleur et de l’électricité (principe de la cogénération). La face supérieure est revêtue de cellules photovoltaïques et sont chargées de produire de l'électricité. La partie arrière comporte les capteurs thermiques réchauffant le fluide caloporteur ou de l’air.

 

Tout comme les panneaux thermiques, il existe des panneaux solaires hybrides à air (aérovoltaïques) ou à eau. La présence d’air ou d’eau dans les panneaux photovoltaïques permet d’éviter une surchauffe des équipements et d’améliorer leur performance.

 

L’inconvénient des installations hybrides reste leur coût d’acquisition relativement élevé et une plus forte sensibilité aux variations de température.

 

 

3. Les avantages de l’énergie solaire

 

Une démarche durable

L’énergie solaire est une alternative sérieuse pour éviter la consommation d’énergies fossiles, responsables de tensions géopolitiques et de l’émission de dioxyde de carbone (CO2). Le rayonnement solaire est en effet gratuit, inépuisable et disponible partout sur Terre. 

 

Si la fabrication et le transport des panneaux solaires a effectivement un impact sur l'environnement, il est largement compensé par ses performances. Une fois installés, les panneaux ne génèrent plus aucun gaz à effet de serre et produisent une énergie propre. Leur composition leur permet également d’être presque entièrement recyclables en fin de vie. Enfin, l’énergie solaire peut être utilisée pour produire de l’hydrogène vert. Une autre source d'énergie durable aux nombreux usages possibles (le stockage d’électricité ou le transport par exemple). 

 

Pour inscrire l’intégration de l’énergie solaire dans une logique entièrement éco-responsable, elle doit être associée à une architecture durable. L’objectif est d’utiliser la composition et l’architecture des bâtiments pour les rendre peu gourmands en énergie. 

 

 

Un contexte politique et réglementaire favorable 

Dans un contexte de transition écologique, la RE 2020 (réglementation environnementale), remplace peu à peu la RT 2012 dans les bâtiments neufs. Ce texte vise à réduire drastiquement les besoins énergétiques des constructions mais également de tendre vers des bâtis autonomes en énergie. Dans cette optique, les consommations d’énergies non renouvelables sont limitées et les maîtres d’ouvrage sont incités à choisir des énergies produites à partir de ressources renouvelables ou de matériaux biosourcés (chauffage au bois par exemple). 

 

La rénovation énergétique des logements est également une priorité nationale clairement affichée par le gouvernement depuis quelques années. Les nombreux dispositifs d’aides financières disponibles le prouvent : éco-prêt à taux zéro, MaPrimeRénov', etc…

 

Cet environnement politique et réglementaire est donc des plus favorables pour envisager de repenser la consommation énergétique de votre logement.

 

 

Un coût d’acquisition qui diminue

Depuis dix ans, le coût d’acquisition des installations solaires a énormément diminué. Les techniques de production sont de mieux en mieux maîtrisées et le nombre de fabricants proposant ce genre de produits augmente. Dans le même temps, le prix des composants est également en baisse, permettant de réduire peu à peu le coût de fabrication.

 

Parallèlement à ces baisses de prix, les performances des produits s’améliorent. Conséquence : le temps nécessaire pour rentabiliser une installation est moins important qu’auparavant, poussant les consommateurs à envisager de plus en plus sérieusement l’énergie solaire dans leur logement. 

 

Enfin, dans un contexte de fluctuation permanente des prix de l’énergie, le choix de l’énergie solaire réduit la dépendance aux fournisseurs traditionnels d’électricité. En plus d’être écologique, le solaire évite d’être soumis aux hausses de tarifs répétées, rendant ainsi l’opération plus rentable d’années en années. 

 

Si vous envisagez d’installer des panneaux solaires, n’hésitez pas à demander conseil à un professionnel. L’offre disponible sur le marché est de plus en plus large et toutes les solutions ne sont peut-être pas adaptées à votre construction ou à votre budget. Un installateur qualifié pourrait aussi vous renseigner sur les aides de l’État dont vous pourriez bénéficier pour réduire votre investissement initial.

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