Les panneaux solaires mixtes : une solution 2 en 1
L’énergie solaire représente une source abondante d’électricité et de chaleur, donnant lieu à des solutions toujours plus nombreuses pour réduire l’impact environnemental des bâtiments. Les panneaux solaires mixtes, parfois qualifiés de panneaux solaires hybrides, associent des capteurs photovoltaïques et thermiques pour exploiter de manière optimale l’énergie du soleil.
Accessible à un prix d’environ 300 €/m², ils permettent de faire d’importantes économies et d’améliorer considérablement l’autonomie énergétique d’un logement.
La technologie des panneaux solaires mixtes : électricité et chaleur
L’énergie du soleil est valorisée soit par la production d’électricité à partir de ses rayons lumineux, soit par la génération de chaleur en exploitant l’effet de serre. La technologie du panneau solaire mixte consiste à coupler ces 2 modes d’exploitation de l’énergie solaire dans un même équipement. Cette installation est connue sous différentes dénominations : capteur hybride, système solaire PV-T pour photovoltaïque-thermique ou encore panneau de cogénération solaire.
Un panneau solaire hybride PV-T est composé de 2 modules :
- La cellule photovoltaïque qui se trouve sur la face extérieure est identique à celles des panneaux photovoltaïques classiques. Elle peut être monocristalline ou polycristalline, c’est-à-dire issue d’un cristal de silice unique ou de plusieurs cristaux.
- Dans la partie arrière du panneau, un échangeur thermique capte la chaleur et la transmet au bâtiment, soit pour la production d’eau chaude sanitaire, soit pour le chauffage.
Le système d’accumulation et de diffusion de la chaleur contient :
- De l’eau ou un liquide caloporteur dans le cas de panneaux PV-T à eau, ou panneaux hydrovoltaïques
- De l’air dans le cas de panneaux PV-T à air, ou panneaux aérovoltaïques
Le rendement photovoltaïque d’un panneau solaire mixte est supérieur à celui d’un panneau solaire standard grâce au refroidissement offert par le réseau thermique. En effet, une cellule photovoltaïque a une efficacité optimale à moins de 25 °C, alors qu’un panneau classique peut atteindre une température supérieure à 70 °C. Les systèmes PV-T eau sont généralement plus performants que les équipements PV-T air et certains modèles sont équipés d’un système de vidange pour limiter les risques de gel.
Installation et entretien
L’installation de panneaux solaires mixtes est possible dans toutes les régions françaises, même celles à faible ensoleillement, car l’énergie solaire transmise au panneau reste importante par temps nuageux. Les règles de pose et d’entretien sont les mêmes que pour tous types de capteurs solaires :
- Installation :
Que les capteurs solaires soient mis en place au sol ou sur un bâtiment, avec ou sans intégration au bâti, 3 critères clés sont déterminants pour leurs performances :- Le masque solaire : l’arrivée des rayons ne doivent pas être stoppée par des obstacles qui créent des zones d’ombre sur le panneau solaire. La prise en compte des éléments de grande hauteur aux alentours est donc essentielle : arbres, collines, immeubles, autres parties du bâtiment…
- L’orientation : dans l’hémisphère nord, les panneaux solaires doivent idéalement faire face au sud pour capter un maximum de rayons. En fonction de la configuration des lieux, une exposition de type sud-est ou sud-ouest peut être plus intéressante pour obtenir un équilibre idéal entre le masque solaire, l’angle d’incidence et l’exposition.
- L’inclinaison : l’énergie convertie par le panneau est maximale lorsque le rayon lumineux arrive avec un angle d’incidence de 90°. Avec des panneaux fixes, cet angle varie au cours de la journée car l’orientation du soleil n’est pas constante au fil des heures. De même, la hauteur du soleil dans le ciel n’est pas la même tout au long de l’année. Le choix de l’inclinaison vise donc à obtenir le meilleur compromis en tenant compte des changements de position relative de la Terre et du soleil, soit généralement entre 10 et 15° au Sénégal
- Entretien :
- Si les panneaux solaires sont suffisamment rincés par la pluie, aucun entretien n’est nécessaire.
- En cas de dépôts persistants de poussière, pollen, feuilles ou autres souillures, un nettoyage permet de préserver leur rendement. Il est alors recommandé d’utiliser de l’eau savonneuse, sans produit détergent agressif et à température ambiante pour éviter de créer un choc thermique.
Les avantages et les inconvénients des panneaux solaires mixtes PV-T
Les panneaux solaires hybrides présentent à la fois des points forts et des faiblesses :
Atouts et points faibles des panneaux solaires mixtes | |
Avantages des panneaux solaires mixtes | Inconvénients des panneaux solaires mixtes |
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Le prix des panneaux solaires mixtes photovoltaïques et thermiques
Le coût d’installation de panneaux solaires PV-T en toiture par une entreprise labellisée RGE est d’environ 300 €/m², incluant la fourniture du matériel et la main-d’œuvre. À ce tarif s’ajoute le prix de pose d’équipements complémentaires, comme un chauffe-eau solaire ou une batterie de stockage pour l’électricité.
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