Voici un guide simple, détaillé et à jour sur les nouveaux panneaux solaires.

Si vous voulez tout apprendre sur les panneaux de dernière génération, alors vous êtes au bon endroit.

Au sommaire :

Que vous soyez simplement curieux/euses ou sur le point d’investir, j’espère que vous apprécierez ce guide.

Commençons sans plus attendre.

Bouton offre tarifaire installation solaire avec panneau solaire dernière génération

CHAPITRE 1 :

Panneau photovoltaïque : définition & fonctionnement

Qu’est-ce qu’un Panneau Photovoltaïque ?


Un panneau photovoltaïque est un dispositif mesurant environ 1,7m de hauteur pour 1m de largeur, et permettant de transformer le rayonnement solaire en électricité. 

Chaque panneau, aussi appelé “module”, est composé de cellules photovoltaïques fabriquées à partir du silicium.

Le silicium est un matériau semi-conducteur qui va réagir avec les photons présents dans les rayons du soleil pour produire un courant électrique (que l’on va mesurer en kilowatt-heure, abrégé kWh). 

C’est que l’on appelle l’effet photovoltaïque. Notons au passage qu’il a été découvert au XIXème siècle par un Français : Edmond Becquerel.

Il existe aujourd’hui deux principaux types de panneaux photovoltaïques : les polycristallins et les monocristallins.

Concrètement, quelles sont les différences fondamentales ?

Panneau Photovoltaïque Polycristallin


Comme leur nom l’indique, les panneaux solaires polycristallins sont composés de plusieurs cristaux de silicium.

Panneau photovoltaïque avec cellules polycristallines

Plus précisément, ils sont fabriqués à partir de chutes de morceaux de silicium fondus, refroidis et assemblés grâce à un processus rapide et économique.

C’est ce qui explique leur couleur bleue non homogène, et leur rendement allant de 14 à 18 % en moyenne.

Panneau Photovoltaïque Monocristallin


Les cellules des panneaux solaires monocristallins sont quant à elles composées d’un cristal de silicium unique.

Leur processus de fabrication est relativement complexe mais permet d’obtenir des panneaux solaires bénéficiant de rendements souvent supérieurs à 20 %.

panneau solaire photovoltaïque avec cellules monocristallines

Autre particularité : une couleur uniforme grise-noire métallique rendant le panneau solaire plus discret et esthétique.

C’est aujourd’hui sur cette technologie que les innovations sont les plus nombreuses.

Et c’est ce que nous allons étudier de suite.

CHAPITRE 2 :

Nouveau Panneau Solaire Bi-verre


Si vous vous intéressez aux panneaux solaires nouvelle génération, vous n’avez pas pu passer à côté de la technologie “bi-verre”.

On entend à peu près tout et n’importe quoi à son sujet, alors essayons de remettre les choses à plat. 

Nous avons épluché les études scientifiques et nous sommes basés sur les retours de nos installateurs pour vous donner notre avis sur cette nouvelle technologie.

Panneau Solaire Bi-verre : Définition


Tout d’abord, clarifions ce qu’est un panneau photovoltaïque bi-verre.

En fait, c’est exactement ce qu’indique son nom. Il s’agit d’un panneau dont les cellules monocristallines ont été encapsulées entre deux couches de verre.

Alors quelle différence avec un panneau solaire classique ?

C’est très simple :

Dans un panneau “classique”, seule la face orientée vers le ciel est faite de verre trempée. Et ce, afin de la protéger des intempéries, alors que la face arrière est composée de polymère.

Mais quel est l’avantage des panneaux bi-verre ?

Ces nouveaux panneaux sont plus résistants aux :

  • Pressions-dépressions ;
  • Agressions chimiques (humidité, oxygène, variations de température) ;
  • Et aux conditions météorologiques extrêmes (grêle, sable, ammoniac, brouillard salin).

Mais ce n’est pas tout. Les panneaux solaires bi-verre sont également supposés être plus performants que les panneaux classiques.

Ça, c’est en théorie.

Dans les faits, les panneaux bi-verre sont effectivement plus résistants. Mais ils n’ont pas nécessairement de meilleurs rendements, comme l’explique l’étude The Performance of Double Glass Photovoltaic Modules under Composite Test Condition – SNEC 11th International Photovoltaic Power Generation Conference & Exhibition, SNEC 2017 Scientific Conference, 17-20 April 2017, Shanghai, China.

Voyons ce que cette dernière met en lumière.

Vous allez voir, c’est assez surprenant.

De Nouveaux Panneaux Solaire Plus Performants ?


Les nouveaux panneaux solaires bi-verre sont-ils réellement plus performants ?

C’est une question tout à fait légitime. Surtout quand on peine à trouver des sources fiables pour appuyer cette affirmation.

Nous avons donc fait des recherches, et nous sommes tombé(e)s sur l’étude présentée ci-dessus.

(Si vous maîtrisez l’Anglais, et que le sujet vous intéresse, je vous encourage à la parcourir !)

Cette dernière nous apprend que les panneaux solaires bi-verre sont effectivement plus performants que les panneaux classiques… mais uniquement sous des conditions extrêmes.

Explications :

Avant d’être produit et distribué à travers le monde, un panneau photovoltaïque subit des dizaines et des dizaines de tests en laboratoire.

usine de fabrication et de test de panneaux solaires

L’un d’eux consiste à mesurer la dégradation d’un panneau solaire exposé à une température de 85°C et à une humidité relative de 85 % pendant 1 000 heures. 

Or, dans ces conditions très spécifiques, les panneaux solaires “classiques” accusent une baisse de puissance de 5 % contre 3 % pour les panneaux bi-verre.

Cette différence étant statistiquement valable, nous pouvons donc conclure que les panneaux solaires bi-verre sont effectivement plus performants sous ces conditions extrêmes.

Cela dit, vos panneaux ne seront jamais confrontés à ces conditions de test dans la vraie vie.

Et je doute que le jour où il fera 85°C, votre priorité soit les rendements de vos panneaux solaires…

Avis sur les Nouveaux Panneaux Bi-verre


De manière synthétique, que retenir des nouveaux panneaux bi-verre ?

La technologie bi-verre rend encore plus résistants les panneaux photovoltaïques  quelles que soient les conditions auxquelles vous pouvez être exposé(e). Pour autant, elle ne les rend pas plus performants.

De plus, la résistance de ces nouveaux panneaux bi-verre a un prix. Comptez environ 1 000 € de plus que pour une installation photovoltaïque réalisée avec des panneaux solaires “classiques”.

Une installation photovoltaïque complète avec des panneaux bi-verre, micro-onduleurs, application de suivi, posée par un professionnel RGE et toutes les démarches administratives coûte ainsi en 2020 environ :

  • 8 750 € pour une puissance de 3 kWc ;
  • 15 000 € pour une puissance de 6 kWc ;
  • Et 19 000 € pour une puissance de 9 kWc.

CHAPITRE 3 :

Nouveau Panneau Bifacial


Les panneaux photovoltaïques bifaciaux font partie des tendances récentes sur le marché du solaire. 

La nouveauté ?

Alors qu’un panneau monoface est équipé de cellules uniquement sur la face avant, et d’une couche en polymère à l’arrière, un panneau bifacial est équipé de cellules photovoltaïques sur chacune de ses deux faces encapsulées entre deux couches de verre (technologie bi-verre).

Le but de cette technologie ? Profiter de l’albédo.

Concrètement, les rayons du Soleil sont réfléchis par la neige par exemple, et vont être captés par les cellules au dos du panneau.

En d’autres termes, cette technologie met à profit le rayonnement réfléchi sur les surface claires afin d’augmenter les rendements du panneau photovoltaïque.

Centrale solaire au sol bénéficiant d'une durée de vie très importante et exploitant l'albedo de la neige

A combien s’élève la production supplémentaire ?

Et bien, d’après une étude réalisée par le fabricant de panneau solaire Soltec, le productible pourrait atteindre jusqu’à + 15,7 %.

Voyons les résultats de cette étude de plus près.

Impact de l’Albédo sur les Rendements


Avant d’aller plus loin, faisons un rapide point sur ce qu’est l’albédo.

L’albédo (ou albedo) est le pouvoir réfléchissant d’une surface et varie entre 0 et 1.

Concrètement, un corps noir parfait, qui absorberait toutes les longueurs d’onde, aurait un albédo de 0. A l’opposé, un miroir parfait, qui réfléchirait toutes les longueurs d’onde, aurait un albédo égal à 1.

Maintenant que c’est plus clair, reprenons l’analyse de cette étude.

Entre Septembre 2018 et Septembre 2019, l’entreprise Soltec a comparé les rendements de panneaux solaires monofaces et bifaciaux installés sur des trackers solaires et sur différentes surfaces.

Et voici le résultat :

Les modules bifaciaux ont produit :

  • 15,7 % de plus que les panneaux monofaces  quand ils sont installés sur un sol couvert de neige fraîche (albédo de 0,556) ;
  • 9,6 % de plus quand ils sont posés sur une surface ayant un albédo de 0,295, comme par exemple la glace ;
  • Et 7,2 % de plus quand ils sont installés au-dessus d’un champ de culture (albédo de 0,192).

Mais qu’en est-il sur un toit ?

Et bien personne n’a mené le test.

Et ce pour une raison très simple : avec les structures de montage actuelles, il n’y a pas assez d’espace non seulement entre chaque panneau solaire mais également entre les panneaux et la toiture pour que la lumière puisse atteindre efficacement la face arrière des panneaux.

En fait, les panneaux solaires bifaciaux ne sont tout simplement pas adaptés aux installations sur toiture

Quand Opter pour des Panneaux Bifaciaux ?


Les panneaux solaires bifaciaux sont efficaces dans le cadre d’une installation :

  • Au sol avec un support relativement haut ;
  • Sur poteau ;
  • En brise soleil ;
  • Ou sur une pergola.
Centrale solaire au sol réalisée avec panneaux photovoltaïques bifaciaux

Cela dit, il y a plusieurs questions à se poser avant d’investir dans des panneaux bifaciaux :

  • Est-ce que la neige recouvre mon terrain une partie significative de l’année ;
  • Y’a-t-il une zone sableuse et claire sur mon terrain ?
  • Et les rendements supérieurs hypothétiques couvrent-ils le surcoût des panneaux solaires bifaciaux ?

Si la réponse est oui, alors les panneaux bifaciaux pourraient être une bonne idée.

CHAPITRE 4 :

Rendement des Nouveaux Panneaux Solaires


Il est n’est pas rare aujourd’hui de voir des marques proposer des panneaux solaires atteignant une puissance de 500 Wc et plus. Alors comment font-elles ?

Dans cette partie, nous allons voir comment les constructeurs font pour augmenter les rendements de leurs panneaux solaires, et les moyens détournés pour afficher de très hautes puissances.

Technologie “Back Contact”


Première possibilité permettant d’augmenter les rendements des panneaux solaires nouvelle génération : la technologie “back contact”. C’est le cas par exemple chez SunPower.

Pour comprendre de quoi il s’agit, jetons un œil à ces deux panneaux photovoltaïques.

Comparaison panneau solaire photovoltaïque classique Longi et panneau solaire avec technologie backcontact

Voyez-vous une différence ?

Si vous avez répondu que le panneau de droite semble avoir un “quadrillage” blanc moins visible… vous avez raison.

Ces lignes sont en réalité des connexions entre les cellules photovoltaïques. Et dans le panneau de droite, ces connexions sont simplement placées derrière les cellules, et non devant.

C’est pour cela qu’on nomme cette technologie “back contact” (ou contact arrière).

Au-delà du fait que cette technologie rend les panneaux solaires plus discrets, elle augmente surtout leur surface de production, ce qui augmente mécaniquement les rendements.

Demi-cellules 


Il n’est pas rare de voir aujourd’hui des panneaux solaires composés de 120 voire même 144 demi-cellules photovoltaïques.

Mais qu’est-ce que ça signifie concrètement ?

Et bien une demi-cellule est exactement ce que suggère son nom. C’est une cellule solaire, ici monocristalline, qui a été coupée en deux avec un laser.

Si cela peut sembler être du détail, les demi-cellules présentent un avantage majeur : des performances optimisées.

Comment cela s’explique-t-il ? Et bien principalement par l’effet Joule

Pour simplifier, les cellules solaires font circuler le courant dans le panneau grâce à un fin “ruban” de métal. Or, circuler sur ce ruban utilise de l’énergie, et plus la distance est longue, plus la perte d’énergie est grande. 

En coupant la cellule en deux, vous réduisez considérablement la distance que l’électricité doit parcourir, et en conservez donc un maximum. Voici pourquoi les demi-cellules ont de meilleures performances que les cellules classiques.

Technologie MBB


Autre amélioration, presque invisible à l’œil nu, la technologie MBB qui signifie “multi-bus bar”.

Vous vous demandez donc surement :

Qu’est-ce qu’un “bus bar” ?

Un “bus bar”, ou barres omnibus ou encore “jeu de barres”, est un conducteur électrique en métal permettant de faire circuler l’électricité de la cellule jusque dans le panneau.

Les cellules solaires actuelles sont équipées de 3 ou 4 bus barres. Les cellules à haut rendement sont, quant à elles, pourvue de plus de barres omnibus.

Pourquoi ?

Car cela permet de réduire l’effet Joule, et donc d’augmenter la production des panneaux solaires !

CHAPITRE 5 :

Puissance des Nouveaux Panneaux Solaires


Vous n’avez pas pu y échapper car la presse s’empare (trop) souvent du sujet mais il existe aujourd’hui des panneaux solaires atteignant 400 voire 500 Wc de puissance.

Mais est-ce réellement une révolution pour le secteur du résidentiel ?

Non (dans le sens “pas du tout” du terme “non”).

Voici pourquoi :

Les panneaux solaires affichant 400 Wc et plus sont généralement composés de 72 à 96 cellules photovoltaïques.

Un panneau solaire “classique” est quant à lui formé de 60 cellules (ou 120 si l’on considère les demi-cellules).

Un panneau de 72 cellules est donc simplement plus grand, et de ce fait plus puissant (mais aussi plus encombrant).

Rien de plus.

Pour s’en convaincre comparons 2 panneaux 120 et 144 demi-cellules (ce qui équivaut à 2 panneaux 60 et 72 cellules pleines) :

Trina Solar

TSM-DE06M.08(II) TSM-DE15H(II)
Nombre de demi-cellules 120 144
Puissance 325 – 345 Wc 385 – 400 Wc
Rendement 20,5 % 19,7 %
Dimensions 169 x 99,6 x 3,5 cm 202,4 x 100,4 x 3,5 cm
Wc par cm² 345 / (169 x 99,6)= 0,02 Wc 400 / (202,4 x 100,4)= 0,0197 Wc
https://www.trinasolar.com/en-glb/product/Tianjing72-de15hII

Que retenir de ce tableau ?

La seule réelle différence entre les panneaux 120 demi-cellules (60 cellules pleines) et 144 demi-cellules (72 pleines) est la dimension du module.

taille panneau solaire 60 et 72 cellules

Mais alors quel est l’intérêt de ces panneaux, et surtout quel est l’usage des panneaux solaires atteignant 400 ou 500 Wc ?

Ces panneaux solaires sont principalement intéressants pour les grands projets puisqu’ils permettent :

  • De raccourcir le temps de pose ;
  • De réduire les coûts de main d’œuvre ;
  • Et dans une moindre mesure : de faire baisser le coût d’entretien.

Or, ces frais ne varient pas suffisamment dans le cadre d’une installation de “faible puissance” (< 9 kWc) puisque l’installateur ne passera pas de 3 jours d’installation à 2 par exemple.

Il gagnera au mieux quelques heures, et encore ce n’est pas sûr car les panneaux 400/500 Wc sont également bien plus lourds, et donc complexes à emmener sur un toit.

Que retenir en définitive ?

Mis à part si vous avez des contraintes extrêmes en terme de place, les panneaux solaires de 400 ou 500 Wc ne sont pas les plus appropriés pour vous.

CHAPITRE 6 :

Panneau Solaire Hybride


Les panneaux solaires hybrides sont également de plus en plus populaires.

Ces derniers permettent de produire à la fois de l’électricité et de l’eau ou de l’air chaud.

Et leur fonctionnement est assez simple :

La couche supérieure du panneau est composée de cellules photovoltaïques, tandis que la couche inférieure est équipée au choix :

  • D’un ventilateur qui permet de capter la chaleur du Soleil mais aussi la chaleur produite par les panneaux, et de la diffuser dans la maison.
schéma explication fonctionnement panneau solaire hybride à air via panneau aérovoltaïque
  • Ou d’un circuit avec fluide caloporteur qui alimente votre chauffe-eau ou votre chauffage.
schéma explication fonctionnement panneau solaire hybride à eau

Mais ce n’est pas le seul bénéfice de ces panneaux…

L’utilisation et l’évacuation de la chaleur du panneau permettent d’en faire chuter la température, et d’augmenter ses rendements.

Du moins, c’est ce que les fabricants promettent.

Qu’en est-il vraiment ?

Augmentation Marginale de la Production d’Électricité


D’après une étude indépendante réalisée par Hespul (une association qui oeuvre pour la sobriété et l’efficacité énergétiques) et s’appuyant sur les chiffres annoncés par les fabricants, les performances de panneaux hybrides seraient supérieures de 5 à 10 %, aussi bien pour un système hybride à air qu’à eau.

Quel gain cela représente pour vous ?

Prenons un exemple.

Vous habitez une maison à Bourg-en-Bresse, avec une toiture inclinée à 30° dont le meilleur pan de toiture est orienté Sud-Est. 

Dans ces conditions, une installation photovoltaïque de 3 kWc vous produit 64 000 kWh sur 20 ans.

Avec une amélioration de 7,5 % (moyenne de 5 et 10 %), une installation aérovoltaïque devrait donc produire 68 800 kWh.

Soit 4 800 kWh supplémentaires.

Mais est-ce intéressant économiquement parlant ?

Non, car le prix d’achat d’une installation hybride de 3 kWc avoisine les 15 000 € – quand une installation photovoltaïque coûte environ 8 000 €.

Des Économies de Chauffage Modérées


Une seconde étude réalisée par Hespul montre que les économies de chauffage réalisées dépendent entre autres de la qualité d’isolation de votre logement.

Les économies réalisées par les maisons ayant eu un Diagnostic de Performance Énergétique de D sont comprises entre -3 et 10 % seulement.

panneau solaire autoconsommation 3 kWc maison

Et pour les maisons plus récentes ?

Les maisons neuves bénéficiant d’un DPE de A réalisent des économies comprises entre -6 à 27 %

“Des économies de -3 et -6 % ? Ca fait donc des dépenses supplémentaires ?”

Hé oui, il arrive que l’installation d’un système hybride fasse faire plus de dépenses que d’économies ! Cela peut être le cas par exemple si votre maison est fortement exposée au vent, si les températures extérieures sont particulièrement basses, etc.

Bon.

Les panneaux hybrides aérovoltaïques ne sont donc clairement pas pour tout le monde. Mais qu’en est-il des panneaux hybrides à eau ?

Peu d’Économies d’Eau Chaude


Installer des panneaux solaires nécessite de changer quelque peu sa manière de consommer l’électricité afin de maximiser ses économies.

Une de ces adaptations consiste par exemple à déclencher le chauffe-eau en journée. Ainsi, la production photovoltaïque couvre généralement l’intégralité de sa consommation.

Alors que se passe-t-il si vous optez pour des panneaux hybrides à eau ?

Vous risquez de produire “trop” d’électricité, et de la revendre sur le réseau plutôt que de l’utiliser.

Explications :

Les fabricants de panneaux hybrides estiment que leurs produits permettent aux particuliers de couvrir en moyenne 50 % des besoins annuels en eau chaude sanitaire.

Mais si la partie photovoltaïque de vos panneaux hybrides suffit déjà à couvrir la consommation de votre ballon, et que la partie hybride en couvre 50 %, vous produisez ainsi plus d’énergie que nécessaire.

Et si vous n’avez pas la possibilité de consommer cette électricité, vous la vendez à 0.10€ sur le réseau.

Or, il est plus intéressant d’utiliser votre électricité photovoltaïque, plutôt que de la vendre sous forme de surplus.

Les économies réalisées sont donc plutôt limitées au regard du surcoût que représente une installation hybride (15 000 €) par rapport à une installation photovoltaïque (8 000 €).

CHAPITRE 7 :

Nouveau Panneau en Pérovskite


Connaissez-vous les “marronniers” en journalisme ?

Vous savez, ces sujets qui servent à meubler les périodes creuses, et consacrés à des sujets récurrents et prévisibles tels que les départs en vacances, les soldes, le poids des sacs à dos des écoliers, etc.

Et bien le panneau solaire en Pérovskite est réellement le marronnier du marché du solaire.

Cela fait plus de 10 ans que chaque année le sujet revient sur le tapis.

cellule solaire photovoltaïque en pérovskite
crédits : University of Oxford Press Office

Rapidement, qu’est-ce que la pérovskite ?

Et bien ce n’est rien de moins qu’un matériau semi-conducteur produit pour la première fois en 2009, et considéré comme un nouvel espoir pour le photovoltaïque.

Alors où en sommes-nous en 2020 ?

Après 11 ans de recherche, les rendements de la pérovskite sont enfin égaux à ceux des cellules en silicium.

Super nouvelle, la révolution est donc en marche !

Plus ou moins.

Pour l’instant, les chercheurs ont simplement réussi à produire une cellule de pérovskite fonctionnelle à l’échelle de leur laboratoire, d’une surface de 10×10 cm.

Rien de plus. Vous n’êtes donc pas près d’avoir des panneaux solaires en Pérovskite sur votre toit.

CHAPITRE 8 :

Les Panneaux Solaires du Futur

Rendement Record de 29 %


La start-up suisse Insolight a développé des panneaux solaires d’un genre nouveau, et atteignant des rendements de 29 %.

Comment fonctionne ces nouveaux panneaux solaires ?

Tout d’abord, ils sont équipés de minuscules cellules photovoltaïques à haut rendement.

La couche supérieure du panneau est composée de lentilles disposées en “nid d’abeille” qui ont pour objectif de concentrer les rayons solaires vers les cellules.

Enfin, la couche sur laquelle sont fixés les cellules est mobile, et permet le déplacement des cellules afin de toujours capter le maximum de rayonnement.

Grâce à cette technologie, les panneaux solaires d’Insolight ont atteint un rendement record de 29 % contrôlé par un laboratoire indépendant à l’Université polytechnique de Madrid.

Mais aurez-vous ces panneaux sur votre toit demain ?

Vous connaissez sûrement la réponse : non.

D’une part, la société préfère se concentrer sur les projets agriphotovoltaïques et les toitures des surfaces industrielles et commerciales.

Et d’autre part, l’entreprise devra également relever le défi ardu de la production de masse en usine, tout en faisant baisser ses prix.

Panneau Solaire Multicouches


Autre innovation, une équipe de chercheurs a réussi à développer un panneau solaire multicouches dont les rendement atteignent 47 % en laboratoire, et 40 % en conditions réelles.

Cette équipe a réussi cette prouesse en “empilant” 6 couches de capteurs photovoltaïques différents. 

Pourquoi ? Tout simplement car chaque couche photoactive capte une longueur d’onde spécifique. Ainsi, une plus grande partie du spectre lumineux est utilisé.

Si elle semble révolutionnaire, cette technologie est en réalité maîtrisée depuis des années puisqu’elle est largement utilisée dans le domaine aérospatial

Le principal frein à la démocratisation de ce type de panneau ? Le coût.

Les chercheurs n’ont en effet pas réussi (pour l’instant) à faire en sorte que cette technologie atteigne un prix viable pour le marché grand public.

De ce fait, comme pour les panneaux photovoltaïques précédents, vous n’êtes pas prêt(e) de les avoir sur votre toit.

Cela dit, lorsque vos panneaux photovoltaïques monocristallins seront en fin de vie (d’ici 30-40 ans), il y a des chances que vous puissiez vous équiper de ces nouveaux panneaux.

Bouton offre tarifaire installation solaire avec panneau solaire dernière génération

Maintenant c’est à vous


Vous savez maintenant tout sur les nouveaux panneaux solaires.

Maintenant j’aimerais vous laisser la parole :

Dans quel type de panneaux souhaitez-vous investir ?

Comme beaucoup, attendiez-vous les panneaux solaires en pérovskite pour investir ?

Faites-le moi savoir en laissant un commentaire ci-dessous.