Comprendre la composition d'un panneau solaire

Les panneaux solaires sont des dispositifs incontournables pour la production d'énergie renouvelable, permettant de capter l’énergie du soleil et de la convertir en électricité ou en chaleur. En fonction de la technologie utilisée, ces panneaux peuvent produire uniquement de l'électricité ou de la chaleur. Il existe également des solutions hybrides, qui combinent la production d’électricité et de chaleur pour maximiser l'efficacité. Pour comprendre le fonctionnement de ces dispositifs, il est important de s'intéresser à leur composition. Ce texte présente les principaux composants d'un panneau solaire standard, les matériaux qui les constituent, ainsi que les différents types de panneaux solaires disponibles sur le marché.

Les panneaux solaires ou les panneaux photovoltaïques sont des dispositifs conçus pour capturer l’énergie rayonnante du soleil et la convertir en une forme d’énergie utilisable pour votre logement. Cette conversion peut se faire de deux façons : 

En complément de ces technologies, il existe également des panneaux solaires aérovoltaïques, qui combinent à la fois la production d’électricité et la production de chaleur. Ces panneaux intègrent un système de récupération de la chaleur dégagée par les cellules photovoltaïques, permettant ainsi d’optimiser l’efficacité globale en capturant l’énergie thermique qui autrement serait perdue. Ce type de panneau offre donc un double avantage : il produit de l’électricité tout en récupérant la chaleur pour des applications thermiques, comme le chauffage ou l'eau chaude sanitaire.

De quoi sont composés les panneaux solaires ? 

Voici les principaux matériaux utilisés pour les composants les plus importants d'un panneau solaire photovoltaïque standard :

Il est bon de noter que près de 95% des composants d’un panneau solaire sont entièrement recyclables. 

Les panneaux solaires sont constitués de cellules photovoltaïques, des composants électroniques qui transforment la lumière du soleil en électricité, quelle que soit la puissance d'un panneau solaire (panneaux solaires de 1000W ou de 400W par exemple). Ces cellules sont fabriquées à partir de matériaux semi-conducteurs, comme le silicium.

Le silicium est un élément abondant dans la nature, présent dans le sable et le quartz. Ces cellules photovoltaïques ont la particularité d'être un isolant électrique qui peut néanmoins produire du courant électrique lorsqu'il est exposé à la lumière. C'est cette propriété qui le rend idéal pour la fabrication de cellules photovoltaïques.

Il existe plusieurs types de cellules photovoltaïques, chacune ayant ses propres caractéristiques et applications :

Les panneaux solaires thermiques sont conçus pour capter l'énergie thermique du soleil et la convertir en chaleur, qui peut ensuite être utilisée pour chauffer l'eau sanitaire ou alimenter le système de chauffage central d'un logement.

Un panneau solaire thermique se compose de plusieurs éléments qui travaillent ensemble. La face avant est composée d’un verre trempé, similaire à des panneaux photovoltaïques. Cet élément crée un effet de serre qui permet de concentrer les infrarouges et d’augmenter la chaleur. Le joint d’étanchéité garantit comme son nom l’indique l’étanchéité du module, évitant toute fuite de chaleur ou de fluide. L’absorbeur est une plaque métallique qui capte la chaleur. Ces matériaux réagissent rapidement à l’énergie solaire et la transmettent directement à l’échangeur thermique, un réseau de tubes. Ce dernier transporte le fluide caloporteur (un mélange d’eau et de glycol) du panneau vers l’eau à chauffer. Enfin, le coffre du module assure la solidité du panneau, l’étanchéité et la durabilité, idéal pour les régions les moins ensoleillées. 

Le panneau solaire hybride combine les avantages d’un panneau photovoltaïque et thermique. Il est donc capable de produire de l’eau chaude et de l’électricité en même temps. 

Ces panneaux solaires hybrides se composent d’un mix de composants évoqué précédemment, à savoir la structure, la plaque de verre, les couches EVA, la matrice cellulaire, l’absorbeur, l’échangeur thermique, le fluide caloporteur, les isolants, la boîte de jonction, les câbles et les connecteurs MC4. 

Le panneau solaire hybride optimise l'utilisation de l'énergie solaire en combinant la production d'électricité et de chaleur. La face avant capte la lumière pour l'électricité, tandis que la face arrière récupère la chaleur, généralement perdue dans les panneaux photovoltaïques classiques, pour chauffer de l'eau ou alimenter un système de chauffage.

Les panneaux solaires aérovoltaÏques représentent une avancée technologique associant production d’électricité et chauffage. Ils fonctionnent en aspirant l’air extérieur sous le module photovoltaïque, puis en le réchauffant et en le diffusant dans la maison. Ce système peut être considéré comme hybride, car il génère à la fois de l’électricité et de la chaleur. 

Un panneau aérovoltaïque se compose de plusieurs éléments essentiels. La structure assure la solidité et le soutien du panneau, tandis que le vitrage de protection protège les composants internes des intempéries. Les couches EVA, les câbles et connecteurs MC4 se retrouvent également dans ce type de panneau. Les panneaux solaires aérovoltaïques sont équipés d’un système de récupération d’air, comprenant un ventilateur et un filtre, aspirent, purifient et insufflent l’air chaud dans le logement.

Les panneaux solaires, bien que conçus pour être durables, peuvent être endommagés par différents facteurs. Il est essentiel de comprendre les causes potentielles de ces dommages, ainsi que les options de réparation et de remplacement possibles. 

Plusieurs éléments peuvent entraîner des dommages sur les panneaux solaires : 

Il est parfois possible de remplacer des éléments individuels d’un panneau solaire endommagé. Cependant, cette option peut s’avérer complexe et coûteuse, en fonction de la pièce à remplacer. Dans certains cas, la réparation d’un composant peut être envisagée si les dommages sont mineurs. Par exemple, une fissure dans une vitre de protection peut parfois être réparée à l’aide d’un kit spécial. Le remplacement d’une vitre brisée requiert certaines précautions, notamment de débrancher le micro-onduleur et de manipuler les cellules photovoltaïques avec soin. 

Le choix entre la réparation, le remplacement d’un élément ou le changement complet du panneau dépend de plusieurs facteurs : 

En cas de dommage, quelques recommandations sont à suivre. Vérifiez si le dommage est couvert par les garanties ou par une extension de garantie. Si vous ne vous sentez pas à l’aise pour réparer vous-même votre panneau solaire, faites appel à un professionnel qualifié. Le prix moyen des spécialistes en réparation de panneaux solaires varie entre 50 et 120€ de l’heure. 

L’entretien régulier d’un panneau solaire est le meilleur moyen de prévenir les dysfonctionnements et d’assurer leur longévité. Il est recommandé de nettoyer régulièrement les panneaux à l’eau claire et de faire contrôler l’installation par des professionnels certifiés.