Panneaux solaires thermiques et photovoltaïques: tout ce que vous devez savoir

Ces dernières années, les panneaux solaires sont devenus des éléments de plus en plus incontournables tant pour les particuliers que pour les entreprises qui veulent produire une énergie propre, efficace et durable.

À la lumière des changements importants imposés par la pandémie Covid-19, un nombre croissant d’entreprises et de personnes ont décidé d’adopter une approche plus respectueuse de l’environnement. 

Malgré le revers subi par de nombreux secteurs, le marché solaire européen a connu une croissance de 11% en 2020 et une augmentation de la production de 18,7 GW, la valeur la plus élevée des 9 dernières années.

Cette augmentation n’est pas seulement due aux prix compétitifs de l’énergie solaire, mais aussi à son évolutivité et au haut degré d’innovation technologique. Selon leur utilisation, deux grandes catégories de systèmes solaires peuvent être distinguées: les panneaux solaires photovoltaïques et les panneaux solaires thermiques. Voyons tous les détails.

Comment fonctionnent les panneaux solaires et à quoi ils servent

Il est courant de confondre les panneaux solaires photovoltaïques avec les panneaux thermiques qui, par contre, produisent de l’eau sanitaire. Grâce aux matériaux semi-conducteurs, une fois irradiés par la lumière du soleil, les systèmes photovoltaïques ont la capacité de générer un courant électrique grâce au principe physique de l’effet photovoltaïque. L’électricité produite sera utilisée à domicile et dans l’entreprise ou injectée dans le réseau électrique national en échange d’un crédit sur la facture grâce aux incitations du Compte Énergie.

Les systèmes solaires thermiques utilisent également l’énergie du soleil comme source renouvelable, mais le principe de fonctionnement n’est pas le même. En pratique, l’effet est très similaire à ce qui se passe à l’intérieur d’une serre. Lorsque la lumière atteint la surface, une partie des rayons incidents est réfléchie, tandis que l’autre parvient à traverser le verre qui recouvre la plaque métallique absorbante. Ce dernier, une fois chauffé, émet de l’énergie sous forme de rayonnement infrarouge, mais la chaleur de retour est retenue intérieurement par le verre lui-même et transportée vers un réservoir de stockage au moyen des bobines de la plaque.

Mais que se passe-t-il quand le soleil ne brille pas?
Même dans le cas d’un ciel couvert et d’un faible rayonnement solaire, ces types de systèmes sont capables de produire de la chaleur à partir du rayonnement diffusé dû à la réflexion des nuages. La chaleur sera donc stockée dans une chaudière (gaz ou électrique) capable d’assurer un volume égal à plus du double des besoins quotidiens en eau chaude. L’insolation peut dépendre à la fois de la couverture nuageuse et de l’orientation du panneau par rapport au soleil. Lorsque le rayonnement solaire est insuffisant, par conséquent, un chauffage centralisé ou électrique est utilisé.

Quelle est la différence entre les panneaux solaires et photovoltaïques

Après avoir brièvement expliqué le fonctionnement des deux principaux types de panneaux solaires, voyons plus en détail les caractéristiques distinctives de chacun.

Les deux technologies, en fait, utilisent la même source d’énergie renouvelable, mais elles le font avec des méthodes et des objectifs complètement différents.

Panneaux solaires thermiques

Comme mentionné précédemment, les panneaux solaires thermiques exploitent l’énergie du rayonnement solaire et la convertissent en énergie thermique qui peut être transférée vers un réservoir de stockage pour une utilisation ultérieure, comme la production d’eau chaude sanitaire ou de chauffage domestique. Ils occupent généralement une surface relativement réduite: pour chauffer l’eau sanitaire, l’installation d’un seul panneau solaire thermique par logement peut également être suffisante. Les systèmes thermiques ont un haut degré d’efficacité et nécessitent un investissement plutôt limité, grâce également aux récentes concessions et incitations.

Parmi les utilisations les plus courantes figurent:

• production d’eau chaude
• support de chauffage
• chaleur de procès dans l’industrie
• refroidissement solaire (ou refroidissement solaire)

Panneaux photovoltaïques

Les panneaux photovoltaïques, quant à eux, ont pour fonction de convertir l’énergie solaire pour produire de l’électricité en courant continu, qui sera transformée par un onduleur en courant alternatif, c’est-à-dire destiné à un usage domestique (comme l’éclairage ou les appareils électroménagers). Ces types de systèmes nécessitent un investissement économique plus important, car ils nécessitent plus de panneaux et donc beaucoup plus d’espace pour répondre aux besoins énergétiques d’une maison ou d’une entreprise.

Le principal avantage du photovoltaïque réside précisément dans sa polyvalence. L’électricité produite peut en effet être utilisée pour de nombreuses applications, les principales étant:

• systèmes pour alimenter des utilisateurs isolés
• systèmes de connexion au réseau photovoltaïque
• systèmes photovoltaïques anti-blackout

Un autre avantage des panneaux solaires photovoltaïques est leur contribution à la réduction de l’empreinte carbone, c’est-à-dire la mesure de la quantité de gaz à effet de serre que nous produisons en grammes ou kilogrammes de CO2.

Pour vous montrer un exemple vertueux et respectueux de l’environnement de panneaux solaires, nous n’avons pas besoin de nous éloigner du siège de Fratelli Mariani à Cormano, Milan. En effet, ces dernières années, nous avons acquis une plus grande prise de conscience de l’impact environnemental de notre entreprise. Par conséquent, nous avons commencé à faire des choix plus éco-durables, en commençant par les bâtiments qui abritent notre entreprise.

À cet égard, nous avons installé des panneaux solaires sur les toits, couvrant une superficie d’environ 10 000 mètres carrés. Cet investissement nous permet de capter l’énergie du soleil, à l’aide de cellules photovoltaïques, puis de la convertir en électricité avec une production annuelle potentielle allant jusqu’à 367 900 KWh.

De quoi sont faits les panneaux solaires

Bien qu’il existe aujourd’hui différents types de capteurs, un panneau solaire thermique, dans sa configuration de base, est composé des composants essentiels suivants:

• Un absorbeur de lumière solaire capable d’absorber le rayonnement incident et de le transformer en chaleur. Il est généralement composé d’un métal avec une excellente conductivité thermique (comme le cuivre ou l’aluminium) et est revêtu d’une couche sélective particulière pour augmenter l’absorption.
• Une plaque de verre positionnée au-dessus de l’absorbeur pour permettre à la fois le passage de la lumière solaire incidente et la prévention de la dispersion de chaleur.
• Un cadre en aluminium capable de maintenir toutes les pièces ensemble, de résister aux éléments et de donner solidité et stabilité au panneau.
• Un réservoir d’accumulation pour stocker l’eau chaude produite.

Comme pour les panneaux solaires photovoltaïques, l’élément de base est le module photovoltaïque qui convertit directement le rayonnement solaire en électricité et est composé d’un ensemble de cellules solaires en silicium assemblées entre elles. Parmi les nombreux modèles du marché, le plus populaire est celui composé de 36 cellules disposées en 4 rangées parallèles et connectées en série pour obtenir la puissance souhaitée.
En plus, pour assurer un soutien supplémentaire au système photovoltaïque, du métal déployé et du toile tissée à haute résistance aux agents atmosphériques sont utilisés.

La durée de vie des panneaux solaires

Les panneaux solaires n’ont pas une durée infinie: avec le temps, ils peuvent s’user et subir des dommages de nature différente. Si la maintenance n’est pas suffisante, ils doivent être remplacés immédiatement.

En moyenne, le cycle de vie d’un système photovoltaïque dure de 20 à 25 ans et présente une perte de puissance annuelle de 0,5%. En ce qui concerne les panneaux solaires thermiques, en revanche, l’activité moyenne est de 10 à 15 ans, mais toujours à condition que l’entretien ordinaire soit effectué sur une base régulière de deux ans.

Conclusion: les panneaux solaires ce qu’il faut savoir

Selon le directeur exécutif de l’Agence internationale de l’énergie, Fatih Birol, le solaire sera l’énergie du futur et l’Italie jouera un rôle de premier plan dans l’orientation de la transition des énergies fossiles vers les énergies totalement vertes. Les panneaux solaires représentent donc la solution idéale pour ceux qui souhaitent utiliser une énergie alternative à partir de ressources renouvelables avec une structure durable et résistante.

Au vu de tout cela, faut-il préférer les installations solaires thermiques ou photovoltaïques?

Il n’y a pas de réponse unique à cette question: elle dépend d’un certain nombre de facteurs, tels que les caractéristiques de la maison, la superficie, les conditions climatiques, l’orientation du toit, la quantité de kW nécessaire et les habitudes de consommation de la famille. La seule personne capable de fournir des conseils techniques sur le choix le plus optimal à adopter est un professionnel expérimenté du secteur.