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La différence entre panneaux photovoltaïques et collecteurs solaires

En matière d’habitat domestique, le soleil constitue incontestablement la source d’énergie durable de demain. Parmi les nombreuses applications que propose la technologie dans le domaine de l’énergie solaire et de la production d’électricité figurent les panneaux photovoltaïques, très en vogue aujourd’hui. Mais connaissez-vous également l’existence et le fonctionnement des collecteurs ou capteurs solaires ? Explication et comparaison.

Existe-t-il une différence entre panneaux photovoltaïques et collecteurs solaires ? Qu’en est-il en termes de prix, de rendement et d’installation ? Petit tour d’horizon.

Fonctionnement des panneaux solaires

Comme chacun sait, les panneaux solaires transforment l’énergie solaire en électricité. Une installation photovoltaïque se compose au minimum d’un onduleur et de panneaux constitués de cellules connectées entre elles.

Les types de panneaux les plus fréquents sont les panneaux mono- et polycristallins. Outre que ces panneaux possèdent une durée de vie supérieure à vingt ans, leur perte de rendement est limitée et ils nécessitent peu d’entretien. Seul un spécialiste vous aidera à faire le bon choix en fonction de la configuration de votre habitation.

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Fonctionnement d’un capteur ou collecteur solaire

Un capteur solaire est un élément d’une installation solaire destiné à transformer l’eau d’un boiler solaire en eau chaude. Un boiler solaire se compose de capteurs posés sur le toit et d’un ballon de stockage relié aux capteurs par un circuit dans lequel circule un fluide caloporteur. Ce fluide (généralement de l’eau, éventuellement additionnée d’eau glycolée) transmet sa chaleur à l’eau contenue dans le ballon via un échangeur thermique. Ce faisant, le fluide se refroidit. Il repart alors vers le capteur où il est à nouveau chauffé par le soleil. L’eau chaude peut être utilisée comme eau sanitaire ou comme vecteur thermique de votre système de chauffage.

Description, avantages et inconvénients des différents types de capteurs solaires :

  • Les systèmes à écoulement libre ou systèmes hors pression utilisent une technologie relativement simple. Lorsque le liquide caloporteur est plus chaud que l’eau du ballon de stockage, le collecteur se vide. Cela permet d’éviter aux canalisations de geler en cas de températures négatives. En termes de rendement, ce système est particulièrement adapté aux régions chaudes et ensoleillées.
  • Les systèmes sous pression : l’eau des capteurs solaires est additionnée d’un antigel (glycol) qui protège le système par grand froid. Il est recommandé de contrôler, voire de remplacer, le glycol tous les quatre ans car il a tendance à perdre ses propriétés antigel avec le temps. Autre inconvénient du glycol : il s’agit d’un produit toxique néfaste pour l’environnement. De par les éléments qui les composent (pompes de circulation, soupapes de surpression, purgeurs), les systèmes sous pression sont des mécanismes extrêmement complexes nécessitant un entretien régulier.
  • Les capteurs plans sont constitués d’une plaque et de tubes métalliques noirs formant l’absorbeur. Un coffret rigide et isolé thermiquement entoure l’absorbeur. Sa partie supérieure, vitrée, reçoit le rayonnement solaire et emmagasine la chaleur comme dans une serre. On les trouve aussi bien dans les systèmes à écoulement libre que dans les systèmes sous pression.
  • Les capteurs à tubes sous vide sont composés d’une série de tubes en verre à double paroi qui entourent les absorbeurs, un vide remplissant l’espace libre. Sauf exception, il s’agit d’un dispositif équipant les systèmes sous pression. Cette technologie offre un meilleur rendement par temps nuageux et est moins tributaire de l’orientation et de l’inclinaison du toit. Le vide à l’intérieur de chaque tube offre une isolation parfaite et limite les déperditions de chaleur. Revers de la médaille : les capteurs à tubes sous vide sont plus fragiles que leurs homologues plans.

collecteur solaire rendabilité

Eau chaude versus électricité

Quelle est l’option la plus judicieuse : une installation solaire constituée de capteurs solaires ou de panneaux photovoltaïques ? Tout dépend du type d’économies que vous souhaitez réaliser :

  • Le seul intérêt d’une installation solaire constituée d’un boiler et de collecteurs est de réaliser des économies d’énergie en cas de production d’eau chaude.
  • En revanche, l’électricité générée par une installation photovoltaïque ne se limite pas à la production d’eau chaude mais recouvre un grand nombre d’applications.

Le montage et l’installation sont-ils différents ?

  • Pour un rendement annuel identique, une installation photovoltaïque nécessite une surface environ 4 fois supérieure à celle des capteurs solaires.
  • Les collecteurs solaires sont plus lourds que les panneaux photovoltaïques. Il convient par conséquent de s’assurer de la solidité et de la résistance de la structure, particulièrement en matière de toits plats. Plus légers, les panneaux photovoltaïques occupent une surface plus étendue, pour une meilleure répartition du poids.
  • Les panneaux photovoltaïques étant la plupart du temps connectés en série, leur rendement peut être légèrement affecté par la présence d’ombre. Cet impact est moindre s’agissant de capteurs solaires.
  • Pour un rendement optimal des panneaux photovoltaïques, la meilleure orientation est plein sud. La perte de rendement des installations orientées à l’est ou à l’ouest reste cependant limitée. Pour fonctionner efficacement, les collecteurs solaires doivent bénéficier d’un ensoleillement direct. Par conséquent, l’orientation plein sud est fortement recommandée.
  • Les panneaux photovoltaïques sont tributaires de la lumière (et pas directement des rayons), en vertu de quoi leur efficacité demeure intacte même si l’inclinaison du toit n’est pas optimale. En revanche, le rendement des collecteurs solaires dépend davantage de l’inclinaison de la toiture. Quoi qu’il en soit, l’inclinaison idéale est, dans les deux cas, de 35°.
  • Un boiler solaire ou ballon de stockage atteint couramment une capacité de trois cents litres et mesure deux mètres sur un. En d’autres termes : il s’agit d’un appareil lourd et encombrant. D’où l’importance de posséder un sol capable de supporter ce poids.
  • Le câblage d’une installation photovoltaïque est plus mince et plus facile à intégrer que la tuyauterie d’un boiler solaire.

En résumé : les panneaux photovoltaïques sont plus faciles à installer. Leur rendement est moins tributaire des conditions extérieures, telles que l’inclinaison et l’orientation du toit. L’installation d’un ballon de stockage requiert une bonne dose d’attention et de réflexion et peut nécessiter certaines adaptations structurelles.

Quelle est l’installation la plus rentable ?

Les collecteurs solaires et les panneaux photovoltaïques utilisent le soleil comme source d’énergie. Le fonctionnement des deux systèmes est néanmoins complètement différent, avec des conséquences sur leur rendement :

  • L’utilisation de la lumière du soleil pour produire de l’électricité est trois à quatre fois moins efficace que l’utilisation de collecteurs solaires pour transformer l’eau d’un boiler en eau chaude. En termes de rendement, le collecteur l’emporte donc largement, du moins en théorie. Il convient cependant de ne pas perdre de vue que les déperditions de chaleur dues à une mauvaise isolation des canalisations et un ballon de stockage de piètre qualité sont susceptibles d’impacter négativement le rendement. En revanche, le rendement des panneaux photovoltaïques est pratiquement garanti.

Les collecteurs solaires tournent à plein régime l’été, lorsqu’ils sont exposés directement au rayonnement solaire. En cas de nébulosité ou par temps froid, le rendement est nettement moindre. Les panneaux photovoltaïques et, à fortiori, les panneaux polycristallins, sont également très performants par temps froid et génèrent davantage d’énergie en lumière diffuse (rayonnement latéral et/ou indirect).

Coût et temps de retour sur investissement

Quel est le système le plus avantageux compte tenu de la configuration de votre habitation et de l’état de vos finances ? Plusieurs facteurs entrent en ligne de compte :

  • En règle générale, une installation photovoltaïque est plus onéreuse que des capteurs solaires. Le montage est plus facile et nécessite rarement des adaptations structurelles.
  • Qui dit petit consommateur d’énergie, dit moins de panneaux photovoltaïques et, par conséquent, investissement moins important. Un capteur solaire s’adresse plus spécifiquement aux familles nombreuses.
  • Le retour sur investissement des panneaux photovoltaïques est de 3 à 5 ans
  • Le retour sur investissement d’un capteur solaire dépend de différents éléments. Le système est davantage tributaire de la température, de l’orientation, de l’étanchéité, etc. Dans certains cas, il convient de procéder à des adaptations structurelles dans votre habitation. Demandez conseil à un professionnel.
  • Les primes en vigueur peuvent avoir une incidence certaine sur le prix et le temps de retour sur investissement.



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