Panneau solaire monocristallin : ce qu’il faut savoir

La technologie solaire est en constante évolution et les panneaux photovoltaïques sont devenus incontournables dans le domaine de l’énergie renouvelable. Ces dispositifs sont utilisés pour convertir directement la lumière du soleil en électricité, offrant ainsi une source d’énergie propre et durable. Parmi les différents types de panneaux solaires disponibles sur le marché, les panneaux solaires monocristallins se démarquent par leur efficacité et leur adaptabilité dans les régions froides.

Qu’est-ce qu’un panneau solaire monocristallin ?

Un panneau solaire monocristallin est fabriqué à partir d’un seul bloc de silicium. Il arbore une teinte sombre, noire ou noir-gris et est généralement recouvert d’une plaque de verre. Les cellules sont encapsulées dans un revêtement étanche pour les protéger de l’humidité et de la vapeur d’eau, et elles sont reliées à un onduleur qui transforme la tension de sortie en tension alternative.

Lors de leur fabrication, les cellules subissent un traitement appelé dopage, réalisé à l’aide de bore de type P. Ce processus permet aux cellules de capturer les électrons des rayons du soleil.

Le rendement des panneaux monocristallins varie généralement entre 16 et 20 %, en fonction de plusieurs facteurs tels que l’inclinaison, l’orientation et la propreté. Comparé aux panneaux polycristallins, bien qu’ils soient plus coûteux, les panneaux monocristallins offrent un rendement supérieur. Il existe également des panneaux à haut rendement, atteignant entre 21 et 24 %.

Comment fonctionne un panneau solaire monocristallin ?

Les cellules monocristallines d’un panneau solaire sont raccordées en série pour obtenir une tension et un courant électrique. Ce courant est ensuite transformé et utilisé dans le réseau électrique d’une habitation. Chaque cellule produit une petite quantité d’électricité lorsque les photons du soleil transfèrent leur énergie au silicium. Elles doivent donc être associées pour que le courant produit puisse être traité par l’onduleur, qui le transforme en courant alternatif.

On peut choisir entre deux technologies pour concevoir celui-ci :

• L’onduleur photovoltaïque central : il est connecté à une série de panneaux photovoltaïques. Il peut gérer plusieurs chaînes de panneaux solaires et convient particulièrement aux installations de grande envergure.
• Le micro-onduleur : il est petit, comme son nom l’indique. Il se place derrière chaque panneau solaire de l’installation, les rendant indépendants. En cas de panne sur un panneau, les autres peuvent continuer à produire de l’électricité.

Le panneau solaire monocristallin offre de bonnes performances dans un environnement frais, ce qui le rend adapté à une plus grande variété de situations par rapport au panneau solaire polycristallin.

Il est important de noter que la capacité de production électrique d’un panneau solaire varie en fonction de sa puissance. Cette dernière est généralement exprimée en kilowatt-crête, également connu sous l’abréviation kWc.

Les différentes technologies de cellules monocristallines

Afin de convertir les rayons du soleil en électricité, les cellules des panneaux solaires monocristallins doivent subir un traitement appelé « dopage ». Il existe deux types de dopage :

• Les cellules de type N : elles sont chargées d’ions négatifs. En revanche, la partie opposée de la cellule est dopée positivement, ce qui génère un courant électrique au contact des photons de la lumière solaire.
• Les cellules de type P : elles sont chargées d’ions positifs et fonctionnent de manière opposée aux cellules précédentes, avec une partie négativement dopée. De cette manière, elles génèrent un flux d’électricité au contact des photons.

Les cellules de type N ont été les premières développées, suivies par les cellules de type P qui ont ensuite dominé le marché. Initialement conçues pour les missions spatiales en raison de leur résistance aux radiations hors atmosphère, les cellules de type P ont conquis l’industrie photovoltaïque. Aujourd’hui, elles sont moins chères à fabriquer et donc plus couramment utilisées.

Comment est fabriqué un panneau solaire monocristallin ?

La fabrication d’un panneau photovoltaïque suit une longue chaîne de production centrée sur la création des cellules. Le silicium est d’abord fondu puis refroidi pour se transformer en lingots. Ces lingots sont ensuite découpés grossièrement puis finement pour former des tranches appelées wafers. Ces wafers sont ensuite assemblés en cellules, qui sont ensuite incorporées dans plusieurs couches ayant différentes fonctions :

• Le verre, qui assure la protection.
• Une feuille arrière qui sert d’isolant électrique.
• Un cadre qui maintient l’ensemble et permet la fixation.
• Une couche supplémentaire d’oxyde ou d’un autre matériau, qui améliore les performances de la cellule.

Les cellules sont ensuite connectées pour créer un module, qui est ensuite assemblé en parallèle avec d’autres modules à l’aide d’une boîte de jonction.

Avantages d’un panneau solaire monocristallin

• Efficacité élevée : les panneaux solaires monocristallins ont un rendement de 16 à 24 %, ce qui est supérieur à celui des autres technologies de panneaux solaires.
• Adaptabilité dans les régions froides : les cellules monocristallines sont plus performantes dans des environnements froids, ce qui en fait une solution idéale pour les régions aux hivers rigoureux.
• Esthétiquement agréable : les panneaux solaires monocristallins ont une couleur discrète, ce qui en fait un choix esthétique pour ceux qui cherchent à installer des panneaux sur leur toit.
• Gain d’espace : en raison de l’efficacité élevée des cellules monocristallines, il faut moins de panneaux pour produire la même quantité d’électricité, ce qui permet un gain d’espace sur le toit.
• Bonne performance par faible luminosité : les cellules monocristallines fonctionnent bien, même par faible luminosité, ce qui en fait une solution idéale pour les jours nuageux.
• Longue durée de vie : grâce à leur résistance et leur durabilité, les panneaux solaires monocristallins ont une longue durée de vie, de 25 ans en moyenne.

Inconvénients d’un panneau solaire monocristallin

• Coût initial élevé : en raison de leur processus de fabrication complexe, les panneaux solaires monocristallins ont un coût initial plus élevé que d’autres technologies.
• Fragilité : en raison de leur fabrication à partir d’un seul bloc de silicium, les panneaux solaires monocristallins peuvent être plus fragiles et sensibles aux impacts.
• Dégradation à long terme : bien que les panneaux solaires monocristallins aient une longue durée de vie, leur efficacité peut diminuer légèrement avec le temps, en particulier dans des environnements chauds et humides.
• Impact environnemental : la production de cellules monocristallines nécessite une grande quantité d’énergie et peut avoir un impact environnemental négatif en raison des produits chimiques utilisés dans le processus.
• Dépendance à la lumière directe : les cellules monocristallines ont besoin d’une exposition directe au soleil pour fonctionner efficacement, ce qui peut poser problème dans des environnements ombragés ou avec une faible luminosité.
• Poids : les panneaux solaires monocristallins peuvent être plus lourds que d’autres technologies, ce qui peut poser des défis lors de la pose.

Critères de choix d’un panneau solaire monocristallin

• Efficacité : vérifiez le rendement du panneau solaire pour vous assurer qu’il est adapté à vos besoins énergétiques.
• Qualité : choisissez un fabricant réputé avec une bonne garantie, afin d’assurer la qualité du panneau solaire et sa durée de vie.
• Prix : comparez les coûts initiaux et à long terme pour déterminer si le panneau solaire convient à votre budget.
• Durabilité : vérifiez la résistance du panneau solaire aux intempéries et aux impacts physiques pour garantir une durée de vie plus longue.
• Garantie : assurez-vous de la durée et des conditions de la garantie du fabricant pour vous protéger contre tout défaut ou dysfonctionnement.
• Espace disponible : si vous avez un espace limité sur votre toit, vérifiez les dimensions du panneau solaire pour vous assurer qu’il peut être installé convenablement.
• Certification : recherchez du matériel certifié pour garantir que le panneau solaire est conforme à des normes de qualité et de sécurité.
• Esthétique : si l’esthétique est importante pour vous, comparez les différentes options de couleurs et de finitions disponibles.

Installation d’un panneau solaire monocristallin

Un panneau solaire est un produit délicat. La pose nécessite de nombreuses précautions et il est recommandé de confier cette tâche à un professionnel. Il existe trois modalités pour l’installation :

• Intégration au bâti : les panneaux sont directement intégrés dans la toiture. Cette technique est principalement utilisée dans les nouvelles constructions.
• Surimposition : les panneaux sont installés sur la toiture existante.
• Au sol : le panneau solaire est directement raccordé à une prise secteur.

Il est important de choisir la méthode d’installation qui convient le mieux à votre situation et de prendre en compte les recommandations d’un professionnel pour assurer une installation sûre et efficace.

Entretien d’un panneau solaire monocristallin

Il suffit simplement de nettoyer le panneau monocristallin à l’eau tiède en utilisant un balai télescopique. Cette opération, bien qu’elle soit facile, est indispensable pour garantir un rendement optimal. Pour maintenir une performance optimale du panneau, il est recommandé de le nettoyer au moins deux fois par an, idéalement à l’automne et au printemps. En prenant soin de suivre cette routine d’entretien régulière, vous vous assurez que votre panneau solaire continuera à fonctionner de manière efficace.

Coût d’un panneau solaire monocristallin

Comme mentionné précédemment, les panneaux solaires monocristallins ont un coût initial plus élevé que d’autres technologies. Cependant, en raison de leur efficacité et de leur durée de vie plus longue, ils peuvent s’avérer être une option économique à long terme. Le coût final dépendra de plusieurs facteurs tels que la taille du système, l’emplacement et les frais d’installation.

Le coût d’une installation varie de 8.000 à 20.000 euros. Si vous choisissez une pose en surimposition, le prix sera légèrement inférieur à celui d’une intégration au bâti.

Afin de faciliter l’accès aux énergies renouvelables, le gouvernement a aussi mis en place diverses mesures financières, telles que la prime d’autoconsommation, la réduction de TVA pour les installations de moins de 3 kWc et la vente de l’excédent d’électricité. Ces aides visent à encourager l’utilisation des énergies propres et à soutenir la transition vers un système énergétique plus durable.

En résumé, installer un panneau solaire monocristallin présente de nombreux avantages, tels qu’une efficacité élevée et une durée de vie prolongée. Cependant, il existe également des inconvénients à prendre en compte, comme un coût initial plus élevé. Avant d’opter pour cette technologie, il est important de prendre en compte ces différents éléments et de choisir un équipement qui répond à vos besoins énergétiques spécifiques. De plus, il est recommandé de confier l’installation à un professionnel qualifié.