Rappel : le panneau solaire photovoltaïque classique
Principe de fonctionnement
Les panneaux solaires photovoltaïques sont composés d’un vitrage qui contient des cellules photovoltaïques capables de capter le rayonnement solaire et de le transformer en électricité. Le courant continu (CC) est ensuite transformé par un onduleur en courant alternatif (CA) utilisable par le réseau d’électricité.
La face arrière est opaque. Généralement fabriquée à partir d’aluminium, elle permet avant tout d’assurer la solidité de la structure.
Et le panneau solaire thermique ?
Contrairement aux panneaux photovoltaïques, les panneaux thermiques ne produisent pas d’électricité. Ils utilisent les calories issues du rayonnement solaire pour réchauffer un fluide frigorigène. Ce dernier va alimenter un système de production d’eau chaude sanitaire (ECS), et éventuellement un système de chauffage central.
Les différents types de panneaux solaires photovoltaïques
La majorité des panneaux photovoltaïques disponibles sur le marché sont fabriqués à partir de silicium cristallin. On distingue deux technologies :
- Le panneau monocristallin : constitué d’un seul cristal de silicium, il offre un rendement élevé (entre 16 et 24 %). Comme il s’agit du type de panneau solaire le plus performant du marché, il constitue une excellente base pour l’innovation ;
- Le panneau polycristallin : constitué d’un assemblage de cristaux de silicium, il offre un rendement moins élevé (entre 13 et 18 %). En revanche, il est aussi moins onéreux.
On trouve également sur le marché des panneaux solaires amorphes ou « couches minces ». Souples et légers, ils sont recouverts d’une fine couche de matériaux semi-conducteurs (silicium ou autre). Ils affichent un rendement limité (entre 6 et 9 %), mais ils sont faciles à installer et conviennent parfaitement à un usage nomade (randonnée, camping-car, bateau, etc.).
Qu’est-ce qu’un panneau solaire bifacial ?
Le panneau bifacial est un panneau photovoltaïque capable de produire de l’électricité grâce à ses deux faces :
- La face du dessus capte les rayons du soleil directs ;
- La face du dessous capte les rayons réfléchis sur le sol ou les autres éléments de l’environnement (panneaux solaires, etc.).
Le panneau solaire bifacial repose sur le phénomène d’albédo, qui désigne le pouvoir réfléchissant d’une surface. Il permet d’obtenir un rendement énergétique plus élevé.
Il peut s’agir d’un panneau solaire monocristallin, polycristallin ou amorphe.
Quels sont les avantages et les inconvénients du panneau solaire bifacial ?
Les avantages
Le panneau solaire bifacial présente plusieurs avantages :
- Un rendement élevé (5 à 15 % de gain par rapport à un panneau solaire classique);
- Une durée de vie accrue (30 ans en moyenne) ;
- Un prix d’achat de moins en moins élevé ;
- Des composants recyclables à près de 95 %.
Les inconvénients
Il possède également quelques inconvénients :
- Un prix qui reste élevé (10 % supérieur à un panneau solaire classique );
- Une productivité variable de la face arrière, notamment en fonction de la surface réfléchissante ;
- Une installation complexe, à confier à un professionnel ;
- Une compatibilité limitée à certains environnements.
Quel est le rendement d'un panneau solaire bifacial ?
Le rendement d’un panneau solaire bifacial
La technologie bifaciale permet un gain de rendement de l’ordre de 5 à 15 %. Néanmoins, cette augmentation est très variable.
Elle dépend tout d’abord du type de panneau solaire : comme nous l’avons vu précédemment, les panneaux monocristallins sont plus performants que les panneaux polycristallins. On trouve également sur le marché des panneaux Plug and Play bifaciaux, moins performants, mais particulièrement faciles à installer (il suffit de les brancher).
Néanmoins, le rendement d’un panneau solaire bifacial dépend aussi de nombreux facteurs externes, que nous allons développer ci-dessous.
Les critères qui impactent le rendement d’un panneau solaire bifacial
Le facteur de bifacialité
Le facteur de bifacialité désigne le rapport entre la puissance de la face arrière et la puissance de la face avant. En effet, la face arrière produit 5 à 40 % d’électricité en moins à éclairage égal.
Plus le facteur de bifacialité est élevé, c’est-à-dire plus la production de la face arrière est élevée, plus le gain de productivité est important.
L’albédo du sol
L’albédo d’une surface désigne son pouvoir réfléchissant, autrement dit la quantité de lumière renvoyée vers la face arrière du panneau solaire bifacial.
Certaines régions offrent un albédo très élevé, comme les zones enneigées ou désertiques. Il est également possible d’utiliser un revêtement en béton peint en blanc, mais son coût peut impacter le retour sur investissement.
La hauteur et l’espacement des panneaux
Plus les panneaux bifaciaux sont hauts et espacés entre eux, plus ils laissent circuler la lumière et plus le rendement énergétique augmente. L’intervention d’un professionnel est recommandée pour définir l’emplacement optimal.
L’inclinaison des panneaux
Une inclinaison importante favorise le rendement de la face arrière, mais elle peut aussi diminuer le rendement de la face avant ! Il faut donc trouver le bon équilibre.
L’utilisation de trackers permet d’obtenir des gains de production intéressants. Mieux vaut se tourner vers des trackers à axe horizontal, car les trackers à double axe sont très onéreux et risquent de compromettre la rentabilité de votre installation solaire.
Les autres critères qui impactent le rendement d’un panneau solaire
Le taux d’ensoleillement de la région
Tout comme les panneaux classiques, les panneaux bifaciaux sont sensibles à l’ensoleillement de la région. De manière générale, le sud de la France est plus ensoleillé. Néanmoins, toutes les régions du territoire reçoivent suffisamment de soleil pour rentabiliser un projet photovoltaïque.
L’orientation
L’orientation est un critère déterminant pour le rendement énergétique. On privilégie généralement une orientation sud, sud-est ou sud-ouest. Les orientations est et ouest sont également acceptables. En revanche, mieux vaut éviter l’orientation nord.
Les ombrages
Afin que vos panneaux solaires reçoivent correctement le soleil, ils ne doivent pas être gênés par des ombrages. Branchages, bâtiments voisins, montagnes… Prenez en compte les éventuels obstacles avant l’installation.
L’entretien
Enfin, l’entretien des panneaux photovoltaïques est essentiel pour bénéficier d’un bon rendement sur le long terme. Le ruissellement de l’eau de pluie permet de nettoyer périodiquement la surface des modules. Néanmoins, il faut prévoir un nettoyage régulier pour retirer la pollution : poussière, pollen, feuilles mortes, déjections d’oiseaux, etc.
N’utilisez pas de produit détergent au risque d’abîmer vos panneaux solaires. Si besoin, faites appel à un professionnel pour réaliser l’entretien.
Comment installer un panneau solaire bifacial ?
Les principes à respecter
Le panneau solaire bifacial ne peut pas être posé en toiture comme un panneau solaire classique. Il doit être installé sur une structure en hauteur afin de laisser la place aux rayons solaires de se réfléchir.
L’installation est confiée à un professionnel agréé, qui réalisera une étude préalable dans le but d'optimiser le rendement de l’installation photovoltaïque. Voici les règles d’or à respecter :
- Les panneaux ne doivent pas être installés trop proches du sol;
- Les panneaux doivent être suffisamment espacés entre eux pour laisser la lumière circuler;
- Les panneaux doivent être inclinés suffisamment pour optimiser le rendement de la face arrière, sans pour autant sacrifier le rendement de la face avant.
L’intervention d’un professionnel
Pour bénéficier d’une installation solaire efficace et durable, vous devez confier les travaux à un professionnel agréé. Tournez-vous vers un artisan labellisé RGE (reconnu garant de l’environnement) pour être sûr de choisir un professionnel de confiance et bénéficier des éventuelles aides financières.
Quel est le prix d’un panneau solaire bifacial ?
Le prix à l’achat
Le coût de production de cette nouvelle technologie connaît une baisse constante et importante, ce qui en fait une solution de plus en plus prometteuse.
Le prix d’un panneau solaire bifacial est généralement compris entre 250 et 300 €. Bien sûr, ce dernier dépend de nombreux facteurs. De manière générale, comptez environ 10 % de plus qu’un panneau solaire classique.
La rentabilité financière
L’investissement dans un panneau solaire bifacial est rentabilisé en 10 ans en moyenne, en sachant que ce type de panneau affiche une durée de vie supérieure à 30 ans.
Plusieurs options s’offrent à vous :
- L’autoconsommation totale : vous consommez la totalité de votre production d’électricité. L’installation d’une batterie est alors conseillée pour ne pas gaspiller l’énergie solaire en surplus;
- L’autoconsommation partielle avec vente de surplus : vous consommez votre production d’électricité à l’instant T et vendez le surplus à un fournisseur d’énergie;
- La vente totale : vous vendez la totalité de votre production d’électricité à un fournisseur d’électricité pour dégager un complément de revenu.
Les aides financières
Les panneaux solaires bifaciaux étant posés sur le sol, ils ne peuvent pas bénéficier de la prime à l’autoconsommation et de la vente de surplus à un tarif réglementé auprès d’EDF OA. Pour revendre votre électricité, il faudra vous tourner vers un fournisseur alternatif.
En revanche, si la puissance de votre installation est inférieure ou égale à 3 kWc, vous bénéficiez d’un taux de TVA réduit à 10 %. Si la puissance est supérieure, il passe à 20 %.
Quelle perspective pour l’avenir du solaire bifacial ?
Le solaire bifacial n’est pas une technologie nouvelle : le premier brevet a été déposé en 1966. En revanche, elle a longtemps été considérée comme une solution onéreuse et sans véritable intérêt.
Ces dernières années, le développement technologique et la baisse des coûts de production ont permis de propulser le solaire bifacial en-dehors de son marché de niche. Ainsi, il représentait 10 % du marché en 2020, et selon l’ITRPV (International Technology Roadmap for Photovoltaic), il pourrait représenter 50 % du marché en 2030 !
Certains pays, comme les États-Unis et la Chine, sont déjà conquis par le bifacial. C’est également le cas des pays du Nord de l’Europe, dont la latitude élevée réduit la puissance solaire captée par mètre carré. En France, les investisseurs sont encore frileux… Mais plusieurs projets d’envergure visent à démontrer les performances de cette technologie en conditions réelles !
Aujourd’hui, le solaire bifacial est principalement utilisé pour équiper les fermes solaires de grande puissance. Il s’agit d’une solution idéale pour développer l’agrivoltaïsme : ce système, impulsé récemment par un texte de loi (loi n°2023-175 du 10 mars 2023), consiste à associer panneaux solaires et culture. Mais le bifacial se prête de plus en plus à un usage domestique et, à en croire certains experts, il pourrait à terme remplacer le monofacial !
Vous l’aurez compris, la technologie bifaciale est aujourd’hui une option intéressante pour optimiser le rendement de vos panneaux solaires. Néanmoins, l’installation doit respecter un grand nombre de conditions pour être parfaitement efficace. C’est pourquoi le jeu n’en vaut pas toujours la chandelle… Pour savoir si votre projet solaire est compatible avec un panneau solaire bifacial, n’hésitez pas à demander conseil auprès d’un professionnel agréé !
bonjour dans votre article vous déconseillez l'installation de panneaux bi-facial sur un toit j'ai également posé cette question et on m'a répondu :nous proposons les panneaux sur une fixation toit car avec un fond blanc, cela reste toujours très intéressant ! vous en pensez quoi cordialement
Bonjour Marteau,
Merci d'avoir pris le temps de lire et laisser votre commentaire sur notre article de blog.
Le point que vous soulevez est très intéressant !
En effet, nous déconseillons le bifacial pour une installation sur toit parce que la surface non exposée au soleil ne capte presque aucune lumière. Il n'y a pas assez d'espace entre la face arrière du panneau et la surface du toit pour que les rayons l'éclairent correctement (ce qui est lié aux ombres créés par les panneaux). Sa production d'énergie est alors très faible.
Cependant, comme nous l'évoquons dans notre paragraphe traitant l'albédo, une surface blanche réfléchissante peut apporter assez de lumière à la face arrière, si elle en reçoit un minimum du soleil.
Nous vous recommandons de demander l'avis à d'autres artisans pour vous aider à faire le choix qui convient le mieux à votre situation, mais sachez que l'option la plus sûre (au niveau de la rentabilité) pour une installation sur toit reste le panneau photovoltaïque classique.
Bien cordialement,
le Service Client Espace Aubade