Les panneaux solaires thermiques et les panneaux solaires photovoltaïques sont deux technologies basées sur l'utilisation de l'énergie solaire. Cependant, leur fonctionnement, leurs applications et leurs performances sont différents.
Type d'énergie obtenue
La principale différence entre les deux systèmes réside dans le type d’énergie qu’ils génèrent et la manière dont ils l’utilisent :
- Panneaux solaires photovoltaïques : convertissent le rayonnement solaire en énergie électrique grâce à un processus photochimique dans leurs cellules solaires. Cette électricité peut être utilisée immédiatement ou stockée dans des batteries pour une utilisation ultérieure.
- Panneaux solaires thermiques : captent l'énergie solaire sous forme de chaleur grâce à des capteurs, en la transférant à un fluide caloporteur. Cette chaleur peut être utilisée directement pour chauffer l’eau, pour le chauffage ou, dans des systèmes plus avancés, pour produire de l’électricité à l’aide de turbines à vapeur.
Différences de coût économique
Coût des panneaux solaires thermiques
Les panneaux solaires thermiques ont généralement un coût initial inférieur à celui des panneaux photovoltaïques en raison de la simplicité de la technologie.
Ils sont principalement composés de matériaux tels que le cuivre, l’aluminium et le verre, qui sont moins chers que les semi-conducteurs utilisés dans le photovoltaïque. De plus, les systèmes solaires thermiques nécessitent moins de composants électroniques et n’ont pas besoin d’onduleurs, ce qui réduit le coût global de l’installation.
Pour une installation domestique typique, les prix varient généralement entre 2 500 et 6 000 €, selon la taille du système et sa capacité de collecte de chaleur. Les systèmes plus petits, qui ne fournissent que le chauffage de l'eau, ont tendance à se situer dans la gamme inférieure, tandis que ceux qui incluent également le chauffage des locaux peuvent se situer dans la gamme supérieure.
Les coûts d’entretien sont faibles car ces systèmes ont une durée de vie utile de plusieurs années sans nécessiter de réparations importantes.
Coût des panneaux solaires photovoltaïques
En comparaison, les panneaux photovoltaïques sont plus chers en raison de la complexité de la technologie de conversion de l’énergie solaire en électricité.
Ils sont principalement constitués de cellules solaires en silicium, ce qui nécessite un processus de fabrication plus avancé, et ils nécessitent également des onduleurs et d’autres composants électroniques pour convertir l’énergie en courant alternatif (CA), ce qui augmente le prix global de l’installation.
Pour une installation domestique de panneaux photovoltaïques, le coût varie généralement entre 4 000 et 9 000 euros, selon la capacité du système, qui est généralement comprise entre 3 et 5 kW pour une maison de taille moyenne. Ce coût comprend les panneaux, l'onduleur, le système de montage et l'installation. Bien que les coûts aient diminué ces dernières années grâce aux progrès technologiques, les systèmes photovoltaïques restent plus chers que les systèmes thermiques.
Cependant, les panneaux photovoltaïques peuvent produire de l’électricité, permettant une plus grande autonomie énergétique et des économies potentielles sur les factures d’électricité à long terme.
Bien que l’entretien soit relativement faible, l’onduleur peut devoir être remplacé après environ 10 ans.
Différences de performance énergétique
Performance des panneaux solaires thermiques
Les panneaux solaires thermiques sont très efficaces pour convertir l’énergie solaire en chaleur. Leurs performances sont généralement supérieures à celles des panneaux photovoltaïques en termes de captage et d’utilisation directe de l’énergie solaire, notamment dans les applications de chauffage de l’eau ou de chauffage des locaux.
L’efficacité de conversion de ces systèmes peut dépasser 70 %, ce qui signifie qu’une grande partie de l’énergie solaire qu’ils captent est convertie en chaleur utile. Cela les rend particulièrement adaptés aux maisons qui nécessitent de l'eau chaude ou du chauffage, car ils ne dépendent pas de la conversion en électricité, mais utilisent plutôt directement la chaleur.
Performances des panneaux solaires photovoltaïques
Dans le cas des panneaux photovoltaïques, leur performance est centrée sur la conversion de l’énergie solaire en électricité, qui a une efficacité bien inférieure à celle des panneaux thermiques.
Les panneaux photovoltaïques les plus efficaces ont actuellement un rendement compris entre 15 et 22 %, ce qui signifie qu’une fraction de la lumière solaire qui les frappe est convertie en électricité. Bien que cette efficacité soit plus faible, les panneaux photovoltaïques peuvent produire de l'électricité même dans des conditions de lumière diffuse, comme par temps nuageux, ce qui les rend plus polyvalents dans diverses conditions météorologiques.
Stockage d'énergie
- Les systèmes photovoltaïques peuvent stocker l’électricité produite dans des batteries pour une utilisation ultérieure.
- Les systèmes thermiques stockent la chaleur dans des accumulateurs solaires, qui conservent l’énergie thermique sous forme d’eau chaude ou de fluides spéciaux.
Différences de fonctionnement
Comment fonctionne un panneau solaire photovoltaïque
Les panneaux photovoltaïques sont composés de cellules solaires constituées de matériaux semi-conducteurs tels que le silicium. Lorsque la lumière du soleil frappe ces cellules, les photons génèrent un flux d’électrons, produisant un courant électrique continu (CC), qui est ensuite transformé en courant alternatif (CA) pour être utilisé à la maison ou dans l’industrie.
Comment fonctionne un panneau solaire thermique
Les panneaux solaires thermiques utilisent des surfaces absorbantes pour capter l’énergie solaire et transférer la chaleur à un fluide caloporteur. Ce fluide peut être utilisé pour chauffer l'eau sanitaire, le chauffage ou encore pour générer de la vapeur qui actionne les turbines des centrales solaires thermiques, produisant ainsi de l'énergie électrique.
Avantages et inconvénients comparatifs
| Fonctionnalité | Photovoltaïque | Thermique |
|---|---|---|
| Type d'énergie | Électrique | Thermique |
| Applications | Eclairage, électronique, électroménager | Chauffage, eau chaude, production indirecte d'électricité |
| Stockage | Piles | Accumulateurs solaires |
| Coût initial | Haut | Inférieur |
| Efficacité | Conversion d'énergie plus faible | Spécialisation en application thermique |
| Entretien | Faible | Nécessite un examen périodique |