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Fonctionnement panneau solaire : comment ça marche ?

D’après Enedis, on compte 728 996 installations photovoltaïques en autoconsommation individuelle en France en 2025¹. En installant des panneaux solaires sur leur toit (ou en s’équipant d’un kit solaire), les particuliers peuvent produire leur propre électricité. C’est la magie des énergies renouvelables ! 🧙 Magie vous avez dit ? Pas vraiment ! La production d’énergie relève plutôt du domaine scientifique. 😉

Comment fonctionne un panneau solaire photovoltaïque ? Comment produit-il de l’électricité ? Comment optimiser son fonctionnement ? Voilà beaucoup de questions, auxquelles Ekwateur va répondre.

Ce qu’il faut retenir :


Le fonctionnement d'un panneau solaire du soleil à l'électricité dans votre prise

On sait à peu près tous·tes qu’un panneau solaire produit de l’électricité grâce aux rayons du soleil. Merci Captain Obvious ! 🦸 Mais comment ça marche exactement ? 

On vous explique² : 

  1. le panneau solaire est un assemblage de 60 à 70 cellules photovoltaïques, en silicium cristallin, et protégées par différentes couches de matériaux, dont un verre transparent en face avant, afin de former un module photovoltaïque.
  2. le silicium absorbe les rayons du soleil qui contiennent des photons, des particules invisibles à l’œil nu; 
  3. les photons libèrent les électrons des atomes de silicium;
  4. les électrons, libérés, (délivrés ⛓️), créent un courant électrique continu à travers les couches du panneau solaire;
  5. ce courant électrique circule jusqu’à l’onduleur;
  6. l’onduleur convertit le courant continu en courant alternatif;
  7. ce courant peut être utilisé pour les besoins domestiques, stocké dans une batterie ou réinjecté dans le réseau.

Pour y voir (encore) plus clair, voici un petit récap’ avec un schéma simplifié : 

Lumière du soleil → Cellules photovoltaïques en silicium → Courant continu → Onduleur → Courant alternatif → Maison / Batterie / Réseau 

Sans silicium : pas de panneau solaire

Impossible de parler de panneaux solaires sans évoquer le silicium, un élément chimique issu de la silice, très présent dans le sable et le quartz³.

Une fois purifié, il devient un excellent semi-conducteur, c'est-à-dire un matériau capable de laisser circuler l'électricité dans certaines conditions. C'est justement cette propriété qui en fait le matériau de référence des panneaux photovoltaïques².

Lorsque les rayons du soleil atteignent les cellules photovoltaïques, les photons qu'ils contiennent transmettent leur énergie aux électrons présents dans le silicium. Ces électrons se mettent alors en mouvement, créant un courant électrique continu. Ce phénomène, appelé effet photovoltaïque, est à l'origine de toute l'électricité produite par un panneau solaire.

Le silicium n'est pas le seul matériau capable de produire de l'électricité grâce à la lumière. Il existe d'autres technologies photovoltaïques. Toutefois, il équipe aujourd'hui l'immense majorité des installations solaires chez les particuliers.
Abondant, relativement peu coûteux et bénéficiant d'une technologie désormais bien maîtrisée, il offre un compromis entre performances, durabilité et prix.

On distingue d'ailleurs deux grandes familles de panneaux solaires au silicium :

  • les panneaux monocristallins, fabriqués à partir d'un seul cristal de silicium. Leur structure est plus homogène, ce qui facilite la circulation des électrons. Ils offrent donc généralement un meilleur rendement, notamment lorsque la surface disponible sur la toiture est limitée ;
  • les panneaux polycristallins, composés de plusieurs cristaux de silicium. Les électrons y circulent un peu moins facilement, ce qui explique un rendement légèrement inférieur. En contrepartie, ces panneaux restent une solution fiable pour produire de l'électricité solaire.

Bon à savoir

Les panneaux monocristallins sont généralement noirs (ou bleu très foncé), car le silicium pur et la structure homogène d'un cristal unique absorbent la lumière de façon uniforme.

Les panneaux polycristallins sont généralement bleus, avec un aspect plus "moucheté". Cela vient des multiples cristaux de silicium juxtaposés qui réfractent la lumière différemment et créent ces reflets bleutés.

L'onduleur : un élément crucial de votre installation

L’onduleur a un rôle clé car sans lui, il ne serait pas possible d’exploiter votre installation photovoltaïque. Pourquoi ? Car c’est lui qui est chargé de transformer le courant continu généré par les panneaux photovoltaïques en courant alternatif. Vous allez tout de suite comprendre pourquoi c’est important  !

Le courant continu (CC) circule toujours dans le même sens. C’est le courant naturellement produit par les cellules photovoltaïques lorsque les électrons sont mis en mouvement par la lumière du soleil. À l’inverse, le courant alternatif (CA) change régulièrement de sens. En France, il alterne 50 fois par seconde : c’est ce qu’on appelle une fréquence de 50 hertz. Son intérêt principal est de pouvoir changer facilement de tension grâce aux transformateurs. On peut ainsi transporter l’électricité à très haute tension sur de longues distances, puis l’abaisser avant son arrivée dans les logements. C’est pour cette raison que les prises électriques et le réseau public fonctionnent en courant alternatif⁴.

Bon à savoir

En plus de convertir le courant continu en courant alternatif, les onduleurs modernes surveillent en permanence la production des panneaux et le bon fonctionnement de l'installation. Selon les modèles, ils peuvent également transmettre ces données à une interface web ou à une application mobile afin de suivre la production d'électricité en temps réel⁵.

Une fois l'électricité produite, choisissez ce que vous souhaitez en faire !

Une fois convertie en courant alternatif par l'onduleur, l'électricité produite par vos panneaux solaires peut suivre plusieurs chemins qui dépendent de vos besoins et de votre installation⁵ :

  • Alimenter votre logement
  • Stocker l'électricité dans une batterie
  • Réinjecter le surplus sur le réseau

Alimenter votre logement

C'est le principe de l'autoconsommation. L'électricité produite par vos panneaux est utilisée en priorité pour alimenter les appareils électriques de votre maison : réfrigérateur, lave-linge, éclairage, ordinateur... Plus vous consommez votre propre production, moins vous avez besoin d'acheter de l'électricité sur le réseau.

Stocker l'électricité dans une batterie

Si votre installation est équipée d'une batterie de stockage, le surplus d'électricité produit en journée peut y être stocké. Vous pourrez ensuite l'utiliser plus tard, par exemple le soir ou lorsque la production solaire est insuffisante.

Réinjecter le surplus sur le réseau

Lorsque votre production est supérieure à votre consommation et que vous ne disposez pas de batterie (ou qu'elle est déjà pleine), le surplus d'électricité peut être injecté sur le réseau public. Si votre installation est éligible au dispositif d'obligation d'achat, ce surplus peut être vendu à un acheteur agréé (une entreprise autorisée à acheter votre électricité) dans les conditions prévues par la réglementation en vigueur⁶.

Comment optimiser le fonctionnement de ses panneaux solaires ?

Quoi optimiser ? Comment ?
La puissance de l'installation Dimensionnez votre installation en fonction de vos besoins afin de maximiser votre autoconsommation et d'éviter une puissance surdimensionnée.
La méthode d'installation Faites appel à un·e professionnel·le qualifié·e RGE pour bénéficier d'une installation performante, sécurisée et éligible aux aides financières.
L'inclinaison des panneaux Une inclinaison d'environ 30 à 35° permet généralement d'optimiser la production d'électricité en France.
L'orientation des panneaux Une orientation plein sud est idéale, mais une exposition sud-est ou sud-ouest offre également d'excellents résultats. Évitez autant que possible les zones d'ombre.
La gestion de la consommation Utilisez un gestionnaire d'énergie ou programmez vos appareils pour consommer l'électricité lorsque les panneaux produisent le plus.
L'entretien de l'installation Nettoyez régulièrement les panneaux et vérifiez leur bon fonctionnement afin de préserver leurs performances dans le temps.

Source : L’électricité photovoltaïque EN 10 QUESTIONS. Ademe.

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  • étude de votre consommation et habitudes énergétiques et des spécificités de votre logement (localisation, orientation, superficie)
  • dimensionnement de votre installation solaire en fonction de la puissance voulue et de vos besoins : puissance et nombre de panneaux solaires, choix du micro-onduleur, du système de fixation et de pilotage de vos panneaux solaires
  • étude de rentabilité de votre projet : temps nécessaire à la rentabilisation de votre installation et estimation des bénéfices, pourcentage d'électricité autoconsommée et revendue…

On répond à toutes vos questions et on s’occupe de toutes les démarches administratives (raccordement, Consuel, aides) pour que votre installation soit un succès ! 🍾 Le tout avec un prix adapté pour votre installation de panneaux solaires.

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FAQ

Combien coûte une installation solaire ?

Le prix d'une installation solaire dépend principalement de sa puissance, du type de panneaux choisis et de la complexité de la pose. Pour une installation résidentielle en toiture, il faut généralement compter entre 6 000 et 15 000 €, pose comprise. Des aides financières peuvent réduire le coût du projet lorsqu'il est réalisé par un professionnel qualifié RGE.

Comment savoir si le courant est continu ou alternatif ?

Il est possible de le vérifier à l'aide d'un multimètre. Réglez l'appareil sur le mode courant continu (CC ou DC), puis sur le mode courant alternatif (CA ou AC) : celui qui affiche une tension correspond au type de courant mesuré. Cette manipulation doit toujours être réalisée dans le respect des consignes de sécurité, avec un appareil en bon état, sans toucher de conducteurs dénudés et uniquement si vous savez intervenir sur une installation électrique. En cas de doute, faites appel à un professionnel.

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