Une toiture photovoltaïque est composée de panneaux ou de tuiles solaires, grâce auxquels l’énergie scolaire est captée et transformée en électricité.
La source d’énergie est donc durable et gratuite, ce qui permet de faire baisser considérablement sa consommation électrique, pour le chauffage par exemple. En revanche, il faut savoir que convertir sa toiture en photovoltaïque constitue un investissement assez lourd.
Néanmoins, il existe des aides et si votre captation est suffisante, vous pouvez revendre le surplus électrique que vous produisez à partir de vos panneaux solaires de toiture et dont vous n'avez pas besoin.
Fonctionnement d’une toiture photovoltaïque
Une toiture photovoltaïque est composée de :
- modules photovoltaïques : il s'agit de cellules sous forme de tuiles ou panneaux qui recueillent les photons solaires ;
- un onduleur qui transforme le courant continu en courant alternatif ;
- une batterie qui permet de stocker l’électricité recueillie.
Le dispositif de la toiture photovoltaïque est écologique, renouvelable, non polluant, propre, silencieux, et n’occasionne aucune gêne sonore ni visuelle.
Tuiles photovoltaïques ou panneaux solaires ?
Les capteurs solaires pour toiture photovoltaïque se présentent sous deux formes :
- les tuiles photovoltaïques sont imperméables et isolantes. Il en existe en verre qui se placent sous le toit et servent à récupérer la chaleur et un modèle intégré, comme un panneau solaire.
- les panneaux photovoltaïques qui sont posés sur la toiture (ISB) ou panneaux solaires intégrés dans la couverture existante (IAB).
Le constituant principal des cellules photovoltaïques est le silicium. Le silicium peut être amorphe, polycristallin ou monocristallin.
- Le silicium amorphe est celui qui est le plus économique, mais son rendement est faible (de l'ordre de 6 %). Son prix est d'environ 150 €. Il convient aux grandes toitures ou en cas d'exposition non optimale.
- Le silicium polycristallin a un rendement entre 12 et 14 % avec un coût intermédiaire. Son prix varie de 150 à 300 €. Il est très rentable quand les installations ont de grandes surfaces.
- Enfin, le silicium monocristallin a le rendement le plus élevé (de 18 à 20 %) et a tendance à devenir la norme. Son prix est compris entre 200 et 400 €. Il est adapté aux petites surfaces ou lorsque les besoins en électricité sont importants.
Il existe des panneaux solaires souples pour toiture, mais ils sont davantage réservés à un usage nomade (camping-car, douche solaire, chargeur d'équipements électroniques...).
Les tuiles photovoltaïques sont couvertes de cellules et d’un verre trempé de protection, qui assure l’étanchéité de la toiture, possède les mêmes avantages que les panneaux solaires classiques et les rend 3 fois plus solides que les tuiles traditionnelles en terre cuite.
On trouve actuellement sur le marché :
- la tuile solaire lisse en céramique (rendement plus faible)
- l’ardoise avec panneaux solaires intégrés à la toiture plus large, plus esthétique
- la tuile en verre texturé (adaptée aux maisons écologiques)
- la tuile solaire invisible (technologie assez récente et un peu plus chère que les autres)
- la tuile solaire toscane
- certains fabricants proposent des modèles de tuiles solaires thermiques qui captent le soleil pour le transformer en chauffage.
À la différence des panneaux solaires de toiture classiques, les tuiles solaires ont des garanties dépassant 30 ans, mais aussi des garanties contre les fluctuations et les aléas météorologiques.
La pose de ces matériaux est également plus facile et peut être réalisée par un artisan couvreur. Les tuiles sont reliées entre elles grâce à des connecteurs étanches.
Les panneaux photovoltaïques sont plus fragiles et moins esthétiques, mais plus performants : il vous faudra 10 fois plus de surface de tuiles pour produire la même quantité d’électricité que des panneaux solaires. Ils doivent être fixés à la charpente. Les tuiles s'intègrent beaucoup plus facilement à la toiture, sans compromettre l'étanchéité.
Néanmoins, dans les régions ou les chutes de neige sont importantes, les panneaux photovoltaïques de toiture, du fait de leur surépaisseur, peuvent empêcher la neige de s’évacuer.
Les panneaux solaires sont généralement garantis 20 ans.
Réglementation et conseils sur la toiture photovoltaïque
La toiture photovoltaïque est soumise à une réglementation assez stricte. Les travaux d’installation de panneaux solaires sur toiture ou photovoltaïques doivent suivre les règles du Plan Local d’Urbanisme (PLU). Avant de vous lancer, il convient de vérifier avant tout la compatibilité d’une installation solaire avec votre toiture.
L’installation de panneaux solaires est impossible sur certains types de toitures : zinc, lauze, shingle, les tuiles en goudron ou le chaume. La modification de votre toiture par ajout de panneaux peut engendrer des problèmes d’étanchéité sur ce genre de toitures qui sont incompatibles avec l’IAB (introduction de tuyaux et câbles, etc.).
Du fait de la présence d’amiante sur les toitures en fibrociment amianté, même en bon état, sont interdits tout perçage ou retouche partielle de toit. Il n'est donc pas possible d'installer des panneaux photovoltaïques sur les toitures en fibrociment amianté.
L’isolation de toiture par revêtement multicouche rend également impossible la pose de panneaux photovoltaïques.
L’installation de panneaux solaires sur les toitures végétalisées est complexe et suppose une étude précise de faisabilité : surdimensionnement, surchauffe, ombrage occasionné par les panneaux solaires, gestion des eaux, poids des panneaux solaires... Il vaut mieux consulter un bureau d'études avant de vous lancer.
1 m² de panneau solaire toiture pèse entre 16 et 22 kg en fonction de la marque et du système d’intégration : vérifiez si la structure de votre toiture peut supporter cette charge supplémentaire et la pression due au vent.
La pose d’une toiture photovoltaïque
La pose d'une toiture solaire est trop délicate et trop complexe pour être entreprise soi-même : vous devrez consulter un installateur de panneaux solaires photovoltaïques pour l'étude de faisabilité et la pose.
Un panneau solaire toiture doit toujours être posé en étant orienté vers le sud. Il existe de panneaux solaires de toiture orientables, qui suivent le soleil, mais ils sont très chers et encore rares sur le marché. La pose de panneaux solaires de toiture est possible avec une orientation est, sud-est, sud-ouest ou ouest, même si la captation sera moins importante. Toutes les orientations nord, nord-ouest et nord-est sont insuffisamment efficaces pour un panneau solaire de toiture.
Afin de produire un maximum d’électricité photovoltaïque, vos panneaux solaires doivent idéalement avoir une inclinaison de 30 à 35 °, mais les panneaux solaires installés avec un angle compris entre 0 et 60 ° sont parfaitement viables. Même sur une toiture plate, les panneaux seront toujours légèrement inclinés.
La présence d’ombres (arbres, cheminée, monuments hauts à proximité comme immeubles ou clochers) peut faire baisser le rendement du panneau solaire photovoltaïque, thermiques ou aérovoltaïque.
Un panneau solaire photovoltaïque mesure en moyenne 1 m de largeur sur 1 m 60 de longueur. Une installation de 3 kWc représente une surface d’environ 20 m², indépendamment de la dimension du panneau solaire toiture.
Il y a deux méthodes de pose des panneaux photovoltaïques :
- installation intégrée au bâti (IAB)
- l'intégration simplifiée au bâti (ISB), ou surimposition
Installation intégrée au bâti (IAB)
Le tarif d’achat de votre électricité est maintenant identique que vos panneaux soient intégrés au bâti ou en surimposition. L’installation IAB permet de remplacer intégralement la couverture de votre toiture par des panneaux photovoltaïques, et ainsi économiser en matériaux. Ce mode d’installation est particulièrement intéressant si vous faites construire votre maison ou si vous faites refaire l’intégralité de votre toiture.
Attention aux offres de « kits panneaux solaires » trop alléchantes !
Une véritable installation de toiture photovoltaïque doit comprendre les panneaux, le câblage, l’onduleur, une batterie, la pose, le raccordement, la garantie pendant au moins 20 ans et les démarches administratives !
La surimposition
Les panneaux solaires de toiture sont simplement installés au-dessus de votre toiture. Ils produisent de l’électricité, mais ne se substituent pas au toit. Cette solution est privilégiée pour l’autoconsommation, car il est possible de réaliser des installations en surimposition sur les toitures plates.
Par ailleurs, elle est moins onéreuse que l’Intégration au bâti. Enfin, la surimposition aère mieux les panneaux et limite les problèmes d’étanchéité.
- Le coût d’installation d’un panneau solaire toiture photovoltaïque en IAB est de l’ordre de 3 000 à 4 000 €/kWc.
- Le coût d’une installation de toiture photovoltaïque en ISB est de 1,8 à 2,5 € par Wc pour une puissance comprise entre 9 et 36 kWc. Pour une puissance de 100 à 250 kWc, il sera compris entre 1,2 et 1,5 € le Wc.
Malgré l'existence de kit fixation panneau solaire toiture, attention toutefois aux travaux supplémentaires selon la nature de votre toiture : travaux d’étanchéité, renforcement de votre charpente…
Le calcul de la surface nécessaire
En moyenne, on estime que la consommation d'une personne en électricité par an est de 1 000 kWh environ. Ainsi, par exemple, les besoins annuels en électricité d'un foyer composé de deux personnes sont de l'ordre de 2 000 kWh.
La puissance de l'installation photovoltaïque doit prendre en compte une correction sur la base d'un coefficient de 0.85. En effet, la puissance crête d'un panneau n'est pas toujours celle atteinte en permanence. Elle est pondérée par la météo, par exemple. Ainsi, pour une famille de 4 personnes, on doit viser une puissance de 2 000 / 0.85, c'est-à-dire 2 353 Wc.
Il suffit alors de diviser ce chiffre par la puissance d'un panneau pour obtenir le nombre de panneaux nécessaire pour votre installation.
Si les panneaux que vous souhaitez installer ont 250 Wc, il vous faut 2 353 / 250, à savoir 10 panneaux solaires pour couvrir les besoins en électricité pour 2 personnes sur une année entière.
Prix au m² de la toiture photovoltaïque
Le prix d'une toiture photovoltaïque dépend principalement de la marque et de la puissance des capteurs solaires. Dans le prix global de l’installation d’une toiture photovoltaïque, ce sont les panneaux solaires qui coûtent le plus, mais la batterie est également assez onéreuse.
Pour comparer le prix de panneaux photovoltaïques, il faut comparer leur rendement en watt-crête (Wc). Il s'agit de l'unité de mesure de la puissance générée par les panneaux. De manière générale, la puissance d'un panneau solaire est comprise entre 1.1 et 1.7 € / Wc.
Le coût d’une toiture photovoltaïque se pondère toutefois en prenant en compte les aides financières, les économies d’énergie et l’éventuelle revente d’électricité.
Prix des tuiles photovoltaïques | 900 à 2 000 € / m² |
Prix des panneaux solaires toiture | 200 à 300 € / m² |
Prix des tuiles photovoltaïques Tesla au Wc | 5 € / Wc |
Prix des tuiles photovoltaïques Dyaqua au Wc | 7 € / Wc |
Prix des tuiles photovoltaïques Imerys au Wc | 10 € / Wc |
Prix d'une toiture photovoltaïque pour obtenir | 9 000 à 13 000 € |
Prix d'une toiture photovoltaïque pour obtenir | 15 000 à 20 000 € |
Prix de l'installation d'une toiture photovoltaïque tout compris | 25 000 € |
Votre toiture photovoltaïque gratuite : la location de toiture agricole ou industrielle
Une option intéressante est la location de votre toiture pour panneaux photovoltaïques : si vous disposez d’une grande surface de toiture (bâtiments agricoles ou industriels) et d’un pan hors de tout vis-à-vis, idéalement orienté sud, vous avez la possibilité de louer cette surface à un investisseur qui financera l’installation et l’exploitation des panneaux photovoltaïques, contre un loyer annuel qu’il vous reversera.
Une location toiture pour panneau solaire vous permettra donc de percevoir un complément de revenu ou de refaire votre toiture gratuitement : après une période de 20 à 30 ans en moyenne, vous devenez propriétaire des panneaux solaires.
Des entreprises comme Solareo vous proposent de rénover gratuitement votre toiture et de remplacer votre ancienne couverture par des panneaux photovoltaïques.
L’entreprise prend en charge l’ensemble des coûts du projet : dépose de l’ancienne couverture, renfort de charpente et installation de panneaux photovoltaïques.
- 430 € / kWc pour une puissance < 3 kWc
- 320 €/kWc pour une puissance comprise entre 3 et 9 kWc
- 180 € / kWc pour une installation entre 9 et 36 kWc
- 90 € / kWc pour les installations entre 36 et 100 kWc
Le rendement d’une toiture photovoltaïque
La ou les entreprises locales de distribution d’énergie ont l’obligation de racheter l’électricité provenant de l’installation photovoltaïque de tout particulier en faisant la demande.
1 m2 de tuiles photovoltaïques produit environ 100 kWh par an.
Lorsque vous revendez votre électricité au réseau national, le tarif d'achat varie selon votre installation.
Pour la vente de surplus, le tarif est de :
- 0.06 € / kWh pour une installation de 3 à 9 kWc ;
- 0.10 € / kWh pour une installation supérieure à 9 kWh et jusqu'à 100 kWc.
En vente totale, le tarif est compris entre 0.1070 et 0.2022 € / kWh selon la puissance de l'installation :
- 0.2022 € / kWh pour une installation inférieure à 3 kWc ;
- 0.1718 € / kWh pour une installation inférieure à 9 kWc ;
- 0.1231 € / kWh pour une installation inférieure à 36 kWc ;
- 0.1070 € / kWh pour une installation inférieure à 100 kWc.
Il s'agit des chiffres annoncés au dernier trimestre 2022.
On estime qu'il fait en moyenne entre 8 à 15 ans pour rentabiliser une installation photovoltaïque. Cette durée peut avoir tendance à se raccourcir du fait du prix de plus en plus élevé de l'électricité.
Tarif de pose de panneaux photovoltaïque
Le prix de la pose de panneaux photovoltaïques dépend d'une certain nombre de critères :
- le type de panneaux ;
- l'inclinaison de la toiture ;
- les travaux de préparation du toit ;
- la facilité d'accès.
Généralement, la pose comprend :
- l'installation des panneaux ;
- la mise en service ;
- la vérification et l'inspection de l'installation.
Les frais d'installation représentent 15 % du coût total.
Exemples de Devis pour l'achat d'une toiture photovoltaïque
- 15 modules sunpower 327 W : 6 000 €
- Coffret avec onduleur et parafoudre aux normes NFC 15-100 garantie 5 ans constructeur : 2 700 €
- Système d'intégration bac acier tuile PV avec écran sous toiture + pose aux normes DTU : 810 €
- Raccourcis ERDF et passage pour conseil : 150 €
- Pose : 3 500 €
TOTAL : 13 160 €
- 10 tuiles solaires 300 W +
- 1 onduleur sans transformateur max 3.500 w double travers triphasé +
- Intégration et étanchéité +
- Coffret ac DC avec sectionneur parafoudre : 8700 €
- Pose : 1 300 €
TOTAL : 10 000 €
Prix d’entretien toiture photovoltaïque
Au prix d’achat de votre toiture photovoltaïque, il faudra ajouter un coût d’entretien des panneaux solaires :
- de 1 000 à 2 000 € tous les 10 ans pour remplacer l’onduleur ;
- environ 65 € tous les ans : pour le tarif d’utilisation du réseau public d’électricité (TURPE) facturé par le réseau électrique ;
- un nettoyage régulier des panneaux solaires de toiture.
Pour que les panneaux solaires captent la lumière de manière optimale, ils doivent être entretenus très régulièrement :
- Pour cela, il est nécessaire de les nettoyer de manière régulière et de procéder à leur vérification. En effet, au fil du temps, des particules fines s'incrustent sur la surface des panneaux à cause de la pollution, des pollens, de la poussière, etc.
- Il est possible de nettoyer soi-même des panneaux photovoltaïques à l'eau avec une brosse souple ou au jet doux. Néanmoins, il n'est pas toujours aisé de nettoyer ses panneaux solaires soi-même, car il ne faut surtout pas marcher dessus.
Des entreprises spécialisées se chargent de l'entretien et peuvent même vous proposer un contrat d'entretien. Certaines utilisent des drones pour faciliter le nettoyage et éviter d'endommager les panneaux.
Toiture photovoltaïque : les questions fréquentes
Quelle est la différence entre un panneau solaire et un panneau photovoltaïque ?
Un panneau solaire transforme l'énergie du soleil en chaleur tandis que le panneau photovoltaïque transforme l'énergie en électricité.
Quels sont les inconvénients d'une toiture photovoltaïque ?
Le principal inconvénient à mentionner est la variabilité de la rentabilité des panneaux photovoltaïques parce qu'ils dépendent tout simplement de la présence du soleil. Leur rendement varie en fonction des conditions météorologiques et ils ne produisent pas la nuit.
Peut-on installer des panneaux photovoltaïques partout ?
Il est nécessaire de déposer une déclaration préalable de travaux si votre installation à une puissance de moins de 3 kWc. Il faut demander un permis de construire pour les installations de plus de 3 kWc.
Où est-il interdit de poser des panneaux photovoltaïques ?
Il est interdit d'installer des panneaux photovoltaïques dans une zone :
- qui fait l'objet d'un classement ou d'une inscription au patrimoine ;
- dans un parc national.
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