Les panneaux solaires hybrides
Les panneaux solaires hybrides assurent à la fois une production d’électricité photovoltaïque et une production de chaleur au sein d’un même module. Pour un encombrement réduit, il est ainsi possible de chauffer son eau chaude sanitaire et de consommer ou revendre son électricité renouvelable. Conseils Thermiques dresse un état des lieux de cette technologie prometteuse.
Fonctionnement- Panneaux solaires hybrides aérovoltaïques
- Panneaux solaires hybrides hydrauliques
- Dimensionnement de l’installation
- Prix des solutions hybrides
- Aides financières
- Conseils pour un projet réussi
- Réponses à vos questions
Panneau solaire hybride, un duo gagnant
Les panneaux solaires hybrides constituent une alternative aux panneaux solaires thermiques (production de chaleur) et photovoltaïques (production d’électricité). Ils permettent d’optimiser l’espace en superposant un panneau solaire photovoltaïque (au-dessus) et un panneau solaire thermique (en sous-face).
Cette alliance est intéressante car elle améliore le rendement au niveau de la partie photovoltaïque de l’ordre de 10%. En effet, lorsque les panneaux solaires photovoltaïques sont soumis à de fortes chaleurs, ils perdent de leur efficacité dans des proportions assez importantes (jusqu’à -25% de rendement de manière ponctuelle). Le panneau solaire thermique participe donc au refroidissement du panneau photovoltaïque.
Cela est d’autant plus vrai que la plupart des installations photovoltaïques sont « intégrées au bâti », c’est-à-dire qu’elles participent à l’étanchéité de la toiture. Il n’y a donc pas d’espace nécessaire pour un refroidissement correct.
Si en théorie, le dispositif de panneaux solaires hybrides fonctionne parfaitement. En pratique, il faut que la surface couverte par les panneaux corresponde bien aux besoins, notamment pour la partie thermique. En effet, le côté intermittent de l’énergie solaire fait que la production de chaleur est bien plus faible en hiver qu’en été. On distingue à ce titre deux technologies détaillées ci-après.
Panneau solaire hybride aérovoltaïque
Fonctionnement : Le panneau solaire photovoltaïque est ventilé en sous-face pour évacuer la chaleur. L’air chaud est ensuite propulsé par un ventilateur à travers des gaines qui desservent les pièces de la maison et éventuellement un chauffe-eau thermodynamique. Le surplus éventuel de chaleur est évacué au niveau d’une sortie de toiture.
Performances : En hiver, le système reste logiquement très peu valorisable car la production de chaleur est très faible (à part peut-être pour les maisons secondaires avec une fonction « antigel »).
En mi-saison, cela est intéressant car le système aérovoltaïque peut faire l’appoint de chaleur parfois nécessaire pendant cette période et soulager la chaudière principale.
En été, on peut utiliser la chaleur produite en reliant les panneaux solaires hybrides à un chauffe-eau thermodynamique (pompe à chaleur qui utilise l’air chaud). Cela entraine néanmoins des coûts supplémentaires et un espace de stockage non négligeable à proximité des panneaux solaires.
Dans tous les cas, pour être efficace, les thermostats de la chaudière (chauffage principal) et des panneaux solaires hybrides (chauffage secondaire) doivent être harmonisés. De telle sorte que lorsque l’ensoleillement est présent, la chaudière se coupe rapidement au profit du solaire.
D’une façon générale, comme la production thermique est assez faible, le dispositif est plus efficace et cohérent dans les logements neufs très bien isolés.
Avantages :
- Gain de place au niveau de la toiture
- Efficace en mi-saison
- Efficace dans le neuf
Inconvénients :
- Moins efficace en termes de transmission et de stockage de l’énergie que le système hydraulique
- Ventilateur à bien positionner (source de nuisance sonore)
- Réglage fin des thermostats indispensable
- Peu pertinent en rénovation
- Moins bien subventionné que le système hydraulique
Panneau solaire hybride hydraulique
Fonctionnement : Les capteurs solaires sont dotés d’un échangeur thermique à eau situé en sous-face. L’eau chaude est le plus souvent utilisée pour l’eau chaude sanitaire (mais peut aussi servir pour le chauffage).
Performances : Si l’on compare une solution classique « panneaux solaires photovoltaïques et thermiques » versus « panneaux solaires hybrides », il en résulte que la production d’électricité est effectivement supérieure avec des panneaux solaires hybrides d’environ 10%. En revanche, la production de chaleur reste inférieure de l’ordre de 20%.
Les deux solutions sont donc au coude à coude en considérant que les panneaux hybrides permettent un gain de place et une intégration plus harmonieuse. Le prix sera un bon indicateur pour arrêter son choix.
Avantages :
- Gain de place au niveau de la toiture
- Stockage de l’énergie produite dans un ballon
- Performances comparables aux solutions traditionnelles
- Mieux subventionné que le système aérovoltaïque
Inconvénients :
- Arbitrage économique à estimer finement
Dimensionnement, trouver le bon équilibre
Technologie : On retiendra que les panneaux solaires hybrides se prêtent davantage au chauffage de l’eau plutôt qu’à celui de l’air. En conséquence, il semble plus judicieux de s’orienter vers le système hydraulique.
Surface des panneaux hybrides : Habituellement, les installations solaires photovoltaïques (électricité uniquement) font autour de 20 m² (puissance de 3 kWc).
Pour les panneaux solaires hybrides qui produisent également de la chaleur, il faut veiller au bon équilibre « production d’électricité » / « production de chaleur », surtout en été.
De ce fait, la surface de panneaux hybrides est plus modeste et se situe autour de 10 m² (1.5 kWc pour la partie photovoltaïque et 1.5 kWc pour la partie thermique). Ainsi, les besoins en eau chaude sont satisfaits sans surdimensionnement (base de 4 personnes). Cette surface de 10 m² correspond également bien aux aides financières accordées au projet (voir point suivant).
Pour un surcoût limité et si la place le permet, il sera judicieux de compléter l’installation hybride par des panneaux photovoltaïques classiques de même apparence pour augmenter la production d’électricité. L’installation la plus courante serait donc :
- 10 m² de panneaux solaires hybrides : 1.5 kWc puissance électrique, 1.5 kWc puissance thermique
- 10 m² panneaux solaires photovoltaïques : 1.5 kWc puissance électrique
Notons qu’un logiciel de calculs est toujours utilisé pour dimensionner finement l’installation.
Production photovoltaïque : On retrouve les 3 options habituelles pour gérer sa production d’électricité :
- Revente totale sur le réseau (environ 15-20 cts du kWh)
- Autoconsommation et revente du surplus (environ 10 cts le kWh)
- Autoconsommation totale
La tendance s’oriente clairement vers l’autoconsommation avec la baisse régulière des tarifs de rachat.
Prix des panneaux solaires hybrides
Pour bien étudier la rentabilité d’une installation de panneaux solaires hybrides, il faut connaître le prix du marché à la fois sur la partie photovoltaïque et sur la partie solaire thermique.
Il faut donc faire chiffrer une solution « panneaux solaires hybrides » et en parallèle, la solution plus classique « panneaux solaires photovoltaïques + panneaux solaires thermiques » (si la place au niveau de la toiture le permet).
Attention, il est recommandé de toujours faire plusieurs devis car sur toute nouvelle technologie, il arrive que des commerciaux mal intentionnés vantent des performances assez surréalistes avec les chiffrages qui vont avec.
Le prix d’une installation dépend de nombreux facteurs : passage des gaines, longueur des tuyauteries, type d’intégration à la toiture... Toutefois, pour donner un ordre de grandeur, on peut considérer qu’une installation de panneaux solaires hybrides d’une puissance de 3 kWc coûte environ 13 000 à 15 000€ TTC. Un montant supérieur à 20 000€ doit clairement vous alerter.
A titre de comparaison, on se situe autour de 10 000€ TTC pour la même puissance pour une installation photovoltaïque classique (production d’électricité uniquement) et autour de 4 000€ TTC pour un chauffage solaire. Le coût des deux solutions est donc proche.
Dans tous les cas, il est important de faire au moins 3 devis afin de faire jouer la concurrence.
Pour cela, Conseils Thermiques s'associe à plusieurs partenaires afin de vous mettre en relation avec des artisans locaux certifiés RGE. Vous pourrez ainsi étudier plusieurs propositions techniques et commerciales gratuitement et sans engagement.
Je souhaite rencontrer des entreprises >Ces travaux de rénovation énergétique donnent droit à des subventions (prime énergie). Si vous avez déjà un devis (non signé), vous pouvez encore y prétendre.
Je souhaite obtenir ma prime énergie >Les aides financières pour les panneaux solaires hybrides
Les panneaux solaires hybrides sont éligibles aux aides financières uniquement pour la partie « production de chaleur », exactement comme pour les panneaux solaires thermiques.
Au niveau des panneaux hybrides, la certification CSTBat ou Solar Keymark est obligatoire (et doit bien figurer sur votre devis). Il faut retenir ensuite que le système aérovoltaïque est logiquement moins bien subventionné car moins efficace.
| Système | Surface subventionnée | Montant du crédit d’impôt | Exemples |
| Aérovoltaïque | Jusqu’à 20 m² | 30% sur le matériel avec un maximum de 200€ par m² | Pour 10 m² : 600€ Pour 20 m² : 1200€ (plafond) |
| Hydraulique | Jusqu’à 10 m² | 30% sur le matériel avec un maximum de 400€ par m² | Pour 10 m² : 1200€ Pour 20 m² : 1200€ (plafond) |
Dans tous les cas, les travaux doivent être assurés par un professionnel RGE (Reconnu Garant de l’environnement).
Si vous avez un doute sur votre devis ou souhaitez mieux comprendre le dispositif d’aides, vous pouvez joindre gratuitement le point info rénovation au 0 808 800 700 (service public).
Conseils pour votre projet d’installation hybride
Professionnels contactés : Outre le fait que les artisans soient bien RGE, il est également nécessaire qu’ils aient suivi la formation délivrée par le fabricant pour la bonne installation du produit. Une attestation doit pouvoir vous être remise. Une vérification auprès du fabricant est également une bonne garantie. L’ancienneté de l’entreprise doit enfin être considérée.
Avant-Projet : Comme pour une installation solaire photovoltaïque classique, une attention particulière doit être portée aux 3 points suivants :
- Orientation des panneaux : idéalement plein Sud, sinon Sud-est ou Sud-ouest
- Inclinaison des panneaux : Idéalement de 0 (à plat) à 30°
- Etude des masques solaires : pour éviter les ombres projetées type cheminée
Quelques points de repères : Il est important d’avoir quelques repères en tête pour mesurer le sérieux des annonces faites par les vendeurs. Voici quelques exemples qui ne sont que des ordres d'idées mais qui permettent de faire la différence entre une proposition cohérente et une offre farfelue :
| Prix TTC des panneaux solaires | ||
| Technologie | Prix au Wc | Exemple |
| Thermique | 2 à 3 cts | 1.5 kWc : de 3 000 à 4 500€ |
| Photovoltaïque | 3 à 4€ | 3 kWc : 9 000 à 12 000€ |
| Hybride | 4.5 à 6 cts | 1.5 kWc : 6 750 à 9 000€ |
| Production des panneaux solaires pour 3 kWc | |||
| Région | Nord | Centre | Sud |
| Production kWh/kWc | 3000 | 3300 | 3600 |
| Gain potentiel* | 600€ | 660€ | 720€ |
*Basé sur un tarif de rachat de 20 cts le kWh (prix variant périodiquement à la baisse)
Dans tous les cas, la rentabilité financière sera plutôt autour de 15-20 ans.
Procès-verbal de mise en service : Pour prendre en charge la garantie, le fabricant impose généralement un procès-verbal de mise en service pour contrôler le travail effectué. Il doit être signé par l’installateur et transmis à la fois au fabricant et à l’utilisateur.
Entretien des panneaux solaires hybrides : Un système hydraulique de panneaux solaires hybrides s’entretient en moyenne tous les deux ans. Pensez à demander le tarif de la maintenance et à la faire noter éventuellement sur le devis. Cet entretien comprend notamment :
- Contrôle du fluide caloporteur : quantité (fuites éventuelles), qualité (pH et antigel), pression de l’installation thermique
- Nettoyage de la surface des panneaux : perte d’efficacité si les modules sont sales (feuilles, poussière, déjections d’oiseau…)
Conclusion : Une solution gain de place intéressante
Les panneaux solaires hybrides constituent une bonne alternative aux panneaux solaires photovoltaïques classiques couplés avec un ballon solaire, lorsque la place est réduite. Pour davantage d’efficacité au niveau de la partie thermique, on s’orientera plutôt vers un système hydraulique. La production photovoltaïque pourra être soit autoconsommée (voir notre article dédié à l'autoconsommation solaire), soit revendue. Dans tous les cas, une analyse économique fine sera indispensable afin de trouver la solution la plus rentable.
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#19 - Rolland - 20 Décembre 2021
Je suis séduis par vos panneaux solaires hybrides pour pouvoir réduire ma consommation électrique journalière de 11 kWh/j en moyenne (22 kWh en heures creuses et 148 kWh en heures pleines ainsi que ma consommation moyenne par jour qui est de 99 kWh en besoin culinaire et en eau chaude par la chaudière
La surface totale disponible pour la pose des panneaux est de 57 m² (50 m² à l'horizontal et 7m² à la verticale
Veuillez m'indiquer
- la(es) taille(s) des panneaux pour leur agencement
- le cumulus électrique se trouve sous la terrasse et la canalisation du chauffage centrale circule sous cette terrasse : peut-on raccorder directement les réseaux hydrauliques à ces installations
- un tableau électrique se situe dans un local au dessous de la terrasse : peut-on raccorder directement les canalisations électriques des panneaux photo-voltaïques à ce tableau
Merci de votre réponse diligente
#18 - Laura (admin) - 27 Juillet 2021
Bonjour Genereur,
Voici un annuaire d'artisans RGE :
https://www.faire.gouv.fr/trouvez-un-professionnel
Pour votre question du 27/06, le mieux et de faire venir un professionnel pour faire le point.
A bientôt,
#17 - Genereur - 25 Juillet 2021
Bonjour
J'ai 10m2 de toiture orientée sud. Il y a t il en entreprise solariste qui pourrait me conseiller sur ce type de panneaux solaire et me faire un devis dans la région nantaise ? Très bonne journée à vous
GENEREUR
#16 - Genereur - 17 Juin 2021
Bonjour.
Tout d'abord merci pour votre contenu, c'est très complet et bien rédigé.
Nous avons fait une offre d'achat pour une maison en pierre de bourg au Pellerin (44). Cette maison est classée C en énergie. Chauffage et eau chaude par chaudière gaz. J'envisage d'installer des panneaux thermiques voire hybrides pour transformer l'installation gaz par une installation solaire combinée. Et garder le gaz en appoint.
Avez vous connu des expériences similaires ?
Cela peut-il faire passer la maison en catégorie B et bénéficier de la prime associée ?
Très bonne journée à vous
#15 - Xavier (admin) - 26 Avril 2021
Bonjour,
@62 : On peut bien coupler des panneaux solaires hybrides à une PAC air-eau à condition d'ajouter un ballon tampon (avec échangeur solaire) à l'installation.
@Prando : On peut bien bénéficier de la prime à l'autoconsommation sur un logement neuf. Voir un exemple :
https://conseils-thermiques.org/contenu/panneau-solaire-autoconsommation.php#6
Il est possible d'en bénéficier sur des panneaux hybrides si les conditions du photovoltaïque sont respectées. Plus d'infos ici :
https://conseils-thermiques.org/contenu/aide-financiere-solaire-PV.php#2
A bientôt
#14 - 62 - 21 Avril 2021
couplé panneau hybride a une pompe a chaleur pour piscine est ce possible?
#13 - prando - 19 Avril 2021
Et derniere question, peut-on beneficier de la prime auto consommation sur du photovoltaique posé sur une construction neuve ?
#12 - prando - 19 Avril 2021
Bnojour, au niveau des aides sur le hybride hydraulique, etes vous sur qu'il n'y a que les 4000e du thermiques, peut-on cumuler avec la prime autoconso egalement ?
#11 - Xavier (admin) - 16 Mars 2021
Bonjour Chris,
On peut exploiter la lumière réfléchie au niveau du sol pour produire de l'électricité avec des panneaux PV double face (mais le surcoût est probablement rédhibitoire).
Je n'ai pas connaissance d'un tel dispositif pour la récupération de chaleur.
A bientôt,
#10 - Chris - 15 Mars 2021
Bonjour,
J'envisage la pose de 16 PV de 375wc au sol.
La chaleur résiduelle produite en dessous est-elle récupérable ?
Y a t'il des expériences de ce type?
Si cette chaleur est conduite vers un local technique où fonctionne un chauffe-eau thermodynamique monobloc, est-ce que cela a un sens économique ?
#9 - Mathieu - 09 Novembre 2020
merci !
#8 - Xavier (admin) - 09 Novembre 2020
Bonjour mathieu,
Cette solution devrait être fonctionnelle mais il faut voir si elle se justifie d'un point de vue technique et économique.
Au niveau technique, les panneaux hybrides ont un intérêt si la place sur le toit est limitée. La production de chaleur sera stockée dans le ballon tampon (pas de perte). Mais il faut bien identifier ce qui sera fait de la production d'électricité (1240 Wc).
Au niveau économique, cette solution hybride sera probablement plus coûteuse qu'une installation "séparée". Une installation "séparée" devrait permettre de mieux valoriser la production photovoltaïque. Par exemple :
- Soit vous avez de la place pour installer 3 kWc (optimum économique pour la vente) et vous vendez toute votre production à EDF OA.
- Soit vous choisissez une petite installation (2 apnneaux (600 Wc) pour faire de l'autoconsommation sans vente du surplus. (La vente de l'électricité sur le réseau entraine des coûts fixent supplémentaires).
Pour aller plus loin, vous trouverez un article avec une chaudière à granulés couplée avec des panneaux thermiques :
https://conseils-thermiques.org/contenu/avis-chaudiere-granule-okofen-condens.php
Un retour sur des panneaux hybrides :
https://conseils-thermiques.org/contenu/installer-panneau-solaire-photovoltaique-hybride.php
Une étude de rentabilité sur le photovoltaïque et des pistes sur l'autoconsommation :
https://conseils-thermiques.org/contenu/rentabilite-panneau-solaire.php
https://conseils-thermiques.org/contenu/autoconsommation-solaire.php
A bientôt,
#7 - Mathieu - 06 Novembre 2020
Bonjour,
Que pensez-vous du système de panneaux solaires hybrides couplés avec une chaudière à granules :
Merci.
#6 - Xavier (admin) - 29 Mai 2019
Bonjour Lolie,
Effectivement, merci de votre vigilance, c'est corrigé!
"Pour les dépenses payées depuis le 30 septembre 2015 au titre de l'acquisition de ces équipements hybrides fonctionnant à l’énergie solaire, le plafond de dépenses par mètre carré hors tout de capteurs solaires, entrant dans la base du crédit d'impôt, est fixé à :
- 400 €, toutes taxes comprises, pour les capteurs solaires à circulation de liquide hybrides produisant de l'énergie thermique et électrique, dans la limite de 10 m² ;
- 200 €, toutes taxes comprises, pour les capteurs solaires à air hybrides produisant de l'énergie thermique et électrique, dans la limite de 20 m²." (http://bofip.impots.gouv.fr/bofip/3758-PGP)
A bientôt,
#5 - Lolie - 28 Mai 2019
Bonjour,
L'article laisse penser que le crédit d'impôt c'est 30% sur le prix du chauffe-eau + 30% sur le prix des panneaux thermique avec un plafond à 1200€ pour 10m2, or quand on lit les textes règlementaires, il n'y a que les 30% sur le prix des panneaux. Si vous pouvez clarifier ce point
#4 - Xavier (admin) - 17 Décembre 2018
Bonjour patrickjoue,
Oui, en théorie, c'est bien ça car les aides sont réservées à l'existant. Je vous invite toutefois à contacter le service public : 0 808 800 700 pour avoir un calendrier plus fin (appel gratuit, réponse indépendante et normalement rapide).
A bientôt,
#3 - patrickjoue - 16 Décembre 2018
Bonjour Xavier.
Donc si j’équipe la maison de panneaux solaire 2 ans après la construction je bénéficie de l'aide n'est-ce pas ....
#2 - Xavier (admin) - 06 Novembre 2018
Bonjour Patrick,
Il n'y a malheureusement aucune aide possible pour les maisons neuves (pour tous les travaux). Pour les maisons en rénovation (plus de 2 ans), seule la partie "thermique" est éligible.
A bientôt,
#1 - patrickjoue - 03 Novembre 2018
Bonjour y a t'il un crédit d’impôt sur une installation neuve svp merci (maison a construire ) .