Guide complet pour l'installation d'une toiture solaire 

L’installation d’une toiture solaire est une décision qui se doit d'être éclairée. Le Québec dispose de suffisamment de soleil pour rendre votre installation rentable, à la condition que vous ayez pris en compte tous les frais :

• Main d’œuvre, 

• Pieds carrés de surface de toit disponibles, 

• Installation, 

• Etc. 

Voici le guide complet pour une installation solaire sur votre toit. Ici, vous comprendrez exactement vers quel type de cellules vous devez vous tourner et quelle capacité de production d’énergie en attendre.

Présentation de la toiture solaire

Qu'est-ce que c'est et comment fonctionne une toiture solaire ?

3 éléments principaux composent une toiture solaire :

• Les modules photovoltaïques, 

• L’onduleur, 

• La batterie. 

Les modules photovoltaïques

Il existe 3 principaux types de cellules : 

• Les cellules en silicium monocristallin, 

• Les cellules en silicium multicristallin, 

• Les modules au silicium amorphe.

Les premières sont de couleur bleu nuit ou noir, de forme presque carrée, pour une taille standard de 6 po par 6 po (156 mm / 156 mm). Leur bon rendement, compris entre 16% et 20%, compense un prix plus élevé à l’achat. 

Les cellules en silicium multicristallin présentent une structure parfaitement carrée. Elles sont équipées d’éléments de refroidissement placés dans des lingotières parallélépipédiques. Ces cellules sont bleues foncées, avec des reflets dûs aux orientations cristallines. Moins chères, elles ont un rendement compris entre 14% et 16%.

Les modules au silicium amorphe ont l’avantage de l’esthétique. Leur couleur noire propose un excellent rendu visuel, mais leur rendement médiocre (6% à 8%) demande de grandes surfaces d’installation. 

L’onduleur

Un onduleur est un boîtier qui optimise la production d’électricité générée par les modules photovoltaïques. Son but est de lisser la production d’énergie, qui oscille en fonction des conditions d’ensoleillement. 

C’est l’onduleur qui transforme l’énergie produite par les modules en courant capable d’alimenter le réseau électrique en respectant les normes d’Hydro-Québec. 

Différents types d’onduleurs existent, en fonction du système utilisé :

• Le micro-onduleur, 

• L’onduleur central, 

• L’onduleur de chaîne,

• L’onduleur hybride, 

• L’onduleur à batterie.

Certains d’entre eux sont intelligents, comme l’onduleur hybride. C’est-à-dire qu’il est capable de déterminer si l’électricité produite doit être stockée, destinée au réseau ou utilisée immédiatement. 

La batterie

Elle permet de stocker le surplus d’énergie produit par les panneaux photovoltaïques. De cette façon, lorsque vous avez besoin d’électricité, et que vos panneaux ne produisent pas, l’énergie stockée dans la batterie est utilisée. 

Cette solution permet d’augmenter sa capacité d’autoconsommation de 30% et donc de faire baisser le coût de la facture en électricité. Généralement, les batteries ont une durée de vie d’environ 2 000 cycles avec les capacités de stockage suivantes : 

• 5 kWh, 

• 10 kWh, 

• 15 kWh. 

Principes de fonctionnement d’une plaque solaire 

La combinaison de 3 facteurs physiques permet à une cellule solaire de produire de l’électricité sur votre toit : 

• L’absorption de photons, 

• La transformation de leur énergie en charge électrique, 

• La collecte de l’électricité produite. 

La panneau solaire photovoltaïque se compose donc :  

• D’une bande optique capable de capter le spectre solaire, 

• D’une transition entre deux niveaux d’énergie (énergie lumineuse et énergie électrique), 

• D’un système de collecte.

Une toiture solaire est donc capable de capter une partie de l’énergie contenue dans la lumière pour la transformer en électricité. 

Pourquoi une partie seulement ? Car lors de la transition de l’énergie solaire en électricité, des pertes de charge apparaissent. 

En effet, lorsqu’un photon est absorbé par le matériau, un électron et un trou chaud sont produits, appelés « paire électron-trou ». D’un côté l’électron va se déplacer à l’intérieur de la cellule, de liaison chimique en liaison chimique, tandis que de l’autre, le trou va suivre un déplacement erratique.

Ainsi, une partie de cette énergie cinétique va se perdre en l’espace d’une picoseconde dans un phénomène appelé « relaxation ». Le reste de l’énergie va être transformé en électricité et être stocké, consommé, ou envoyé dans le réseau d’Hydro-Québec. 

Les Avantages d'une Toiture Solaire

Réduction des coûts énergétiques

Il s’agit de la finalité première d’une toiture solaire : diminuer le coût de sa facture énergétique par la production d’énergie. 

Le recours à cette ressource inépuisable permet autant de faire face aux éventuelles pénuries d’énergie (rares au Québec), qu’aux fluctuations des prix. 

Réduction de l'empreinte carbone

À l’heure actuelle, un panneau solaire émet entre 40 et 55 grammes de CO2 par kW produit. Ce qui fait qu’il ne faut que 1 à 3 ans pour amortir le coût carbone de sa fabrication, de son transport, de son utilisation et de sa fin de vie. 

Bien que pas moins de 40 étapes sont nécessaires à la fabrication d’un seul panneau solaire, celui-ci ne contient aucune terre rare, mais uniquement : 

• Verre (80% du panneau),

• Aluminium (cadre), 

• Silicium (réutilisable 4 fois), 

• Cuivre et argent (connexions), 

• Film plastique (transformation en combustible solide).

Ainsi, au cours de son cycle de vie, un panneau solaire produit entre 10 et 30 fois plus d’électricité qu’il n’en a fallu pour sa production. 

Indépendance énergétique

Les panneaux solaires facilitent l’accès à une certaine autonomie énergétique, mais parler d’indépendance énergétique reste, dans la plupart des cas, une exagération. 

En effet, pour alimenter une maison de taille moyenne, il faut en moyenne 70 panneaux solaires. En surface, c’est l’équivalent des ¾ d’un terrain de tennis de 2 808 pieds-carrés.

Par conséquent, les panneaux solaires sont parfaits pour accroître l’autonomie énergétique, mais sont insuffisants pour mener à l’indépendance énergétique. Souvenez-vous que le rendement des meilleures cellules, celles en silicium monocristallin, n’est que de 16% à 20%.

Les différents types de toiture solaire

Il convient de distinguer le système solaire en panneaux du système photovoltaïque en bardeaux de type Tesla. 

Les Panneaux solaires

Comment choisir son type de panneau solaire ?

Il existe 3 grands types de panneaux solaires : 

• Le panneau solaire photovoltaïque, 

• Le panneau solaire thermique, 

• Le panneau solaire hybride.

Nous avons déjà parlé du panneau solaire photovoltaïque, avec ses cellules au silicium monocristallin, multicristallin ou amorphe. Ce que nous n’avons pas précisé, c’est que ce type de panneau solaire ne produit que de l’électricité. 

À l’inverse, le panneau solaire thermique n’est, quant à lui, destiné qu’à produire de l’eau chaude pour la maison. Constitué d’un liquide caloporteur circulant dans un circuit exposé au soleil, il ne produit pas du tout d’électricité. 

Par contre, les modules hybrides produisent tout autant de l’électricité que de l’eau chaude (panneau PV/T eau), que de l’air (chaud panneau aérovoltaïque PV/T air). 

Si vous hésitez entre ces 3 types de panneaux, car vous ne savez pas encore à quel besoin vous voulez répondre (sanitaire et chauffage à eau chaude ou électricité), vous pouvez faire appel à des spécialistes. Ces derniers vous proposeront un devis pour chaque système, prenant notamment en compte la main-d’œuvre, le raccordement au réseau, la batterie, etc. Vous aurez ainsi une aide à la décision précieuse.  

Combien de panneaux faut-il installer sur sa maison pour être autonome ?

Tout dépend de votre consommation d’énergie annuelle, ainsi que de la surface en pied carré de votre maison. 

Hydro-Québec indique que 70 panneaux photovoltaïques permettent de couvrir les besoins d’une maison québécoise de taille moyenne. Cela oblige donc à poser des panneaux couvrant les ¾ de la surface d’un terrain de tennis soit 2 106 pi².

À moins que vous ne soyez le propriétaire d’une grande maison, vous ne serez certes pas autonome, mais vous économiserez tout de même sur le coût de votre facture d’électricité. 

Les bardeaux photovoltaïques de type Tesla

L’entreprise Tesla a développé un nouveau type de panneaux solaires, en intégrant les cellules directement dans des bardeaux. Leurs avantages : 

• L’esthétique, 

• La discrétion, 

• La solidité (3X plus solide que les tuiles standards). 

Capables d’être posées sur un toit dont la pente va de 2:12 à 24:12, les tuiles Tesla sont données pour produire de l’électricité durant au moins 25 ans. 

Par contre, elles sont extrêmement onéreuses. Hors taxes, elles coûtent 31$ le pi², soit 55 800$ pour une toiture moyenne de 1 800 pi². En réalité, une fois tous les frais additionnés (retrait de la toiture préexistante, prise en compte des cheminées, antennes, chiens assis, trappes de ventilation, pente), le coût peut monter jusqu’à 100 000$ la toiture. 

Toutefois, le jeu en vaut-il la chandelle ? Considérant que le Québec est alimenté par une énergie hydroélectrique relativement bon marché, la rentabilité d’un tel investissement pose question. 

Pour y répondre, nous avons pris en compte le tarif au kWh le plus élevé facturé par Hydro-Québec, c’est-à-dire le tarif D hors période, soit 10.041 cents le kWh. 

En consommation, nous avons pris en compte le bien suivant : 

• Une maison individuelle, 

• Avec climatisation, 

• Avec piscine ou spa. 

Une telle maison consomme environ 29 000 kWh par an, selon Hydro-Québec. La facture annuelle totale est donc de 2 911.89$. 

En prenant en compte une production d’électricité sur 25 ans, et sous réserve d’atteindre l’indépendance énergétique totale, le Solar Roof de Tesla vous permettrait d’économiser 72 797.25$.

Ce n’est donc pas assez. Même si vous privilégiez un seul pan, le plus exposé au soleil, vous pourrez certes réduire votre facture d’installation par 2, mais vous pourrez mettre une croix sur votre indépendance énergétique.  

Autre problème avec Tesla, les révisions de contrat par email. C’est ce qui est arrivé, en 2020, à de nombreux clients. Ainsi, l’un d’entre eux a rapporté avoir vu son contrat augmenté de 65 000$ à 110 000$. 

Installation d'une toiture solaire : étapes clés

Préparation du toit 

Un toit préparé pour le photovoltaïque est un toit : 

• Suffisamment solide, 

• Orienté au Sud,

• Avec une pente de 15° à 35° maximum,
  

• Dégagé (antenne satellite, trappes de ventilation, etc.).
  

En ce qui concerne la solidité du toit, faites appel à un professionnel pour déterminer quel poids peut supporter votre charpente.

Étapes d'installation

Étape 1 : Poser les panneaux solaires

La pose des panneaux solaires doit être réalisée par des professionnels. Ils mettront en place l’onduleur et la batterie, éléments indispensables au bon fonctionnement des panneaux solaires. Certes, le coût de la main d'œuvre va faire monter la facture, mais au moins, vous disposerez d'un système fonctionnel. 

Étape 2 : Raccorder les panneaux solaires au réseau

En installant des panneaux solaires sur votre toit, dont une partie de l’électricité produite est destinée au réseau, vous entrez dans la catégorie des autoproducteurs. 

Pour vous raccorder au réseau, vous devez respecter les normes mises en place par Hydro-Québec. Pour être sûr que vous serez raccordé au réseau, l’entreprise vous conseille de soumettre votre projet avant d’acheter le matériel photovoltaïque. En effet, votre installation doit : 

• Se situer à un point de livraison prévu dans votre contrat, 

• Respecter les normes E. 12-05 et E. 12-07 d’Hydro-Québec, 

• Avoir une puissance maximale de 50 kW, 

• Vous appartenir en qualité de propriétaire-occupant.  

Ensuite, vous pourrez choisir l’option de mesurage net, qui vous ouvre le droit à des crédits kilowattheures qui sont retirés de votre facture d’énergie.  

Étape 3 : Brancher les panneaux solaires

Le branchement des panneaux solaires dépend de leur type : 

• Photovoltaïque, 

• Thermique.

Dans le cadre du photovoltaïque classique, c’est-à-dire sans batterie de stockage, le branchement à votre maison se fait au travers d’un circuit composé de : 

• Un régulateur, 

• Un onduleur, 

• Des prises électriques.

Le circuit d’une installation solaire thermique comprend, dans l’ordre : 

• Les panneaux solaires, 

• Le circuit de distribution du fluide caloporteur, 

• Un ballon d’eau chaude, 

• Des tuyauteries (chauffe-eau solaire) ou une dalle chauffante (chauffage solaire). 

L'Entretien d'une toiture solaire

L'importance d'une maintenance régulière

Certes, les panneaux photovoltaïques sont protégés par un film autonettoyant en plastique. Néanmoins, il est important de les nettoyer une fois par an, voire deux, si vous habitez dans une zone où la pollution atmosphérique est importante.

En effet, dès lors que de la saleté va rester sur le film de protection, celle-ci va faire écran entre les cellules et les photons de lumière, empêchant la captation de leur énergie. 

Conseils pour l'entretien 

Étape 1 : Entretenir l’onduleur 

Un onduleur est toujours muni d’une prise d’air protégée par une grille. Pour éviter que l’onduleur n’ait des dysfonctionnements liés à un mauvais entretien, assurez-vous de dépoussiérer la grille qui assure sa protection. 

Étape 2 : Ne faites pas les mauvais gestes

Vos cellules photovoltaïques sont fragiles. Lorsque vous montez sur votre toit pour les nettoyer, ne marchez surtout pas dessus. 

Pareil en ce qui concerne leur nettoyage. Le jet à haute pression est à proscrire, car il aura pour conséquence de désolidariser les joints du cadre en aluminium. 

La température de votre eau de nettoyage est également importante. Un choc thermique est possible, avec pour conséquence de dégrader les cellules. Ainsi, pas d’eau froide en été, et pas d’eau chaude en hiver.  

Surtout, n’utilisez jamais de solvants ou de détergents. C’est un panneau solaire, pas un carrelage. 

Étape 3 : Les bons gestes pour nettoyer les panneaux solaires 

Chiffon doux et eau déminéralisée sont les 2 éléments indispensables. En effet, l’eau déminéralisée va vous éviter de laisser des traces de calcaire sur les cellules, et donc d’interdire le passage de la lumière. 

Le chiffon doux, quant à lui, est suffisant pour nettoyer vos panneaux solaires, car rappelez-vous : il est protégé par un film autonettoyant. 

Les panneaux solaires sont donc faciles à nettoyer. Au point que dans les cas extrêmes, une raclette en mousse suffira pour parvenir à bout d’une trace qui ne veut pas partir. 

Les inspections périodiques

Vous pourriez être tenté de dire : « Tant que je n’ai pas de baisse de production, je n’ai pas besoin d’inspection ». Et bien si, parce que l’inspection ne concerne pas tant les panneaux solaires que les percements qui ont été effectués dans votre toiture pour les installer. 

Ces trous peuvent, à terme, présenter des défauts d’étanchéité. Il est donc important de vérifier périodiquement que vous n’avez aucune infiltration d’eau dans votre toiture. 

Par la même occasion, un coup d'œil à vos panneaux solaires vous permet de détecter les premiers signes d’usure sur les éléments qui composent le panneau. 

Toiture solaire et économies d'énergie

Quel est le prix moyen d'une installation de panneaux solaires ?

Est-il vraiment rentable d'installer des panneaux solaires au Québec ?

L’idée que nous nous faisons du Québec est assez éloignée de son potentiel solaire. En effet, Montréal, Québec et Saguenay évoluent annuellement entre 1 294.2 kWh/kWp (Saguenay) et 1 372.4 kWh/kWp (Québec). Comparé à d’autres villes, voici ce que cela donne en production annuelle : 

Selon les coûts estimés par Hydro-Québec à 3 $/W, installation comprise, on serait sur une période de rentabilisation autour de 30 ans. Cependant, aujourd'hui certains distributeurs au Québec estiment plutôt une rentabilité se situant entre 15 et 20 ans. 

Quoi qu'il en soit, les coûts des installations photovoltaïques ont considérablement baissé ces dernières années, ce qui rend cette option de plus en plus attractive. Sachant que la durée de vie d'un panneau est d'environ 30 ans, il devient envisageable que la production d'énergie solaire devienne rentable sur le long terme. Afin d'évaluer la rentabilité financière de votre installation, nous vous recommandons de consulter un expert qui fera le point avec vous sur vos besoins, ainsi que la rentabilité escomptée.

Les aides financières pour une toiture solaire au Québec

Si vous n’avez pas encore pris la décision d’installer du solaire sur votre toit à cause du coût de cet investissement, sachez qu’une aide existe : la subvention canadienne pour des Maisons plus vertes.

Il s’agit d’une aide qui passe par le programme Rénoclimat et qui est financièrement soutenue par 2 organismes : 

• Ressources Naturelles Canada (RNCan), 

• Gouvernement du Québec. 

Ses montants sont les suivants : 

• 125$ à 5 000$ pour les frais liés à des rénovations résidentielles admissibles, 

• Jusqu’à 600$ pour une évaluation ÉnerGuide. 

La bonne nouvelle, c’est que les investissements en énergies renouvelables, dont le solaire fait partie, sont admissibles. Mais, comme pour le raccordement à Hydro-Québec, mieux vaut constituer son dossier avant de réaliser les travaux, afin d’en être tout-à-fait sûr. 

Toiture solaire : vers une transition écologique réussie

Notre guide complet pour l'installation d'une toiture solaire vous offre une feuille de route précieuse si vous souhaitez embrasser l'énergie solaire. Les étapes évoquées, du diagnostic à l'entretien, mettent en lumière l'importance d'une planification minutieuse d'un tel projet. Il est essentiel de collaborer avec des professionnels qualifiés pour garantir une installation correcte et sécurisée. En installant une toiture solaire, vous investissez dans l'avenir tout en participant activement à la transition vers des sources d'énergie plus propres et renouvelables.