Panneaux solaires au sol ou sur toiture : quelle est la meilleure solution ?

Le choix entre des panneaux solaires posés au sol ou sur un toit a une incidence sur le coût d'installation, la production d'énergie, la fréquence d'entretien et l'espace utilisable dont vous disposez. Les deux options transforment la lumière du soleil en électricité de la même manière. La différence réside dans l'emplacement du système de fixation et dans la manière dont cet emplacement influe sur l'inclinaison, l'ombrage, le refroidissement et l'accès. 

Ce guide compare les deux types de montage afin que vous puissiez choisir le système le mieux adapté à votre logement.

Panneaux solaires au sol ou sur toiture : principales différences

Les installations sur toiture présentent l'avantage d'être économiques et peu encombrantes. Les installations au sol offrent quant à elles une plus grande liberté de conception et un accès facilité. Le choix approprié dépend de l'état de votre toiture, de l'espace disponible au sol et de votre budget.

Fonctionnement des installations photovoltaïques au sol

Un système au sol consiste à fixer des panneaux solaires sur un châssis en acier ou en aluminium ancré dans le sol. Les installateurs posent le châssis sur des semelles en béton, des pieux enfoncés ou des blocs lestés, puis raccordent le générateur à un onduleur et au tableau électrique principal via une tranchée souterraine.

Il existe deux grands types :

• Supports à inclinaison fixe : Les panneaux restent à un angle fixe, choisi en fonction de votre latitude.

• Supports de suivi : Les panneaux suivent la course du soleil dans le ciel, ce qui augmente la production d'énergie mais entraîne des coûts supplémentaires et nécessite davantage de pièces mobiles.

Comme le châssis est autonome, les installateurs peuvent orienter le générateur vers le sud (dans l'hémisphère nord) selon l'angle idéal, à l'écart des arbres, des cheminées et de toute autre source d'ombre.

Fonctionnement des installations de panneaux solaires sur toiture

Un système de montage sur toiture consiste à fixer des rails aux chevrons à l'aide de supports à solin, puis à fixer les panneaux sur ces rails à l'aide de pinces. Les panneaux sont généralement placés à quelques pouces au-dessus de la couverture et épousent la pente et l'orientation du toit.

La plupart des habitations sont équipées de supports encastrés sur les toits en pente. Sur les toits plats, on utilise souvent des plateaux lestés ou des cadres basculants qui maintiennent les panneaux en place grâce à leur poids, sans avoir à percer. Les installateurs raccordent le générateur solaire à un onduleur (de type « string » ou à micro-onduleurs) et le relient à votre tableau électrique.

Le toit lui-même fait partie intégrante du système ; son âge, ses matériaux et sa résistance structurelle ont donc une incidence directe sur le projet.

Panneaux solaires au sol ou sur toiture : coûts d'installation

Les installations au sol sont généralement plus coûteuses, car elles nécessitent des matériaux supplémentaires et des travaux de terrassement. Selon les sources du secteur, le surcoût se situe généralement entre 20 et 40 % par rapport à une installation sur toiture comparable. Au Canada, le coût des installations solaires résidentielles se situe actuellement entre 2,42 et 3,50 dollars canadiens par watt avant subventions, et le type de montage détermine où se situe un projet dans cette fourchette.

Plusieurs facteurs de coût distinguent les deux :

• Systèmes de rayonnage et quincaillerie : Les structures au sol nécessitent davantage d'acier et de béton que les rails de toiture et les fixations.

• Préparation du chantier : Le nivellement, le creusement de tranchées pour le câblage souterrain et la réalisation des semelles nécessitent davantage de main-d'œuvre et de temps.

• Travaux de toiture : Les projets d'installation sur toiture peuvent nécessiter des réparations, un renforcement ou un remplacement de la toiture avant la mise en place.

• Durée des travaux : Une installation sur toiture dure généralement entre un et trois jours, tandis qu'une installation au sol prend souvent entre deux et cinq jours.

• Autorisations : Les installations au sol peuvent nécessiter des autorisations supplémentaires en matière d'aménagement du territoire ou de marges de recul.

Un toit qui devra être remplacé d'ici quelques années peut changer la donne. Dans ce cas, un système au sol peut s'avérer moins coûteux à long terme que l'installation, le démontage et la réinstallation des panneaux sur un toit en mauvais état.

Rendement et production d'énergie : installation au sol ou sur toiture ?

Les installations au sol produisent souvent davantage d'énergie par panneau, car les installateurs peuvent contrôler l'inclinaison, l'orientation et l'ombrage. Un champ de panneaux parfaitement orienté et non ombragé capte davantage de rayonnement solaire qu'un champ contraint de suivre l'orientation d'un toit exposé à l'est ou à l'ouest.

La température joue également un rôle important. Les panneaux solaires perdent en rendement à mesure qu’ils chauffent, ce qui est mesuré par le coefficient de température. Les panneaux installés au sol bénéficient d’une circulation d’air de tous les côtés ; ils restent donc moins chauds que ceux posés sur un toit, à proximité d’une couverture chaude. Des panneaux moins chauds convertissent davantage de lumière solaire en énergie utilisable.

Les installations sur toiture restent performantes sur les toits exposés au sud et peu ombragés. Une pente de 30 à 45 degrés convient à la plupart des régions canadiennes, et un toit dégagé et non ombragé peut atteindre une production annuelle équivalente à celle d'une installation au sol.

Les panneaux bifaciaux apportent une dimension supplémentaire. Ils captent la lumière réfléchie sur leur face arrière, ce qui leur permet d'être plus performants lorsqu'ils sont installés sur des supports au sol, où ils sont surplombés par des espaces ouverts et des surfaces de couleur claire.

Besoins en espace et adéquation des locaux

Les installations sur toiture exploitent un espace qui, autrement, resterait inutilisé, ce qui en fait la solution par défaut pour la plupart des habitations. Les installations au sol nécessitent un terrain dégagé, généralement une parcelle plane et dégagée, bien exposée au soleil et suffisamment éloignée des arbres et des bâtiments.

Voici en quoi le type de bien immobilier influe sur la décision :

• Petites parcelles urbaines : l'installation sur le toit est la solution la plus adaptée, car l'espace disponible dans le jardin est limité.

• Propriétés rurales et terrains : L'installation au sol est tout à fait adaptée et permet une extension aisée à l'avenir.

• Toitures ombragées ou complexes : L'installation au sol permet d'éviter les obstacles présents sur le toit, tels que les lucarnes, les évents et les cheminées.

• Toitures commerciales plates : Les systèmes de montage sur toiture avec supports inclinables ou lestés permettent d'exploiter efficacement l'espace disponible.

• Exploitations agricoles et grandes installations : Les supports au sol permettent d'installer des parcs solaires plus grands et des systèmes de suivi.

Vérifiez les règles d'urbanisme locales, les distances de retrait et les exigences en matière de raccordement aux réseaux publics avant de choisir l'emplacement de l'installation au sol.

Différences en matière de maintenance et d'accessibilité

Les panneaux installés au sol sont plus faciles d'accès, à nettoyer, à inspecter et à réparer. Vous pouvez éliminer la poussière ou les débris à l'aide d'un tuyau d'arrosage sans avoir à monter sur une échelle, et les techniciens peuvent intervenir sur le parc de panneaux plus rapidement et en toute sécurité.

Les panneaux installés sur le toit sont plus difficiles d'accès. Leur nettoyage et leur réparation nécessitent souvent de monter sur le toit, ce qui augmente les risques pour la sécurité et les coûts d'entretien. En cas de réparation ou de remplacement du toit, les panneaux doivent être démontés puis réinstallés, ce qui entraîne des frais de main-d'œuvre supplémentaires.

Les systèmes au sol ont leurs propres missions :

• Taillez la végétation afin que l'herbe et les arbustes ne fassent pas d'ombre sur les panneaux inférieurs.

• Vérifiez la présence éventuelle de nuisibles, d'érosion du sol ou de soulèvement dû au gel autour des semelles.

• Vérifiez que les tranchées et le câblage ne présentent pas de dommages causés par des travaux de terrassement ou par des animaux.

Les coûts globaux d'entretien restent faibles pour les deux solutions, se situant souvent entre 0,2 et 1 % du coût du système par an.

Avantages et inconvénients des panneaux solaires installés au sol

Avantages :

• Inclinaison et orientation optimales pour une production d'énergie maximale

• Un meilleur refroidissement, gage d'un rendement accru

• Accès facile pour le nettoyage, l'inspection et le déneigement

• Aucune percée dans la toiture ni aucune charge supplémentaire sur la toiture

• Facile à agrandir en ajoutant d'autres lignes ultérieurement

Inconvénients :

• Coût initial plus élevé lié aux matériaux, à la main-d'œuvre et aux travaux de chantier

• Nécessite un terrain dégagé, sans ombre

• Occupe de l'espace utile dans le jardin

• Des autorisations supplémentaires, des travaux de creusement de tranchées et la mise en place de clôtures pourraient être nécessaires.

• Des longueurs de câblage plus importantes peuvent entraîner une chute de tension et augmenter les coûts

Avantages et inconvénients des panneaux solaires installés sur le toit

Avantages :

• Coût d'installation réduit pour la plupart des logements

• Exploite l'espace disponible sur le toit, ce qui permet de ne pas perdre d'espace dans le jardin

• Distance de câblage plus courte jusqu'au tableau électrique

• Une installation plus rapide et des démarches administratives simplifiées

• Les panneaux ne gênent ni les animaux de compagnie, ni les enfants, ni l'entretien de la pelouse

Inconvénients :

• Le rendement dépend de la pente, de l'orientation et de l'ombrage du toit

• Des températures plus élevées des panneaux peuvent réduire leur rendement

• Les passages de toiture présentent un faible risque de fuite s'ils ne sont pas correctement étanchéifiés.

• Il peut être nécessaire de démonter certains panneaux lors du remplacement de la toiture

• Plus difficile et plus risqué à nettoyer, à inspecter et à réparer

Quelle option de montage de panneaux solaires convient le mieux à votre propriété ?

Aucune des deux options n'est la solution idéale dans tous les cas. Commencez par vous poser les questions suivantes :

1. Votre toiture est-elle en bon état ? Un toit de moins de 10 ans, exposé au soleil, se prête bien à l'installation de panneaux solaires.

2. Disposez-vous d'un terrain dégagé et ensoleillé ? C'est indispensable pour une installation au sol.

3. Quelle est la taille de votre installation ? Les installations de grande taille dépassent souvent la surface disponible sur le toit.

4. Quel est votre budget ? L'installation sur le toit coûte généralement moins cher à l'achat.

5. Vous recherchez une installation facile à entretenir ? L'installation au sol facilite l'accès.

L'installation sur toiture est la meilleure option pour la plupart des propriétaires disposant d'une toiture en bon état, orientée vers le sud, et d'un terrain de taille limitée. L'installation au sol est quant à elle plus adaptée aux propriétés rurales, aux toitures ombragées ou à faible inclinaison, ainsi qu'à toute personne envisageant un système de grande envergure ou évolutif. Certains propriétaires optent pour une solution mixte, en installant des panneaux sur les parties de la toiture les plus adaptées et en complétant le système par un parc de panneaux au sol pour le reste.

Panneaux solaires au sol ou sur toiture : comparaison dans les conditions climatiques canadiennes

Les hivers canadiens ont une incidence sur les deux types de montage, principalement en raison de la charge de neige, des températures froides et de l'angle faible du soleil.

Le froid favorise le rendement des panneaux, car les cellules solaires fonctionnent mieux à basse température. La neige constitue toutefois un problème plus important. Les panneaux installés sur les toits suivent la pente de celui-ci, et la neige peut glisser, mais elle peut aussi s'accumuler au niveau des avant-toits ou rester en place sur les toits à faible pente. Les installations au sol peuvent être orientées selon des angles plus prononcés, ce qui permet à la neige de glisser plus rapidement et facilite le déneigement manuel au niveau du sol.

Facteurs hivernaux clés à prendre en compte :

• Capacité de charge de neige : Les deux systèmes de rayonnages doivent respecter les normes locales en matière de charge de neige, qui varient considérablement d'une province à l'autre.

• Hauteur du panneau : Les cadres au sol doivent être placés suffisamment haut pour empêcher la neige soufflée de recouvrir leur bord inférieur.

• Une inclinaison plus prononcée : Une inclinaison proche de 45 degrés améliore la production hivernale et l'évacuation de la neige dans les régions septentrionales.

• Profondeur de gel : Les semelles doivent s'enfoncer au-delà de la limite du gel pour éviter le soulèvement.

• Résistance du toit : Les systèmes de montage sur toiture ajoutent du poids ; assurez-vous donc que votre toiture puisse supporter le poids des panneaux ainsi que celui d'une forte couche de neige.

Le vent, la glace et les cycles de gel-dégel ont également leur importance ; optez donc pour des rayonnages certifiés et faites appel à un installateur qualifié connaissant bien les conditions climatiques de votre région.

Conclusion

Les panneaux solaires installés au sol ou sur le toit fournissent tous deux une énergie propre et fiable, mais ils conviennent à des types de propriétés différents. Les systèmes installés sur le toit sont moins coûteux et exploitent l'espace existant, ce qui en fait le choix le plus pratique pour la plupart des habitations. Les systèmes installés au sol offrent un meilleur contrôle de l'inclinaison, un meilleur refroidissement et un accès plus aisé, ce qui convient mieux aux grands terrains et aux toitures complexes. Évaluez l'état de votre toiture, l'espace disponible, votre budget et le climat local avant de prendre une décision, et faites réaliser une étude de site par un installateur qualifié afin de déterminer la solution la mieux adaptée.

Foire aux questions

Qu'est-ce qui est préférable : une installation solaire au sol ou sur un toit ?

Aucune des deux solutions n'est la meilleure dans tous les cas. L'installation sur toiture est moins coûteuse et convient à la plupart des habitations, tandis que l'installation au sol offre un meilleur rendement et un meilleur accès sur les grandes propriétés.

Combien coûte en plus une installation solaire au sol ?

Les installations au sol coûtent généralement entre 20 et 40 % plus cher que celles sur toiture, en raison des coûts supplémentaires liés aux structures de support, au creusement de tranchées et à la préparation du site.

Les panneaux installés au sol produisent-ils davantage d'électricité ?

Souvent oui, car les installateurs peuvent régler l'inclinaison et l'orientation idéales, et la circulation d'air permet de maintenir les panneaux à une température plus basse.

Peut-on installer des panneaux solaires sur n'importe quel toit ?

Pas toujours. Le toit doit bénéficier d'un ensoleillement suffisant, présenter une résistance structurelle adéquate et disposer d'une durée de vie résiduelle suffisante pour supporter le système.

Les panneaux solaires installés au sol sont-ils plus faciles à entretenir ? 

Oui, l'accès au niveau du sol permet d'effectuer plus rapidement et en toute sécurité le nettoyage, l'inspection, le déneigement et les réparations.

Les panneaux installés sur le toit endommagent-ils celui-ci ?

Les systèmes correctement installés avec des supports à solin causent rarement des dégâts, même si une mauvaise étanchéité au niveau des passages de toiture peut entraîner des fuites.

Quelle superficie faut-il pour installer un système au sol ?

Une installation résidentielle classique nécessite un espace dégagé de quelques centaines de pieds carrés, ainsi qu'un périmètre suffisant pour éviter toute ombre, en fonction de la taille de l'installation.

Les installations au sol nécessitent-elles un permis ?

En général, oui. La réglementation locale peut exiger des permis de construire, des autorisations électriques et le respect des règles d'urbanisme ou des distances de recul.

Quelle option est la plus adaptée à la neige au Canada ?

Les installations au sol sont plus faciles à déneiger et permettent d'utiliser des angles d'inclinaison plus prononcés, même si les installations sur toiture bien conçues offrent également de bonnes performances dans les régions enneigées.

Puis-je utiliser à la fois des panneaux installés au sol et sur le toit ?

Oui, une installation hybride est une bonne solution lorsque une partie de votre toit est bien exposée au soleil et que les panneaux supplémentaires trouvent mieux leur place sur un terrain dégagé.