Comment calculer le rendement d’un panneau solaire

Pourquoi faire le calcul du rendement d’un panneau solaire ?

Quand on installe des panneaux solaires, l’objectif est de produire de l’énergie dans le but de réduire le montant des factures d’électricité. Si la surface de votre toiture le permet, vous pourrez installer plusieurs panneaux solaires.

Néanmoins, avant de se lancer, il est important de connaître la quantité d’électricité que vos panneaux vont pouvoir produire afin de choisir le type de panneau et déterminer leur nombre. Votre installation doit être la plus rentable possible.

Connaître le rendement permet de déterminer la rentabilité d’une installation de panneaux solaires.

Qu’est-ce que le rendement d’un panneau solaire ?

Le rendement correspond à la différence entre l’électricité qui est produite et la puissance de la lumière captée initialement par le panneau solaire. Par exemple, quand on parle d’un panneau solaire qui a 10 % de rendement, cela signifie qu’il a transformé en énergie 10 % du rayonnement qu’il a capté.

Plus le rendement d’un panneau solaire est élevé, plus l’énergie consommable produite est importante. Le taux de rendement d’un panneau solaire varie selon de nombreux critères, mais il se situe globalement entre 15 % et 22 %.

La différence entre rendement et puissance

La notion de rendement est à différencier de la puissance d’un panneau solaire.

La puissance d’un panneau peut s’exprimer avec différentes unités de mesures :

• La puissance d’un panneau est exprimée en watts (W) et souvent en kilowatts (kW). Elle mesure l’énergie produite.
• La puissance maximale produite par un panneau dans des conditions idéales est exprimée en Watt-crêtes (Wc) ou kiloWatt-crête (kWc). On applique communément un coefficient de 0.9 sur la puissance d’un panneau pour connaître sa production d’électricité réelle.
• La quantité d’énergie qu’un panneau produit en une heure est exprimée en Watt-heure (Wh).

Le calcul du rendement de vos panneaux solaires

La formule pour calculer le rendement d’un panneau solaire est la suivante :

Rendement en % = puissance électrique produite (en W) / superficie (en m2) x 1 000

Les éléments faisant varier le rendement d’une installation

De nombreux critères peuvent faire varier le rendement d’une installation ou d’un panneau solaire :

• La technologie utilisée pour fabriquer les panneaux solaires. Les panneaux peuvent être monocristallins, polycristallins ou amorphes
• La puissance nominale et de production des panneaux (en kWc)
• La qualité des autres composants de l’installation, notamment les onduleurs
• La marque
• Le type d’installation (par exemple, une surimposition permet une meilleure ventilation en cas de fortes chaleurs)
• Leur dimension
• La surface de l’installation
• L’orientation des panneaux solaires
• L’inclinaison de leur support
• Les ombres portées sur l’installation (attention aux bâtiments et arbres se trouvant dans l’environnement proche)
• Le niveau d’ensoleillement moyen de la zone géographique où les panneaux sont installés
• L’entretien des panneaux (des panneaux recouverts de poussière produiront moins)

Il est important de tenir compte de l’ensemble de ces paramètres pour faire le calcul du rendement de vos panneaux solaires. Certains s’étudient en amont en fonction de votre localisation, d’autres se décident à l’achat du matériel.

Comment améliorer le rendement de votre installation photovoltaïque

Installer des panneaux solaires dans une région adaptée

Certaines régions sont particulièrement adaptées à la production d’énergie grâce à des panneaux photovoltaïques. Plus la luminosité est constante sur l’ensemble de l’année, plus vos panneaux seront productifs avec régularité.

L’ensoleillement varie sur l’ensemble d’une année en fonction de la latitude, du relief environnant et de la nature des vents. Si la région du sud de la France est très favorable à l’installation de panneaux solaires, d’autres régions sont également propices à un fort taux d’ensoleillement (certaines zones des Pays de la Loire, par exemple).

Néanmoins, la chaleur n’est pas un critère de productivité importante. La température idéale est de 25 °C pour un rendement optimal. De fortes chaleurs sont néfastes : une hausse d’un degré de température au-dessus de 25 °C fait perdre jusqu’à 0.5 % de rendement à un panneau solaire.

Le type d’installation est alors importante. Par exemple, une surimposition des panneaux permet une meilleure aération et préserve le rendement de l’installation solaire.

Choisir l’orientation et l’inclinaison des panneaux solaires

Pour capter la lumière soleil dans les meilleures conditions, les panneaux solaires doivent être orientés au maximum vers le sud. Ainsi, ils capteront le plus de lumière tout au long de l’année.

Les orientations ouest, sud-ouest, est et sud-est peuvent tout à fait être rentables. À l’inverse, une orientation au nord n’est pas conseillée et risque de ne pas être rentabilisée.

Leur inclinaison est également un paramètre important pour capter le maximum de lumière. Une inclinaison de 30 à 35 ° est recommandée.

Opter pour un environnement sans ombrage

Il faut faire attention aux ombres portées sur le toit recouvert de panneaux solaires. Un ombrage altère une production photovoltaïque de manière déterminante.

Qu’il s’agisse de bâtiments, d’arbres ou de poteaux, veillez à faire un état des lieux précis des structures qui se trouveront à proximité de votre installation solaire.

Sélectionner des panneaux performants

La technologie utilisée pour fabriquer les panneaux solaires impacte fortement leur rendement. Globalement, trois types de technologies existent sur le marché des panneaux solaires :

• Les panneaux photovoltaïques monocristallins qui permettent un rendement compris entre 14 % et 19 %. Certains panneaux récents vont jusqu’à 22 %.
• Les panneaux photovoltaïques polycristallins qui ont un rendement moyen qui varie de 11 % à 15 %. Leur faiblesse est qu’ils sont moins efficaces en cas de faible ensoleillement.
• Les panneaux photovoltaïques amorphes qui ont le rendement le plus faible (entre 5 % et 7 %), mais qui sont globalement plus efficaces que les autres en cas d’ensoleillement bas.

Le choix du type de panneaux dépend notamment de la superficie dont vous disposez sur votre toit. En effet, des panneaux avec un excellent rendement ont besoin de moins de surface pour être rentables. Ainsi, ils se justifient quand votre surface à couvrir est peu importante.

Entretenir les panneaux solaires

Un bon entretien régulier permet de maintenir les capacités de rendement des panneaux solaires. En effet, les poussières et divers débris s’accumulent au fil des mois et vos panneaux sont nettement moins efficaces. Le rendement d’une installation bénéficiant d’un nettoyage régulier est supérieur de 2 % à 7 % par rapport à une installation non entretenue.

Calcul rendement panneau solaire : 2 exemples

Calcul rendement panneau solaire de 300W

Vous voulez produire votre propre électricité pour répondre aux besoins de votre famille qui est d’environ 3 500 kWh chaque année.  Vous avez trouvé un fournisseur de panneaux de 300 W de puissance. Vous voulez savoir quelle est la surface de panneaux nécessaire pour atteindre votre objectif de production.

La formule de calcul du rendement de panneau solaire divise la puissance par la superficie. Un panneau de 300 W et qui a une superficie de 1.5 m2 aura donc un taux de rendement de 20 % (300 / 1.5 x 1 000).

Calcul de la rentabilité d’une installation photovoltaïque

Une famille composée de 3 personnes a besoin d’environ 3 500 kWh par an. Pour connaître la puissance de panneaux solaires nécessaire, il faut appliquer un coefficient de 0.9.

Ainsi, la puissance de l’installation être de 3 500 / 9 = 3 889 kWh par an.

Votre installateur vous propose un modèle de panneaux de 250 Wc. Il vous faudra donc 3 889 / 250 = 15.5 donc 16 panneaux pour atteindre votre cible de production.

Il suffit ensuite de multiplier cette production par le prix du kWh (0.1740 € / kWh en France au tarif bleu chez EDF) : 0.1740 x 3 889 = 676.69 € par an.

Votre budget d’installation s’élève à environ 8 000 € et elle vous permet d’économiser 676.69 € par an. Ainsi, vous aurez amorti votre investissement en panneaux photovoltaïques en 12 ans (8 000 / 676.69 = 11.8). Les panneaux solaires ayant une durée de vie de 25 ans en moyenne, vous pourrez bénéficier de votre propre production d’électricité pendant 13 ans environ.

Rendement panneaux solaires : les questions fréquentes

Quel est le rendement moyen d’un panneau solaire ?

Le rendement moyen d’un panneau solaire varie entre 7 % et 24 %.

En combien de temps des panneaux solaires sont rentabilisés ?

En moyenne, il faut compter entre 8 et 13 ans pour qu’une installation photovoltaïque soit remboursée. Il faut savoir que les panneaux ont une durée de vie moyenne d’environ 25 ans.

Quel est le rendement des meilleurs panneaux photovoltaïques ?

Les panneaux solaires ayant le meilleur rendement sont les panneaux monocristallins en silicium pouvant aller jusqu’à plus de 22 % de rendement.

Quelle est la production moyenne d’un panneau solaire par jour ?

La production quotidienne moyenne d’un panneau solaire varie grandement selon les régions, de 1.09 kWh / m2 au nord de la France en hiver à 5.44 kWh / m2 dans le sud en été.