Quel est le rendement des panneaux solaires ? Comment le maximiser ?
La méthode la plus répandue pour produire son électricité soi-même est l’installation de panneaux solaires photovoltaïques. Dans certains cas, l’usage d’éolienne domestique ou de barrage hydraulique peut aussi être envisagé.
La question du rendement est bien évidemment centrale sur une installation de panneaux solaires. Vous possédez des modules solaires et vous désirez optimiser leur rendement énergétique ? Vous souhaitez simplement en savoir plus avant de contacter un professionnel pour un projet d’autoconsommation ?
Avant tout, pour comprendre correctement les ordres de grandeur, il est important de se familiariser avec certaines unités : kilowatt crête (kWc) et kilowattheure (kWh). Par la suite, on examine les éléments altérant ou améliorant le rendement des panneaux (inclinaison, orientation, zones d’ombrage, etc.). Le rendement est également dépendant de l’ensoleillement et varie suivant les saisons. Enfin, il est nécessaire de prendre en compte l’influence de la température afin de se défaire de certaines idées reçues : les très fortes chaleurs ne sont pas synonymes d’une production énergétique plus élevée.
Ilek vous propose un guide complet afin de mieux appréhender les problématiques liées au rendement des panneaux solaires.
Qu’est-ce que le rendement d’un panneau solaire ?
Le rendement d’un panneau solaire correspond à un rapport entre la quantité d’énergie reçue et la quantité d’énergie produite. On peut ensuite multiplier le résultat obtenu par 100 afin d’obtenir un pourcentage. Actuellement, le rendement moyen des panneaux solaires est estimé à 17 % (16% pour le monocristallin, 14% pour le polycristallin, source ADEME).
17%
Quel est le rendement moyen d'un panneau solaire ?
Un panneau solaire a un rendement moyen de 217.
Des disparités existent néanmoins entre panneaux solaires monocristallins et polycristallins :
- Les panneaux solaires polycristallins ont un rendement compris entre 13 et 15%
- Les panneaux solaires monocristallins possèdent un rendement de 18 %
Le kilowatt crête (kWc) mesure la puissance du panneau solaire
Cette unité de mesure sert de cadre de référence pour estimer la puissance fournie par le panneau solaire dans un état de fonctionnement parfait et un ensoleillement optimal. Ainsi, une installation solaire d’une puissance nominale de 1 kWc atteint effectivement cette puissance si les conditions suivantes sont réunies :
- un ensoleillement de 1000 watts par m²
- une température de 25°C (au-delà, le rendement diminue)
- un ciel totalement dégagé
Le kilowattheure (kWh) mesure la production d’électricité du panneau solaire
Le kilowattheure mesure la quantité de puissance : 1 kWh correspond à la consommation d’un appareil de 1000 W pendant une heure.
Le kilowatt crête et le kilowattheure sont étroitement corrélés : en connaissant la puissance nominale d’une installation de panneaux solaires, il est possible d’estimer sa production de kWh.
Un module solaire de 1 kWc permet ainsi de produire en moyenne 1 000 kWh par an.
Comment maximiser le rendement d’un nouveau panneau solaire ?
Optimiser le rendement de vos panneaux solaires vous permet d’accélérer leur amortissement dans le temps : vous consommez plus d’énergie issue des panneaux et vous pouvez également en vendre davantage à EDF Obligation d’Achat. Plusieurs éléments doivent être pris en considération :
- La qualité des panneaux solaires : les panneaux monocristallins ont un rendement moyen supérieur.
- L’orientation des panneaux solaires : la production d’électricité sera optimale si vos panneaux sont installés plein sud.
- L’inclinaison des panneaux solaires : en moyenne, une inclinaison comprise entre 30 et 35° vous permet d’avoir un rendement satisfaisant tout au long de l’année. Cet angle correspond à la plupart des toitures françaises.
- Les zones d’ombre : même des panneaux solaires installés plein sud possèdent un rendement inférieur si votre habitation est partiellement ombragée (arbres, bâtiments, etc.)
- L’entretien : différents éléments peuvent altérer la productivité des panneaux solaires, comme la poussière, la neige ou les feuilles mortes. Les professionnels proposent généralement des contrats d’entretien qui comprennent le nettoyage des panneaux.
Rendement moyen des panneaux solaires photovoltaïques selon les régions
La valeur moyenne de production des panneaux solaires varie selon votre implantation géographique. Il existe des simulateurs d’ensoleillement qui permettent de connaître précisément la production de kWh par kWc. A titre indicatif, voici les statistiques des propriétaires de panneaux solaires par régions :
Rendement photovoltaïque kwh/kwc des différentes régions de France
| Régions | Rendement moyen mois passé | Rendement 12 mois précédent |
|---|---|---|
| Auvergne-Rhône-Alpes | 105 Wh/Wc | 1175 Wh/Wc |
| Bourgogne-Franche-Comté | 97 Wh/Wc | 1136 Wh/Wc |
| Bretagne | 94 Wh/Wc | 1086 Wh/Wc |
| Centre-Val-De-Loire | 97 Wh/Wc | 1084 Wh/Wc |
| Corse | – | 1234 Wh/Wc |
| DOM-TOM | – | 1400 Wh/Wc |
| Grand-Est | 92 Wh/Wc | 1098 Wh/Wc |
| Haut-de-France | 88 Wh/Wc | 1035 Wh/Wc |
| Ile-de-France | 89 Wh/Wc | 1046 Wh/Wc |
| Normandie | 86 Wh/Wc | 1063 Wh/Wc |
| Nouvelle-Aquitaine | 106 Wh/Wc | 1137 Wh/Wc |
| Occitanie | 105 Wh/Wc | 1172 Wh/Wc |
| Pays-de-la-Loire | 100 Wh/Wc | 1129 Wh/Wc |
| Provence-Alpes-Côte d’Azur | 114 Wh/Wc | 1280 Wh/Wc |
Inclinaison des panneaux à privilégier pour un rendement maximal selon les saisons
Les panneaux solaires sont la plupart du temps installés sur le toit des habitations. Cette technique de pose permet de ne pas ajouter d’emprise au sol et est généralement adaptée à un fonctionnement optimal des panneaux photovoltaïques.
Idéalement, l’inclinaison des panneaux solaires devrait varier suivant les saisons :
- environ 60° en hiver
- environ 40° au printemps et en automne
- environ 20° en été
Dès lors, comme l’inclinaison des panneaux solaires posés sur le toit ne peut pas être modifiée, on choisit une valeur moyenne (30 à 35°) qui permet d’optimiser le rendement durant les saisons les plus ensoleillées. Cette inclinaison correspond à celle de nombreuses toitures françaises.
Rôle de la température sur le rendement d’un panneau solaire
Intuitivement, on peut avoir tendance à penser que les panneaux solaires fonctionnent à plein régime en été, pendant les fortes chaleurs. C’est une idée fausse ! Au-delà d’une température de 25°C, le rendement des panneaux solaires a tendance à baisser (environ 0,5 % de perte à chaque degré supplémentaire). Ainsi, une canicule avec une température de 50°C au soleil correspond à une perte de rendement de plus de 10 %. (source TransitionsEnergies)
Les pics de production constatés des panneaux solaires photovoltaïques démontrent parfaitement cette particularité. On sait par exemple qu’ils surviennent au mois de mai en Belgique et à la fin du mois d’avril en Auvergne-Rhône-Alpes.
Si vous souhaitez que votre installation solaire maintienne un rendement élevé malgré les fortes chaleurs, vous pouvez opter pour les panneaux solaires hybrides. Outre la production d’électricité, ces panneaux permettent de produire de l’eau chaude. Lorsque les températures sont élevées, leur rendement est moins altéré que celui des panneaux photovoltaïques : le fluide caloporteur présent dans la face arrière du panneau hybride atténue le phénomène de surchauffe.
Est-ce rentable d'installer des panneaux solaires ?
La rentabilité des panneaux solaires dépend évidemment de plusieurs facteurs :
- Le coût initial de l’installation
- L’ensoleillement
- Les tarifs de l’électricité
- Les subventions et aides éventuelles
- Les coûts d’entretien
Les panneaux solaires représentent un investissement rentable à long terme, car ils permettent d’éliminer en grande partie (voire totalement) les factures d’énergie.
Formule pour calculer la rentabilité d'un panneau solaire
La rentabilité d’un panneau solaire peut être calculée en utilisant la formule suivante :
Rentabilité = (Revenus annuels – Coûts annuels) / Coûts initiaux x 100%
Le résultat est exprimé en pourcentage et représente le rendement de l’investissement dans les panneaux solaires. Un résultat positif indique que l’installation de panneaux solaires est rentable.
Questions fréquemment posées
Quelle quantité d’énergie produit un panneau photovoltaïque de 1m2 ?
Un panneau solaire photovoltaïque de 1 m² produit en moyenne entre 170 et 200 kWh par an. Ce chiffre peut bien sûr évoluer suivant l’orientation du panneau et son inclinaison. Par ailleurs, rappelons que la taille d’un panneau solaire standard est de 1,7 m².
Quelle surface de panneaux solaires pour 1 kWc ?
Pour que votre installation atteigne une puissance nominale de 1 kWc, il faudra installer environ 6 m² de panneaux solaires. Cela correspond généralement à une installation de 4 panneaux solaires de taille standard.
Quel est le rendement d’un panneau solaire de 300 W ?
Le rendement d’un panneau solaire de 300 W dépend de plusieurs facteurs. A titre indicatif, sachez qu’avec une bonne exposition, un panneau solaire de 1,7 m² annonçant une puissance de 300 watts crête produira en moyenne 300 kWh d’électricité par an.
Quel panneau solaire a le meilleur rendement ?
Le panneau solaire qui a le meilleur rendement est le panneau monocristallin hybride. D’une part car les panneaux monocristallins ont un rendement supérieur et d’autre part car la technologie hybride atténue le phénomène de surchauffe (et donc la perte de rendement) des panneaux solaires en cas de forte chaleur.
Envie de produire votre électricité ?
Profitez de nos conseils gratuitement.
Sources :
- https://www.energuide.be/fr/questions-reponses/quand-vos-panneaux-solaires-sont-ils-le-plus-rentables/2368/
- https://www.leprogres.fr/economie/2022/04/30/la-production-d-electricite-solaire-atteint-un-pic-historique-en-region
