Rendement panneau solaire : comment le calculer ?

Installer des panneaux solaires chez soi permet de produire sa propre électricité et de réaliser des économies considérables. Cependant, il est important de savoir quelle quantité d’électricité ils vont produire pour rendre l’installation la plus rentable possible. Le rendement d’un panneau solaire dépend en effet de plusieurs facteurs comme le type de technologie utilisée, l'orientation ou la zone géographique. Aujourd'hui, le rendement moyen des panneaux solaires est compris entre 7% et 24%.

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

Le rendement d’un panneau solaire indique le rapport entre l’énergie produite et la puissance du rayonnement capté. En fait, les panneaux solaires captent les rayons du soleil pour les transformer en électricité, mais cette conversion provoque quelques déperditions. Aujourd'hui, le rendement moyen des panneaux solaires est estimé entre 7% et 24%.

Le rendement d’un panneau solaire est donc la part d’énergie réelle que l’on peut consommer sous forme d’électricité, une fois que tout le processus de transformation aura été complété. Par exemple, si un panneau solaire a un rendement de 10%, cela veut dire que 10% de la lumière captée s’est réellement transformée en électricité.

Le rendement d’un panneau solaire varie en fonction de nombreux facteurs. Plus il est élevé, plus importantes seront les économies possibles.

Comment calculer le rendement des panneaux solaires ?

Quelle est l'utilité de mesure de la production des panneaux solaires ?

Lorsque l'on parle de panneaux solaires, plusieurs unités de mesure sont utilisées. On entend parler de watt (W), de watt-crête (Wc) et de watt heure (Wh). Quelle est la différence entre les trois, que mesurent-ils ?

1. Le watt-crête est l'unité de mesure de puissance d'un panneau solaire. Il s'agit, en fait, de la délivrance d’une puissance électrique de 1 Watt, sous de bonnes conditions d’ensoleillement et d’orientation. Les bonnes conditions d'ensoleillement sont : un ensoleillement de 1000 watts par mètre carré et une température de 25°C. Le watt-crête est utilisé sous la forme de kilowatt crête (kWc) sert à comparer le rendement des matériaux photovoltaïques ainsi que de renseigner la taille d’un équipement solaire.
2. Le watt est l'unité de mesure de la puissance énergétique. Appliqué aux panneaux solaires, on l'utilise, le plus souvent sous la forme de kilowatts, pour indiquer la production d'énergie de ces derniers.
3. Le watt heure est l'unité de mesure utilisée pour indiquer la quantité d'énerie produite par les panneaux en une heure.. C'est le kilowattheure qui est utilisé la majorité du temps.

Rendement des panneaux solaires : la formule de calcul

Le rendement d’un panneau solaire s’exprime en pourcentage. Il est différent de la puissance d’un panneau solaire, qui s’exprime en watts-crêtes et qui est la puissance maximale de production électrique qu’un panneau peut délivrer.

Pour calculer le rendement d’un panneau solaire, il faut prendre en compte sa définition. La formule à utiliser est la suivante :

Comment le rendement d’un panneau solaire varie-t-il ?

Plusieurs facteurs doivent être pris en compte pour obtenir un haut rendement de panneau solaire. En effet, le calcul du rendement d’un panneau solaire dépend de nombreux paramètres :

• La technologie : panneaux monocristallins, polycristallins ou amorphes ;
• La puissance des panneaux solaires ;
• L’orientation de l’installation ;
• L’inclinaison des panneaux solaires ;
• La zone géographique, car le niveau d’ensoleillement n’est pas le même partout en France. Cela ne veut cependant pas dire que seuls ceux qui vivent dans des régions ensoleillées peuvent obtenir un bon rendement ;
• La surface des panneaux ;
• Les ombrages éventuels (arbres, poteaux, bâtiments à proximité, etc.) ;
• Le rendement des autres composants du kit solaire (onduleur, câbles, etc.).

Comment optimiser son rendement ?

Il convient de rappeler qu’il est conseillé de faire appel à un installateur professionnel pour l’installation de ses panneaux solaires, car ce dernier a les connaissances techniques nécessaires pour obtenir le meilleur rendement d’un panneau solaire.

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Toutefois, il est toujours intéressant de connaître les bonnes techniques pour optimiser le rendement d’un panneau solaire. Pour cela, il faut prendre en compte chaque paramètre qui le fait varier.

Le niveau d’ensoleillement

Naturellement, plus le logement bénéficie d’un ensoleillement prolongé, plus le rendement sera élevé car les panneaux utilisent l'énergie solaire. Cependant, les panneaux solaires ne sont pas seulement réservés aux habitants du Sud de la France, contrairement aux idées reçues.

Ils peuvent être rentables partout sur le territoire. En effet, il existe plusieurs facteurs météorologiques qui peuvent faire varier le rendement d’un panneau solaire entre deux habitations situées dans la même région.

L’orientation des panneaux solaires

Dans la même logique que la précédente, plus le panneau est exposé au soleil, plus le rendement est élevé. Ce qui signifie que l’orientation des panneaux solaires est également un paramètre indispensable. En général, c’est toujours au Sud que les panneaux captent le plus de lumière tout au long de l’année.

Mais encore une fois,ce facteur est important mais pas décisif. Si la toiture n’est pas orientée vers le Sud, cela ne veut pas dire que l’installation ne sera pas rentable. Concrètement, une installation orientée au Sud, respectant une bonne inclinaison et d’une puissance de 3kWc est rentabilisée en 11 ans environ.

Dans de moins bonnes conditions, elle serait rentable en 14 ans environ. Il y a donc une différence minime de 3 ans, qui est totalement négligeable sachant que la durée de vie d’un panneau solaire atteint près de 40 ans.

Il est donc tout à fait acceptable d’avoir une installation orientée Ouest, Sud-Ouest, Est et Sud-Est. En revanche, les orientations au Nord ne sont pas recommandées.

L’inclinaison des panneaux solaires

Un autre paramètre à prendre en compte pour maximiser le rendement d’un panneau solaire est son inclinaison. Pour produire le maximum d’énergie tout au long de l’année et donc avoir un bon rendement de panneau solaire, les panneaux doivent être inclinés de 30 à 35° par rapport à l’horizontal.

L’orientation et l’inclinaison des panneaux solaires sont importantes, mais il faut se rassurer car elles n’influencent pas le rendement d’un panneau solaire de manière drastique.

L’influence de la température

La température peut faire varier le rendement d’un panneau solaire de manière considérable. La température optimale est de 25°. Un panneau solaire subissant une température supérieure perd jusqu’à 0,5% de rendement par degré supplémentaire.

Prenons l’exemple d’une température de 40°, soit 15° de plus que la température idéale, et un panneau solaire d’un rendement de 24%. Durant cette période aux températures élevées, le rendement des panneaux solaires sera donc de 24% x (100% - 7,5%) = 22,2%.

Il est toutefois possible de limiter ces pertes de rendement. Il est par exemple conseillé de choisir des panneaux solaires nouvelle génération. Un nouveau panneau solaire a un haut rendement et limite les pertes à 0,25% par degré au-dessus des 25°.

Il existe également la technique de surimposition des panneaux solaires qui permet une meilleure aération et un rendement plus optimal, car les panneaux ne sont pas directement posés sur le toit.

L’influence des ombrages

Les ombrages peuvent avoir un impact sur le rendement d’un panneau solaire. Un ombrage peut être un arbre, un poteau ou encore une montagne avoisinante par exemple. Pour ce genre de situation, il est nécessaire de faire un état des lieux des potentiels ombrages qui pourraient impacter l’installation.

En revanche, s’il s’agit d’ombrages partiels, ils ne sont pas nécessairement problématiques et n’influenceront pas vraiment le rendement d’un panneau solaire photovoltaïque ni le rendement d’un panneau solaire thermique.

La technologie du panneau solaire

Il est primordial de bien choisir ses panneaux solaires. La technologie utilisée est en fait un facteur qui fait varier le rendement d’un panneau solaire considérablement :

• Les panneaux solaires monocristallins : ce sont ces panneaux qui offrent les rendements les plus élevés. En effet, le rendement de ces panneaux solaires peut atteindre entre 14% et 19% ;
• Les panneaux solaires polycristallins : ils ont en général un rendement maximal compris entre 11% et 15%. Ils sont un peu moins efficaces qu’un panneau solaire monocristallin, surtout quand l’ensoleillement est faible ;
• Les panneaux solaires amorphes : ce sont les panneaux solaires qui proposent le rendement le plus faible, soit entre 5% et 7%. Ce type de panneau fonctionne bien avec un niveau d’ensoleillement faible, mais le rendement de ce panneau solaire au m² reste moins élevé. Ces types de panneaux sont plutôt réservés à des utilisations particulières, par exemple sur des bateaux ou lors de randonnées.

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L’entretien des panneaux solaires

Entretenir régulièrement ses panneaux solaires est indispensable. Il faut penser à un bon rythme de nettoyage de ses panneaux solaires.

En fait, les installations bien entretenues et nettoyées auraient un rendement de 2 à 7% de plus que celles qui ne sont pas entretenues.

Comment rentabiliser une installation de panneaux solaires ?

L’installation de panneaux solaires est une solution écologique et économique. Il est nécessaire de les installer en respectant les conditions les plus optimales afin d’obtenir le meilleur rendement. Cependant, il est aussi nécessaire de choisir comment les utiliser afin de les rentabiliser. Deux choix sont possibles :

1. L’autoconsommation : elle consiste à produire et consommer sa propre électricité en utilisant des énergies renouvelables (cela ne concerne pas seulement les panneaux solaires, mais également d'autres sources d'énergie comme les éoliennes par exemple). Elle permet notamment de ne plus dépendre des évolutions des prix de l’électricité, mais également de protéger l'environnement en limitant ses émissions de CO2. Il existe également de nombreuses aides de l’État qui permettent de financer l’installation de panneaux solaires pour son logement. Avec ses aides et les économies sur la facture d’électricité garanties, il est possible d’atteindre un rendement financier de 9% ;
2. La vente totale ou partielle de l’énergie produite : il est également conseillé d’envisager de vendre l’électricité produite à des fournisseurs d’énergie qui ont l’obligation de racheter l'électricité, ou de consommer l’électricité dont on a besoin et vendre le surplus. Il faut porter une attention particulière à la puissance de l’installation dans le cadre de la vente d’énergie, car le prix de l’électricité est directement lié à cette puissance.

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