Calculer et estimer le rendement de vos panneaux solaires

Vous envisagez d’installer des panneaux solaires et souhaitez connaître la quantité d’énergie qu’ils produiront ? Ou bien vous avez installé des panneaux solaires et vous voulez savoir si vos panneaux produisent réellement l’énergie qu’ils devraient ? Si c’est le cas, cet article pourrait bien vous aider.

Nous verrons ci-dessous ce qu’est le rendement annuel, pourquoi il est important et quels sont les facteurs qui l’affectent. Nous examinerons également les différentes façons d’estimer la quantité d’énergie que votre système de panneaux solaires devrait produire et nous partagerons quelques ressources et outils utiles que vous pouvez utiliser pour faire des prévisions sur la production annuelle d’énergie de vos panneaux solaires.

Cela s’applique aussi bien aux panneaux solaire domestiques sur toit ou sur support qu’aux panneaux solaire de camping-car par exemple.

panneaux solaires sur toit

Calcule de la quantité d’énergie produite par un panneau solaire

Tous les panneaux solaires sont évalués en fonction de la quantité de courant continu (CC) qu’ils produisent dans des conditions de test standard. La puissance des panneaux solaires est exprimée en Watts crête (Wc) et représente la production d’énergie théorique du panneau dans des conditions idéales d’ensoleillement et de température. La puissance en watts est calculée en multipliant les volts par les ampères, où les volts représentent la force de l’électricité et les ampères (tension) la quantité totale d’énergie utilisée.

Il faut savoir qu’en pratique des conditions idéales ne sont jamais réellement atteintes ainsi un facteur de conversion est utilisé pour arriver au rendement réel des panneaux solaires. Ce facteur peut être estimé en moyenne de 5 à 20% de perte de rendements en fonction de la manière dont les panneaux ont été installés (ombres, direction, inclinaison…).

La plupart des panneaux solaires domestiques disponibles sur le marché aujourd’hui ont une puissance de sortie comprise entre 250 et 400 watts, à savoir qu’une puissance supérieure est généralement considérée comme préférable à une puissance inférieure qui impliquera un plus grand nombre de panneaux. Le prix de l’énergie solaire est généralement mesuré en euro par Kilo watt heure produit (€ / kWh).

Combien produit un panneau solaire ?

Exemple : pour avoir une estimation rapide de la production d’un panneau solaire en kWh / an ; on multiplie la puissance du panneau en kWc (pour un modèle de 400 W prenez 0.4 kWc) par le facteur de conversion de perte (vous pouvez utiliser 0.85 par défaut) puis multiplié le par le kWh/kWc estimé de la région. 

kWc X facteurs de perte X kWh/kWc de la région = kWh/an

kWh/kWc en France selon l'exposition soleil

Ce facteur kWh/kWc estimé est valable seulement si certaines conditions sont remplies : Les panneaux solaires ne sont pas ombragés, orienté vers le Sud avec un angle optimal de 30 à 60° par rapport à l’horizontale.

Si vos panneaux ne sont pas ombragés, sont orienté vers le Sud avec un angle optimal de 30 à 60° par rapport à l’horizontale n’appliquer pas de facteur de conversion (qui est déjà pris en compte sur cette carte). 

  • À Marseille, pour un panneau de 400 Wc placé idéalement direction sud avec un angle optimal à 45°. Calcul : 0.4 (kWc) x 0.95 (facteur de conversion de perte à cause de l’ombre) x 1300 ou 1500 (kWh/kWc estimé de la région). Ce qui donne une puissance de production de 494 à 570 kWh / an.
  • À Paris, pour un panneau de 400 Wc placé direction sud avec un angle à 45°. Calcul : 0.4 x 800 ou 1000 = 320 à 400 kWh / an

Vous voyez qu’un panneau peut facilement produire du simple au double majoritairement en fonction de la région et de son exposition au soleil.

Vous pouvez utiliser un simulateur en ligne comme le PHOTOVOLTAIC GEOGRAPHICAL INFORMATION SYSTEM – https://re.jrc.ec.europa.eu/pvg_tools/fr/#PVP pour obtenir une bonne estimation de votre production d’énergie en fonction de votre position géographique et d’autres critères.

PS Ce simulateur obtient des chiffres similaires au résultat des calculs fait juste au-dessus.

Quels facteurs peuvent affecter le rendement annuel d’une installation de panneaux solaires ?

L’emplacement des panneaux

L’un des facteurs impactant le plus le rendement est l’emplacement des panneaux sur le toit. Dans l’idéal, le toit doit être orienté vers le sud, sud-est ou sud-ouest. Un panneau idéalement orienté vers les sud (faisant face au SE ou au SW) pourra produire jusqu’à 95% de sa capacité maximale. Alors qu’au contraire, un panneau orienté vers l’Est ou l’Ouest ne produira que 80% au maximum.

Depuis que les prix des panneaux solaires ont baissé, il est désormais tout à fait envisageable d’avoir des panneaux solaires placés à l’est et à l’ouest. De plus, comme ces panneaux nécessitent souvent des onduleurs moins puissants, le coût de ces systèmes est également plus faible.

Le degré d’inclinaison

Le degré d’inclinaison joue également un rôle non négligeable dans le rendement solaire. L’angle optimal se situe entre 15 et 55 degrés, en fonction de la direction du vent. Sur un toit en pente, les panneaux solaires prennent automatiquement l’angle du toit. Sur un toit plat, vous pouvez déterminer vous-même l’angle lors de l’installation. Sachez que dans la pratique, les pans de toit ne sont presque jamais parfaitement inclinés pour une production maximale.

Rendements en fonction de l’orientation et de l’inclinaison du panneau solaire
                   
 
Azimut – Degrés par rapport au sud

Nord-Ouest

Ouest

Sud-Ouest

Sud

Sud-Est

Est

Nord-Est

135°

90°

45°


45°

90°

135°

Inclinaison – Degrés à partir de l’horizontale


82%

82%

82%

82%

82%

82%

82%

30°

64%

79%

93%

99%

93%

79%

64%

45°

56%

76%

93%

100%

93%

76%

56%

60°

49%

69%

89%

96%

89%

69%

49%

90°

32%

51%

68%

74%

68%

51%

32%

L’ombrage

L’ombrage, s’il n’est pas pris en compte, peut être le pire cauchemar d’un système photovoltaïque. Selon certains experts, les propriétaires pourraient perdre jusqu’à 40 % de la production solaire potentielle en raison de l’ombre. En effet, lorsqu’une ombre est projetée sur un panneau, la quantité de lumière solaire atteignant la surface est réduite.

Les cellules ombragées ne peuvent plus générer et transmettre le courant aux cellules adjacentes, ce qui risque de désactiver toute une partie du module. Une ombre touchant l’ensemble du côté d’un panneau peut entraîner une perte de 100% de sa production d’énergie. Il existe des panneaux de certaines marques comme SunPower qui permettent d’éviter cet inconvénient en faisant circuler le courant en rangée indépendante pour diminuer ce phénomène.

ombre feuille impact sur-production panneau solaire

L’ombre d’une simple feuille peut faire perdre jusqu’à 1/3 de production d’énergie

La réduction de la puissance et du rendement avec le temps

La puissance des panneaux solaires diminue un peu chaque année. Il s’agit d’un phénomène normal pour tous les panneaux solaires. Les fabricants de panneaux solaires garantissent un rendement minimum de 90% après 10 ans et de 85% après 25 ans. Ce rendement minimum est normalement fixé dans la garantie du produit. Vérifiez bien, car certaines marques font mieux que d’autres dans ce domaine.

Autres facteurs ayant un impact non négligeable

  • Le type d’onduleur – Que le système utilise un onduleur de chaîne, des micro-onduleurs ou même qu’il soit relié à un générateur solaire, tout cela fera une différence. Cette différence devient plus prononcée lorsque le système souffre d’ombrage.
  • Les performances et l’efficacité globales du système – par exemple, les pertes dues aux câbles.
  • Certaines conditions environnementales locales – y a-t-il beaucoup de circulation d’air sous les panneaux pour aider à les garder au frais ? L’onduleur est-il monté dans un grenier chaud ou un garage frais ? Ce sont des facteurs qui pourraient faire des différences dans les performances globales du système.
  • La qualité du travail d’installation de panneaux solaires – Si vous ne choisissez pas une entreprise d’installation de panneaux solaires de qualité, vous risquez de perdre la production en raison d’erreurs lors des travaux d’installation.

Questions et réponses sur la production et le rendement des panneaux solaire

Combien d’énergie les panneaux solaires produisent-ils par heure ?

Un panneau solaire moyen produit de 200 à 400 watts crête (Wc) par heure. Cela équivaut à environ 0,16 kWh à 0,32 kWh par panneau solaire en prenant en compte une perte moyenne de 15% par rapport au Wc donné par le constructeur (varie selon la région, l’exposition, l’inclinaison).

Combien produit un panneau solaire de 300 watts ?

Un panneau de cette taille produirait entre environ 1,2 kW et 2,5 kW par jour. La puissance des panneaux solaires et la quantité de lumière solaire disponible auront un impact sur la quantité d’énergie qu’ils produisent.

Combien rapporte 1000 m2 de panneau solaire ?

Selon le calcul effectué juste au-dessus dans la partie – Combien produit un panneau solaire ? On estime qu’en France un panneau de 400Wc peut produire de 256 à 570 kWh/an. Si on compte 2m² par panneau il faudrait 500 panneaux pour couvrir la surface de 1000m².

Donc 500 X 256 = 128000 kw/h à 0.10 € / kWh (contrat de vente auprès d’EDF OA) soit 1000m² rapporterait 12800€ par an pour la fourchette basse dans le nord de la France. Pour la fourchette haute : 500 X 570 = 285000 kW/h à 0.10€ soit 28500€ pour 1000m² dans le sud de la France.

Panneau solaire monocristallin ou polycristallin ?

Les panneaux solaires peuvent être fabriqués à partir de cellules monocristallines ou polycristallines. 
Les cellules monocristallines sont plus efficaces et capables de générer plus d’électricité que les cellules polycristallines. Cependant, les panneaux solaires polycristallins sont beaucoup plus abordables. Pour bien choisir, il est conseillé de comparer le prix de chaque type de panneaux par rapport au coût par watt et votre budget.
2 autres points devraient être pris en compte :
– Si vous avez beaucoup d’espace disponible, il pourrait être plus rentable pour vous d’installer un nombre plus important de panneaux polycristallins sur votre propriété comme leur prix est plus bas.
– Dans les climats très chaud, les panneaux monocristallins sont préférable car leur rendement est moins affecté par la chaleur.

Combien de panneau solaire pour produire 9kw ?

Le calcul théorique simple serait de diviser 9kW par la puissance du panneau solaire ce qui ferait pour un panneau standard de 400W : 9kW / 0.4kW = 22.5 panneaux. Mais ce nombre n’est pas le bon car les Watts indiqués lors de l’achat d’un panneau sont des watts crêtes (Wc), qui représente la puissance maximale que peut produire le panneau dans une situation parfaite d’exposition et de température pour son fonctionnement.

Dans la vraie vie vous n’obtiendrais quasiment jamais cette valeur de Wc indiqué mais plutôt entre 75 et 95% de chiffre. Pour obtenir une estimation plus réaliste vous devez déterminer le facteur de conversion qui peut être calculé en fonction de l’exposition des panneaux au soleil (selon votre région et leur orientation face au sud), le degré d’inclinaison mais aussi en prenant en compte la température et l’ombrage.

Pour faire simple, si vous faites face au Sud-Est ou au Sud-Ouest, vous pouvez appliquer un facteur de 95 %. Si vous êtes face à l’Est ou à l’Ouest, vous pouvez appliquer un facteur de 80 %. Vous pouvez consulter le tableau ci-dessus pour un calcul plus précis avec le degré d’inclinaison inclus.

Par exemple Avec un facteur de conversion moyen de 80% il faudra donc : 9kW / (0.4kW X 0.80) = 28.125 panneaux donc 29 panneaux pour produire 9kW.

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