Rendement Panneau Solaire : Calcul et Explications (2024)
Le rendement des panneaux solaires photovoltaïques actuel est compris entre 7 et 24 %, selon les modèles.
Mais à quoi correspond le rendement d’un panneau solaire ? Et comment l’améliorer ?
On vous explique !
🔎 Résumé :
✅ Le rendement d’un panneau solaire correspond à la quantité d’électricité qu’il produit, par rapport à l’énergie du soleil reçue ;
✅ Vous obtiendrez les meilleurs rendements grâce aux panneaux solaires monocristallins ;
✅ Le rendement de votre installation solaire dépend de l’ensoleillement, l’orientation et l’inclinaison de votre toiture, de la température et de la propreté de vos panneaux ;
✅ Le rendement baisse très légèrement au fur et à mesure de la vie du panneau, du fait de son usure naturelle.
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Qu’est-ce que le rendement d’un panneau solaire ?
Rendement d’un panneau solaire : définition
Le rendement cellulaire d’un panneau photovoltaïque correspond à la quantité d’électricité qu’il produit, par rapport à l’énergie solaire reçue.
Le rendement d'un panneau solaire est donc exprimé en pourcentage : plus il est élevé, plus le panneau solaire est performant.
Vous pouvez retrouver cette information sur les fiches techniques de vos panneaux solaires :
Par exemple, sur la fiche technique ci-dessus, on voit que le rendement du panneau solaire en question est de 19,6 %.
Ce qui veut dire que le panneau solaire transforme 19,6 % de l’énergie solaire reçue en électricité.
Aujourd’hui, les rendements des panneaux solaires varient entre 7 et 24 %.
Vous vous demandez sans-doute ce qui explique une telle différence.
C’est tout simplement la technologie utilisée et la qualité des cellules photovoltaïques des panneaux : on vous explique ça dans quelques instants.
Puissance et surface d’une installation
Vous savez maintenant ce qu’est le rendement d’un panneau solaire. Mais attention à ne pas le confondre avec sa puissance, ou rendement surfacique.
La puissance surfacique maximale d’un panneau solaire s’exprime en watts-crête (abrégé Wc).
Elle est déterminée en soumettant le panneau aux conditions suivantes, appelées conditions STC (pour Standard Test Conditions) :
- Ensoleillement de 1 000 watts/m² ;
- Température ambiante de 25 ° C ;
- Orientation au Sud ;
- Inclinaison d’environ 30 ° ;
- Absence d’ombrage.
Grâce aux avancées technologiques, la puissance des panneaux solaires est en constante augmentation.
Chez Otovo nous vous proposons des panneaux solaires avec des puissances allant de 360 à 410 Wc.
Les meilleurs rendements grâce au monocristallin
Si vous avez déjà fait quelques recherches à propos des panneaux solaires, vous avez dû entendre parler des panneaux “monocristallins” et “polycristallins”.
Il s’agit de deux types de panneaux photovoltaïques fabriqués à base de silicium cristallin, un matériau semi-conducteur extrait de la silice.
Peu connu, le silicium est pourtant l’élément chimique le plus présent sur Terre, après l’oxygène.
C’est donc à partir de ce matériau que sont fabriquées les cellules photovoltaïques du panneau solaire, qu’il soit monocristallin ou polycristallin.
Qu’en est-il des rendements ?
Les panneaux polycristallins présentent des rendements compris entre 14 et 18 %.
Quant aux panneaux monocristallins, ils affichent de loin les meilleures performances du marché avec des rendements atteignant aujourd’hui 24 % ! On s’approche petit à petit du rendement maximal théorique de 31 %.
Leur coût et leur rendement incomparables en font souvent les meilleurs panneaux solaires pour une installation solaire en autoconsommation.
C’est d’ailleurs pour cela que chez Otovo, nous vous proposons seulement des panneaux solaires monocristallins à haut rendement.
En termes de prix, nous proposons l’installation de 3 kWc (7 panneaux solaires monocristallins) à partir de :
- 4 980 €* en achat comptant ;
- 56 € par mois en location.
*Les prix indiqués ci-dessus sont les premiers prix pratiqués en France en janvier 2024, pose incluse et prime à l'autoconsommation déduite. Ils sont valables pour une maison de plain-pied, avec une couverture en tuiles. Ces prix peuvent évoluer d’une région à l’autre. Pour connaître le prix dans votre région, entrez votre adresse dans notre simulateur solaire.
Il existe également des panneaux solaires amorphes, composés de seulement 1 % de silicium.
Leur rendement est compris entre 6 et 9 % seulement, ce qui explique que ce type de panneaux soient très peu utilisés aujourd’hui.
Calcul du rendement d’un panneau solaire
Pour calculer le rendement cellulaire d’un panneau photovoltaïque, on utilise la formule suivante :
Si vous souhaitez calculer la puissance surfacique, autrement dit la puissance maximale que peut générer un seul panneau solaire, on utilise la puissance de ce dernier en Wc, et sa surface en m².
On obtient le calcul suivant :
Production et rendement d'un panneau solaire de 400 W
Prenons l’exemple d’un panneau solaire d’une puissance de 400 Wc.
Vous souhaitez connaître le nombre de panneaux idéal à installer afin d’obtenir une production annuelle de 3200 kWh d’électricité.
La surface moyenne d’un panneau solaire étant de 1.75 m², vous obtenez le calcul suivant :
Le panneau solaire de 400 W dispose d’un rendement surfacique d’environ 23 %.
Désormais, afin d'obtenir le nombre de panneaux solaires de 400 Wc nécessaires pour produire les 3200 kWh annuels, il suffit d’effectuer le calcul :
Vous avez donc besoin de 8 panneaux solaires afin d’obtenir une production annuelle moyenne de 3200 kWh.
Combien produit un panneau solaire par jour ?
En général, un panneau solaire de 400 W produit entre 1 et 1,3 kWh par jour, en fonction du taux d'ensoleillement. C'est pourquoi nous recommandons environ 8 panneaux solaires de 400 W pour produire au moins 3 200 kWh d'électricité chaque année.
Dans l'autre sens, si vous souhaitez réaliser une installation solaire de 3 kWc, soit 3 000 Wc, vous avez besoin de (3 000/375 =) 8 panneaux.
Cela représente une surface de panneaux solaires d’environ 15 m² sur votre toiture.
Prenons maintenant un panneau monocristallin mesurant lui aussi 1,75 m² mais d’une puissance de 425 Wc.
Pour obtenir une installation de 3 kWc, il vous faudra alors (3000/425 =) 7 panneaux solaires, soit environ 13 m² de surface.
Alors, que faut-il en retenir ?
- Une installation de 3 kWc composée de panneaux de 375 Wc produit autant d’électricité qu’une installation composée de panneaux de 425 Wc ;
- La puissance d’un panneau joue uniquement sur le nombre de panneaux qu’il faudra installer pour atteindre une puissance d’installation souhaitée.
Les facteurs qui influent sur la production des panneaux solaires
Malheureusement, il est souvent difficile de connaître la production et le rendement exact d’un panneau solaire.
De nombreux facteurs ont un impact sur les calculs expliqués plus haut, et affectent ou non votre production d’électricité :
- Type de panneau solaire : les panneaux monocristallins, polycristallins ou amorphes ne disposent pas du même rendement ;
- Puissance : un panneau solaire de 375, 400 ou 425 Wc n'offre pas le même rendement ;
- Orientation et inclinaison de vos panneaux ;
- Zone géographique où vous habitez;
- Ombrages : bâtiments, arbres qui influent sur votre production ;
- Température extérieure ;
- Temps et usure.
Mais alors, comment éviter la perte de production et améliorer le rendement d’un panneau solaire ?
Comment obtenir le meilleur
rendement ?
Plusieurs éléments peuvent impacter le rendement d’un panneau solaire, comme expliqué plus haut.
Voici nos conseils pour obtenir le meilleur rendement et produire un maximum d’électricité.
Votre niveau d’ensoleillement
C’est simple : plus votre maison bénéficie d’un ensoleillement prolongé, meilleure sera la production de votre installation solaire.
Pour autant, installer des panneaux solaires n’est pas réservé qu’aux habitants du Sud de la France.
Malgré les idées reçues, vous pouvez produire assez d’électricité pour couvrir jusqu’à 50 % de votre consommation électrique, où que vous habitiez en France.
Pour vous aider à y voir plus clair, nous avons réalisé une carte indicative.
Elle indique la production potentielle annuelle moyenne en kWh par kilowatt-crête (kWc) de panneaux photovoltaïques dans des conditions optimales (inclinaison de 30° et orientation plein Sud) :
Une installation photovoltaïque de 3 kWc dans la région de Bordeaux aura une production annuelle de 3 x 1 200 = 3 600 kWh.
Les effets de microclimats
Pour calculer la production d’énergie solaire, il est important de tenir également compte des effets de microclimats.
Il s’agit des conditions climatiques spécifiques à une zone géographique restreinte et différentes du climat général de la région.
Le bassin d’Arcachon bénéficie par exemple d’un taux d’ensoleillement plus élevé que le reste de la région : les étés y sont chauds et les hivers doux.
Ce microclimat a des effets notables sur le rendement des panneaux solaires dans cette région.
Une installation solaire posée dans les conditions optimales produira ainsi plus de 4 000 kWh dans le bassin d’Arcachon contre 3 600 kWh pour la même installation à Bordeaux.
L’orientation des panneaux solaires
En France, vos panneaux solaires capteront le plus de luminosité tout au long de l’année s’ils sont orientés plein Sud.
Mais même si votre toiture n’est pas orientée vers le Sud, votre installation solaire sera rentable !
Vous produirez simplement un peu moins d’électricité que si vos panneaux étaient orientés plein Sud.
Retenez simplement que toutes les orientations sont intéressantes, à part le Nord, Nord-Ouest et Nord-Est : la production sera en effet trop faible pour qu’une installation soit rentable.
Voyons maintenant ce qu’il en est de l’inclinaison des panneaux solaires.
L’inclinaison des panneaux solaires
Pour produire le maximum d’électricité, les rayons du Soleil doivent atteindre perpendiculairement vos panneaux photovoltaïques.
Mais la course du Soleil varie au fil des saisons.
L’inclinaison optimale de vos panneaux solaires est de 30 à 35° par rapport à l’horizontal, ce qui vous permet de produire un maximum d’électricité tout au long de l’année.
Là encore, il s’agit des conditions optimales : l’inclinaison de votre toiture n’influe pas le rendement de vos panneaux solaires de manière drastique.
Pour se rendre compte de l’impact de l’orientation et de l’inclinaison sur le rendement des panneaux solaires, jetez un oeil à ce tableau :
Il fournit les facteurs de corrections à appliquer à la production attendue en fonction de son orientation et de son inclinaison.
Par exemple : nous l’avons vu juste avant, une installation de 3 kWc à Bordeaux dont les panneaux sont inclinés à 30° et orientés plein Sud produira 3 600 kWh par an.
La même installation orienté plein Ouest produira 3 600 x 93% = 3 348 kWh.
Les ombrages
Si l’un ou plusieurs de vos panneaux solaires est ombragé à un moment de la journée, cela impacte la production de votre installation solaire.
Car un panneau solaire à l’ombre produit moins d’électricité.
Le mieux est donc d’installer vos panneaux solaires de sorte qu’ils ne soient jamais à l’ombre.
L’influence de la température
La température a également un impact sur le rendement de vos panneaux solaires.
Un panneau solaire subissant une température supérieure à 25° C perd jusqu’à 0,5 % de rendement par degré supplémentaire.
Par exemple, vos panneaux solaires sont exposés à une température de 40 ° C.
Il fait alors (40 – 25 =) 15 ° de plus que la température optimale de 25 ° C.
Les rendements de vos panneaux seront donc dégradés de 15 ° x 0,5 % = 7,5 %.
Si vos panneaux ont un rendement de 24 %, il sera donc de ( 24 % x (100 % – 7,5 % =) 22,2 % durant cette période.
Heureusement, vous pouvez limiter drastiquement ces pertes de rendement :
- En choisissant des panneaux solaires récents et de qualité, qui limitent les pertes à 0,25 % seulement par degré au-dessus de 25 ° C ;
- En installant vos panneaux solaires en surimposition. Ce type de pose permet aux panneaux de mieux évacuer la chaleur qu’avec une pose en intégration au bâti, grâce à l’espace entre les panneaux solaires et l’élément de couverture de votre toiture. Vos panneaux solaires maintiennent ainsi un niveau élevé de production, même en cas de forte chaleur.
La propreté de vos panneaux solaires
Enfin, il est important de prendre en compte la propeté de vos panneaux solaires.
En effet, différentes études allemandes ont montré que les installations photovoltaïques nettoyées régulièrement produisent 2 à 7 % de plus que celles non entretenues.
Alors n’oubliez pas de passer un coup d’éponge douce sur vos panneaux solaires une fois par an.
Pour cela, vous pouvez utiliser un balai télescopique depuis le sol.
Evolution du rendement dans le temps
Comme tout objet, les panneaux solaires s’usent au fur et à mesure du temps.
Du fait de l’usure naturelle, le rendement des panneaux solaires diminuent très légèrement chaque année : on parle d’une baisse de rendement de seulement 0,2 % par an pour les panneaux solaires fabriqués aujourd’hui.
FAQ
🔎 Quel est le rendement d’un panneau solaire ?
Les panneaux polycristallins présentent des rendements compris entre 14 et 18 %. Quant aux panneaux monocristallins, ils affichent de loin les meilleures performances du marché avec des rendements atteignant aujourd’hui 24 % !
❓ Quelle production par jour avec des panneaux solaires de 3 kWc ?
En France, une installation photovoltaïque de 3 kWc produit entre 3 000 et 4 200 kWh par an, soit entre 8,2 et 11,5 kWh par jour.
☀️ Quelle est la production d’un panneau solaire par an ?
En France et dans les conditions optimales (orientation Sud et inclinaison de 30 °), 1 kWc de panneaux photovoltaïques produit de 800 à 1 400 kWh par an, en fonction de la zone géographique.
💶 Est-il vraiment rentable d’installer des panneaux solaires ?
Oui, installer des panneaux solaires en France est rentable, aussi bien dans le Nord que dans le Sud.
Une installation solaire est rentable en moyenne en 10 à 15 ans.