Définition du rendement d’un panneau solaire
Avant de faire installer des panneaux photovoltaïques sur votre maison, il faut s’interroger sur leur rendement. En effet, la rentabilité de l’installation dépend fortement de la quantité d’électricité que les panneaux vont effectivement produire. Généralement, un panneau solaire propose un rendement compris entre 13 et 24 %, mais cela varie en fonction de différents paramètres, comme la puissance, l’implantation ou le type de panneau.
| Type de panneau solaire | Rendement moyen observé |
| Panneau solaire au silicium amorphe | 6 à 9 % |
| Panneau solaire polycristallin | 13 à 18 % |
| Panneau solaire monocristallin | 16 à 24 % |
Le rendement des meilleurs panneaux photovoltaïques est donc proche des 25 %, il s’agit des panneaux solaires monocristallins qui sont les plus performants. Le prix des panneaux solaires est plus élevé, mais à surface égale, ils produisent deux fois plus d’électricité qu’un panneau au silicium amorphe.
À découvrir dans ce guide :
Le calcul du rendement d’un panneau solaire
Le rendement d’un panneau solaire désigne la proportion entre la quantité d’énergie entrante et la quantité d’énergie transformée en électricité. Il s’exprime en pourcentage : plus il est élevé et plus la rentabilité est bonne et l’installation rapidement amortie.
Pour calculer le rendement d’un panneau solaire, on utilise la formule suivante :
Rendement = puissance électrique produite / puissance solaire reçue
La puissance électrique correspond à la puissance du panneau, par exemple 250 Wc. La puissance solaire reçue est calculée en multipliant la surface du panneau par 1000. Par exemple, le rendement d’un panneau de 250 Wc ayant une surface de 2 m² sera de 250/(2×1000) = 12,5 %.
Quelle est la production d’un panneau solaire par jour ?
Le rendement journalier dépend évidemment de l’ensoleillement et de la puissance du panneau. On considère qu’1 kWc produit entre 0,5 et 7 kWh par jour, soit 800 à 1400 kWh par an, dans des conditions optimales (orientation plein sud et inclinaison à 30°).
Quel est le rendement d’un panneau solaire de 300 Wc ?
Le rendement d’un panneau solaire de 300 Wc se calcule facilement grâce à la formule précédente, si l’on connait la surface du panneau. La surface la plus courante des panneaux solaires est de 1,6 m². Un panneau de 300 Wc d’1,6 m² a donc un rendement de : 300/(1,6×1000) = 18,75 %.
Quelle quantité d’énergie produit un panneau photovoltaïque de 1 m² ?
La quantité d’énergie produite par un panneau photovoltaïque de 1 m² dépend de son rendement et de la puissance solaire reçue. Un panneau recevant 700 W de puissance et ayant un rendement de 11 % produira donc 700 x 11 % = 77 W.
Quels éléments font varier le rendement d’une installation ?
Le rendement d’une installation photovoltaïque produisant de l’électricité dépend de plusieurs critères.
Le type de panneaux solaires
Il existe différents types de panneaux solaires, dont les rendements sont différents, à surface égale. Les panneaux solaires sont généralement composés de cellules photovoltaïques à base de silicium, un matériau semi-conducteur qui se trouve dans le sable et le quartz.
- Les panneaux à silicium amorphe ont un rendement assez faible, mais ce sont les moins coûteux. Ils sont composés d’une couche mince de de silicium et ont l’avantage de fonctionner avec un ensoleillement faible. Ils représentent moins de 10 % des installations actuelles.
- Les panneaux polycristallins sont les plus courants et offrent un rendement moyen, entre 13 et 18 %. Les cristaux de silicium sont orientés dans différentes directions afin de capter la lumière, y compris indirecte.
- Les panneaux monocristallins sont les plus performants, mais aussi les plus chers. Ils sont composés d’un seul cristal de silicium pur, orienté dans une seule direction, afin de profiter d’un rayonnement direct.
Les fabricants développent des panneaux solaires utilisant d’autres matériaux comme le sélénium ou le perovskite, mais ces technologies ne sont pas encore complètement au point.
La puissance des panneaux solaires
Elle s’exprime en kilowatt-crête (kWc) et correspond à la quantité d’énergie produite par le panneau. Il n’est pas forcément utile de choisir des panneaux très puissants, la surface totale de l’installation entre aussi en ligne de compte.
La puissance joue sur le nombre de panneaux qu’il faudra installer pour atteindre la puissance totale souhaitée. Par exemple, pour produire 3 kWc, on peut poser soit :
- 8 panneaux de 375 Wc pour une surface totale de 16 m²
- 12 panneaux de 250 Wc pour une surface totale de 24 m².
Il ne faut pas non plus négliger la qualité des équipements : non seulement les panneaux solaires, mais aussi les onduleurs, les câbles, les batteries…
La zone géographique d’implantation
Toutes les régions ne bénéficient pas du même ensoleillement : la localisation géographique de la maison où seront implantés les panneaux solaires va donc fortement influer sur le rendement. En France, le taux d’ensoleillement, exprimé en kilowatts par m² et par an varie entre moins de 1220 kWh/an dans les régions situées au nord-est à plus de 1760 kWh/an en Corse.
Pour connaître la production électrique dans des conditions optimales d’une installation électrique, il suffit de multiplier la puissance totale par le taux d’ensoleillement. Le rendement moyen annuel, exprimé en watt-heure par watt-crête installé, est de :
- 1235 Wh/Wc à Aix-en-Provence
- 1145 Wh/Wc à Marseille
- 1115 Wh/Wc à Lyon.
Contrairement aux idées reçues, ce ne sont pas dans les régions les plus chaudes que l’on obtient les meilleures performances. En effet, on observe une perte de puissance de 0,25 à 0,5% par degré supérieur à 25°.
Le positionnement des panneaux solaires
L’orientation des panneaux photovoltaïques est primordiale pour capter le maximum de rayonnement solaire. Une orientation au sud est optimale, mais il faut aussi tenir compte de l’environnement : arbres, bâtiments voisins, ombres portées… Vous pouvez aussi choisir une orientation sud-ouest ou sud-est. Un professionnel agrée saura vous conseiller sur la meilleure orientation.
L’inclinaison des panneaux est aussi importante et doit être comprise entre 15 et 35°. L’inclinaison idéale est de 30°, car les capteurs sont alors perpendiculaires aux rayons du soleil une grande partie de l’année.
Comment améliorer le rendement de ses panneaux solaires ?
Certaines habitudes et méthodes permettent d’améliorer le rendement des panneaux solaires.
- Nettoyez régulièrement la surface des panneaux. La poussière, la pollution et les déjections des oiseaux souillent les panneaux et empêchent les cellules de capter correctement la lumière. Utilisez un chiffon doux et de l’eau à température ambiante, sans détergent, avec un balai télescopique ou en faisant appel à un professionnel si votre maison est très haute.
- Évitez l’ombre portée sur les panneaux, en élaguant notamment les arbres et les haies qui peuvent pousser après la mise en place. Les fortes chaleurs (au-dessus de 25°) font aussi baisser le rendement des panneaux, mais celui-ci est inévitable.
- Surveillez régulièrement la vitre protectrice des panneaux solaires. Si elle est abîmée ou s’opacifie, elle empêche les cellules de recevoir la lumière du soleil et affecte le rendement. Il faut alors envisager de la remplacer (la durée de vie moyenne d’une installation est de 20 ans).
- Vérifiez également les modules et notamment l’apparition de taches brunes qui indique que la cellule photovoltaïque a grillé. La capacité de production du panneau est alors moindre, sans l’empêcher de fonctionner totalement.
- Veillez à la conformité de votre installation électrique afin de bien récupérer toute l’énergie produite par les panneaux solaires. Sur les installations anciennes, les onduleurs n’étaient pas toujours reliés à la terre, par exemple, ce qui peut entraîner des courants de fuite. Faites vérifier votre installation par un professionnel agrée qui saura vous conseiller.
