Rendement d'un Panneau Solaire : Comment augmenter sa rentabilité ?

Quel est le rendement d’un panneau solaire ?

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Le rendement photovoltaïque, c’est la quantité de lumière qu’un panneau peut transformer en électricité. Aujourd'hui, le rendement des panneaux solaires se situe entre 18 et 22 %. Mais ces taux diffèrent selon la technologie : 

• Taux de rendement d’un panneau monocristallin : 18 à 22 %
• Taux de rendement d’un panneau polycristallin : 11 à 16 %
• Taux de rendement d’un panneau amorphe : 6 à 9 %

‍Ce taux de rendement a un impact direct sur la rentabilité de votre installation solaire et donc sur vos économies. Vous pourrez facilement constater en comparant les différents rendements, qu’une installation de panneaux solaires monocristallins aura un meilleur retour sur investissement qu’une installation de panneaux solaires amorphes.

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Du coup, c’est super important d’être bien renseigné(e) sur la notion de rendement. C’est pour ça que j’ai écrit ce guide. À la fin de votre lecture, vous saurez exactement ce qu’il faut faire et ne pas faire pour avoir une bonne rentabilité.

Vous aurez aussi toutes les infos importantes pour comprendre et calculer le rendement d’un capteur photovoltaïque.

On commence tout de suite avec les deux points les plus importants : la production et la puissance.

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‍Les deux points à maîtriser pour une installation solaire rentable :

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1. Comment connaître la production d’un panneau solaire ?

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Pour obtenir une première idée de la production d’un panneau solaire, vous devez : 

• Connaître ou estimer la puissance posée
• Connaître le taux d’ensoleillement de votre lieu d’habitation

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Le plus pratique pour estimer ses économies, c’est de connaître la production photovoltaïque de votre future installation. C’est-à-dire la quantité d’énergie solaire qui va être produite. C’est elle qui va vous permettre d’utiliser moins d’électricité publique.

Plus vos capteurs produisent, moins vous avez besoin d’EDF.

Petit rappel : pour produire de l’électricité, les modules solaires photovoltaïques utilisent la lumière du soleil. Les modules solaires thermiques, eux, utilisent sa chaleur.

Vous pouvez estimer votre production photovoltaïque en fonction de la puissance posée et de votre taux d’ensoleillement.

Prenons le cas d’une vraie installation située dans la ville de Toulouse que vous pouvez retrouver sur BPDV. Cette installation de 3 kilowatts crêtes (kWc) permet, par exemple, de produire 3 500 kWh/an. Mais certaines installations peuvent atteindre près de 4 000 kWh/h annuels.

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Pour être le plus juste possible après avoir regardé le rendement dans le Sud de la France, comparons avec le Nord.

Ici, nous avons une installation située à Lille de 2,9 kWc pour une production de 2818 kWh par an.

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Cela représente une production forcément moins importante que pour le sud de la France, cependant le rendement reste tout à fait correct.

Ce qu’il faut bien se dire, c’est que le kWc représente la puissance maximale. Cela ne veut pas dire que vous produirez toujours 3 kWh avec 3 kWc.
Mais dans des conditions optimales, vous pouvez atteindre 3 kWc à un instant précis. 

Si vous ne savez pas encore quelle puissance installer chez vous, vous pouvez utiliser notre simulateur en ligne. Cela ne sera pas aussi précis qu’une étude de rentabilité faite par l’un de nos superviseurs-techniques, mais ça vous donne déjà une base. 

Sinon vous pouvez estimer une puissance en fonction de votre facture d’électricité.

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2. Comment choisit-on la puissance d’un panneau solaire ?

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‍Pour choisir la puissance de vos panneaux solaires, vous devez : 

• Connaître vos besoins annuels en électricité
• Choisir une puissance adaptée à ces besoins

La puissance des panneaux solaires, c’est ce qui permet de déterminer leur capacité de production d’énergie.

C’est ce que je vous ai expliqué plus haut avec les kWc et les kWh. Le plus simple, c’est de regarder combien de kWh vous avez consommé à l’année et d’installer la puissance qui s’en rapproche le plus.

La consommation moyenne en France est de 4 679 kWh par an. Du coup, il faut installer une puissance comprise entre 4 et 5 kWc. 

Je vous ai aussi expliqué que le watt crête, c’est la puissance maximale, mais pas forcément la puissance que vous allez atteindre. Un capteur de 350 Wc ne produira pas tout le temps 350 watts.

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Comment atteindre la puissance photovoltaïque maximale ?

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Il faut réunir toutes ces conditions : 

• Un ensoleillement suffisant : au moins 1 000 W de lumière par mètre carré,
• Une température de 25 °C,
• Une orientation plein sud,
• L’absence de zones d’ombre 
• Une inclinaison de 30°

Tout ça a été déterminé en laboratoire.

Avec toutes ces conditions réunies, l’installation peut donner une production maximale. Pas d’inquiétude, c’est très rare de pouvoir bénéficier de tous ces éléments en même temps.

Par contre, si vous ne réunissez aucune de ces conditions, il faudra poser des capteurs puissants pour compenser.

Plus vous remplissez de critères, plus la puissance Wc se rapproche de la puissance réelle.

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Comment estimer le rendement d’une installation solaire ?

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Le calcul du rendement d’une installation solaire est complexe, car il dépend de tous les paramètres suivants : 

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• La technologie
• L’orientation
• L’inclinaison
• L’ensoleillement et le climat de votre zone géographique
• Les éléments qui composent votre installation

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Voyons ensemble les différentes étapes pour estimer le rendement d’une installation solaire.

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Quels sont les différents rendements en fonction de la technologie des panneaux ?

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Nous vous parlions au début de ce guide du rendement de chaque panneau selon la technologie, rentrons désormais dans le détail.

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La cellule monocristalline 

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Quand on dit qu’un panneau est monocristallin, ça veut dire que ses cellules sont composées d’un seul cristal de silicium.

Si vous avez déjà fait quelques recherches sur le rendement, vous avez dû lire que le panneau monocristallin est mieux que le polycristallin. 

C’est bien le cas, son rendement varie entre 18 et 22 %. Pour le poly on est plus entre 11 et 16 %.

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La cellule polycristalline 

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Cette fois, la cellule est composée de plusieurs cristaux de silicium.

Le panneau solaire polycristallin n’est plus trop proposé pour les projets photovoltaïques. Surtout pour les projets d’autoconsommation, du coup je n’entre pas trop dans les détails.

Si vous voulez en savoir un peu plus on peut en parler dans les commentaires.

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La cellule amorphe 

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Cette fois, on parle d’une cellule qui possède un rendement très faible, ça varie entre 6 et 9 %. En fait, ce sont les cellules qu’on utilise dans les calculatrices solaires.

Tous les petits objets qui n’ont pas besoin de beaucoup d’énergie peuvent en être équipés.

Mais la technologie n’est pas le seul critère important. L’orientation et l’inclinaison sont des également essentiels pour obtenir un bon rendement.

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Rendement d’une installation selon l’inclinaison et l’orientation

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Tout d’abord, voici un exemple de rendement d’une installation solaire selon l’inclinaison et l’orientation : 

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Comme vous pouvez le voir, le rendement maximal est atteint pour une installation orientée sud à 30°.

Mais peut-être que ces chiffres ne vous parlent pas beaucoup. C’est pourquoi nous allons prendre un exemple concret avec plusieurs installations de puissances différentes.

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Rendement selon le taux d’ensoleillement de la région

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‍Cette carte vous indique le taux d’irradiation global annuel sur la France Métropolitaine.

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Vous pouvez voir directement que Lille que nous avons étudiée précédemment, se situe dans la partie où le potentiel de production est le moins élevé, tandis que Toulouse se situe plutôt dans la moyenne haute, mais avec un potentiel tout de même moins important que pour la région PACA.

D’ailleurs, parlons tout de suite de ce potentiel de production en analysant le taux d’ensoleillement des différentes régions.

On parle aussi d’irradiation journalière exprimée en Wh/m²/jour.

C’est le critère le plus important : la quantité de rayonnement que l’installation va recevoir. Ça dépend de votre zone géographique, le taux d’ensoleillement n’est pas le même à Lille et à Toulouse.

Attention aux idées reçues : les capteurs solaires sont rentables partout en France. Le plus important c’est de payer le prix juste et de bien dimensionner son installation.

Voici un tableau qui vous permettra d’estimer le potentiel solaire en fonction de la région.

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Les effets de microclimat

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Il existe des conditions climatiques propres à une zone restreinte qui peuvent impacter le rendement solaire au m².

• L’altitude, 
• La végétation
• Une étendue d’eau à proximité, 

peuvent influer sur la quantité d’ensoleillement reçue par les cellules photovoltaïques.

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La température extérieure

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Les cellules photovoltaïques perdent en efficacité à mesure que le thermomètre grimpe.

C’est pour ça que le type d’intégration a toute son importance. Pour éviter que les capteurs solaires chauffent trop, il faut les installer en surimposition (c’est-à-dire, par-dessus les tuiles). Comme ça, l’air peut passer en dessous et les refroidir légèrement.

À l’inverse, des panneaux photovoltaïques intégrés au bâti (IAB, c’est-à-dire à la place des tuiles) auront tendance à chauffer. Ce qui n’est pas très bon pour le rendement photovoltaïque.

Je vous conseille, si vous avez le choix, d’opter pour la surimposition.

Le type d’intégration joue un rôle, mais le plus important reste le type de cellule. Elle se présente sous différentes formes. Chaque type de cellule possède un rendement spécifique.

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Le rendement selon les éléments qui composent votre installation

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Vous le savez peut-être, mais une installation solaire est composée d’éléments principaux les panneaux solaires et le ou les onduleurs qui vont permettre de transformer le courant continu en courant alternatif afin de pouvoir l’injecter directement dans votre habitation.

Le rendement final va donc dépendre non seulement des éléments précédents, technologie des panneaux, inclinaisons / orientation, ensoleillement et climat. Mais également de la synergie de votre installation. 

Et cette synergie sera propre à chaque installation. Certaines installations afficheront un meilleur rendement avec un onduleur central tandis que d’autres afficheront un meilleur rendement grâce à des micros-onduleurs. 

Par exemple, si un de vos panneaux se retrouve à l’ombre à certaines heures de la journée, il faudra privilégier des micros-onduleurs pour ne pas faire baisser la production de la totalité de votre installation.

Mais toutes ces données sont complexes à estimer c’est pourquoi l’idéal est de faire appel à un professionnel comme qui va pouvoir vous fournir toutes les informations dont vous aurez besoin. 

Vous pouvez d’ailleurs faire cette estimation gratuitement avec l’un de nos superviseurs-techniques en cliquant juste ici.

Voyons maintenant les nouveaux types de panneaux solaires dit “haut rendement”.

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Qu’est-ce que c’est un panneau solaire haut rendement ?

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Vous l’avez compris, un panneau solaire haut rendement, c’est avant tout un module solaire monocristallin. Mais ce n’est pas tout, des nouveaux modules solaires font leur apparition.

Ces modules “haut rendement” produisent plus. Leur coût est un peu plus élevé, mais c’est un investissement rentable.

Il en existe déjà plusieurs types.

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Le panneau photovoltaïque hybride

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Leur rendement est nettement supérieur à celui des capteurs photovoltaïques. Le capteur hybride est refroidi par la circulation d’eau froide, grâce à ça, il produit plus d’électricité.

Si vous voulez en savoir plus sur l’hybride, j’ai repris le principe de fonctionnement dans un contenu téléchargeable. Vous pouvez cliquer ici pour le recevoir.

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Le panneau photovoltaïque biface

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Les modules bifaces sont pour les installations au sol uniquement. Ici, votre panneau possède des cellules sur la face avant et aussi sur la face arrière.

Ça veut dire qu’il capte la lumière qui vient directement du soleil, mais pas que. Il est aussi capable de convertir la lumière qui est réfléchie. Du coup, il produit plus qu’un module photovoltaïque classique.

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La cellule solaire en pérovskite, prête depuis 2022

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La pérovskite est utilisée à la place du silicium. Un panneau en pérovskite pourrait atteindre des rendements de 30 % dans des conditions extérieures optimales.

C’est une cellule qui est beaucoup plus sensible à la lumière du soleil. Pour le moment, c’est toujours en développement.

Toujours en développement, mais depuis mai 2021, la première usine de production a ouvert ses portes.

C'est dans le Sud-Ouest de la Pologne que les capteurs en pérovskite sont fabriqués. La demande dépasse déjà les capacités de production de l'usine.

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Le capteur solaire en pérovskite n'est donc plus une invention à venir. C'est un produit commercialisé depuis 2022.

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La technologie PERC

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Il existe une nouvelle technologie appelée PERC. PERC ça veut dire “Passivated Emitter und Rear Cell“ on peut traduire ça par “émetteur passivé et cellule arrière“. 

En fait la cellule est la même, on ajoute juste une couche de “passivation“ sur la face arrière. Ça augmente son efficacité. 

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La technologie Insolight

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Le panneau solaire insolight atteint un rendement de 37 %.

Ce nouveau capteur était réservé à l'agriculture jusqu'à présent. Il fait maintenant son arrivée sur les toits des entreprises.

Les nouvelles technologies solaires permettent d’obtenir de meilleurs rendements. Attention, le meilleur capteur solaire n’est pas forcément un capteur à haut rendement.

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Quel est le meilleur panneau solaire ?

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Le meilleur panneau solaire, c’est celui qui perd le moins en production au fil du temps.

Il suffit de regarder la “garantie linéaire de production “, c’est elle qui différencie un bon capteur d’un capteur très performant. Je vous conseille de ne pas choisir un module qui serait à moins de 80 % après 25 ans.

Certains capteurs photovoltaïques vont jusqu’à 92 % après les 25 premières années. Ça veut dire qu’après 25 ans, ils produisent encore à 92 % de leur puissance initiale.

Une fois que vous avez trouvé le bon capteur pv, il faut l'installer de la meilleure façon possible.

‍Reprenons maintenant, tous les éléments essentiels pour obtenir un rendement optimal.

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Améliorez le rendement d’un panneau solaire en 5 étapes :

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La puissance d’un capteur solaire et son rendement dépendent de 5 paramètres : 

• Sa dimension
• Son orientation 
• Son inclinaison 
• Les zones d’ombre 
• La qualité des autres composants.

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1. Choisir la bonne dimension

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Je vous ai préparé un tableau avec les surfaces à prévoir. Je vous ai mis trois dimensionnements différents : 

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Attention, la dimension d’un panneau solaire n’est pas vraiment un élément à prendre en compte. On regarde plutôt le nombre de cellules photovoltaïques par mètre carré.

L’équation est simple : plus la surface de panneaux solaires est grande, plus on peut mettre de cellules. Forcément plus il y a de cellules, plus le module produit.

Il existe également les demi-cellules qui ont un meilleur rendement. Par exemple, un panneau 72 cellules est similaire à un panneau 144 demi-cellules, mais les demi-cellules permettent de maximiser le rendement.

Attention : ça ne veut pas dire qu’il faille recouvrir sa toiture de cellules photovoltaïques pour rechercher l’efficacité à tout prix. 

Pour que votre projet soit rentable, il faut prendre en compte : 

• Votre budget, 
• La surface disponible sur le toit de votre maison (il faut un minimum de 10 m²), 
• L'ensoleillement (moins il est important plus il faut compenser en nombre de capteurs ou en capteur plus puissant).
• Vos besoins en électricité (vous pouvez regarder sur votre facture d’électricité, votre consommation annuelle en kWh est indiquée). 

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Les panneaux solaires ne sont rentables que s’ils couvrent, à minima, vos besoins quotidiens en énergie : éclairage, chauffage et eau chaude.

Pour ça, il faut choisir l’autoconsommation, en sachant que vous avez la possibilité de revendre le surplus à votre fournisseur d’électricité.

D’ailleurs, je vous ai listé quelques astuces pour améliorer votre taux d’autoconsommation. Si ça vous intéresse, vous pouvez cliquer ici pour recevoir mon contenu.

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2. Bien orienter vos capteurs :

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L’orientation des panneaux solaires est super importante. Ils doivent capter un maximum de rayonnement solaire tout au long de la journée.

Comme le soleil se lève à l’est et se couche à l’ouest, une orientation plein sud permet de profiter d’une plus grande quantité de rayonnement. C’est vrai pour l’hémisphère nord, mais en dessous de l’équateur, il faut inverser.

Si vous n’avez pas d’exposition plein sud ce n’est pas très grave. Vos modules solaires seront quand même rentables à l’est et à l’ouest, tout dépend des caractéristiques de votre projet.

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3. Bien choisir l'inclinaison :

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L’inclinaison des panneaux solaires détermine la quantité de lumière que vont recevoir les cellules en fonction de la position du soleil sur l’horizon. Dans l’idéal, nos capteurs seraient perpendiculaires aux rayons solaires.

Problème : la position de l’astre sur l’horizon varie en fonction des saisons. Il est plus bas en hiver et plus haut en été. Techniquement, il faudrait incliner les panneaux à 60° l’hiver et à 10° l’été.

Puisque ce n’est pas toujours possible, il faut trouver un équilibre : 30°, c'est idéal.

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4. Éviter les zones d’ombre

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Ce n’est un secret pour personne, les zones d'ombre font diminuer la production de vos capteurs. Il faut donc bien faire attention à tous les obstacles qui pourraient faire de l’ombre à votre installation (arbre, cheminée, maison voisine…).

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5. Vérifier le rendement de l’onduleur photovoltaïque

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L’onduleur joue aussi un rôle important.

Petite précision : l’onduleur photovoltaïque est l’appareil qui transforme le courant électrique continu, généré par les panneaux solaires, en courant alternatif. C’est le courant alternatif qu’on utilise dans une maison.

Il contrôle également le bon fonctionnement de l’installation et permet de suivre la consommation quotidienne.

C’est votre installateur qui choisit l’onduleur le plus pertinent en fonction de vos besoins. Si ça vous intéresse, j’ai répertorié tous les types d’onduleur dans un PDF. Vous pouvez cliquer ici pour le télécharger (gratuitement).

Un onduleur performant améliore la production globale de votre installation photovoltaïque.

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J'ai aussi pensé aux installations dans des conditions un peu plus spécifiques.

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Comment orienter des panneaux solaires sur un toit plat ?

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On peut poser des panneaux solaires sur un toit plat. Les différences d’inclinaison n’impactent que légèrement la production photovoltaïque.

Si vous voulez quand même poser vos capteurs à 30°, c’est possible. Sur les toits plats, on peut installer des supports qui corrigent l’angle d’inclinaison.

Bon à savoir :

Vous pouvez installer un tracker motorisé. Avec ça, les panneaux « suivent » la trajectoire du soleil, comme un tournesol. Ce déplacement peut se faire suivant un seul axe de rotation (pour suivre l’azimut du soleil) ou deux (pour suivre l’azimut et la hauteur).

Cette solution n’est possible que sur les installations au sol.

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Comment optimiser le rendement d’un panneau solaire au sol

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Ce qui est plutôt pratique si vous avez opté pour les panneaux solaires au sol, c’est qu’on les déplace facilement. Donc vous pouvez avoir une exposition plein sud et obtenir un meilleur rendement.

Il existe aussi des supports qui permettent de choisir l’inclinaison de votre kit. Du coup, vous pouvez choisir le bon angle en fonction de la saison (plus vers les 60° l’hiver et 10° l’été).

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Le support pour panneau solaire

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Le tracker fait partie des supports de panneau solaire qui permettent de produire plus. Mais il faut savoir qu’il existe d’autres supports.

Par exemple pour les kits que l’on installe au sol, beaucoup permettent d’incliner les capteurs sur plusieurs degrés. En plus de l’inclinaison, vous pouvez aussi choisir l’orientation.

Si vous installez vos modules photovoltaïques en toiture, vous ne pouvez pas vraiment changer ces paramètres.

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Conclusion sur le rendement d’un panneau solaire

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On a vu ensemble qu’il y avait beaucoup de paramètres à prendre en compte quand on parle de rendement. 

Pour résumer simplement le rendement d’un capteur solaire s’exprime en pourcentage. Il se situe aujourd’hui entre 18 et 22 %. Pour optimiser votre production, vous pouvez jouer sur : 

• L’inclinaison de vos modules solaires 
• L’orientation 
• La technologie du matériel

Ce que je vous conseille de faire, c’est d’appeler des professionnels.

Comme ça, vous aurez une étude de rentabilité bien précise. 

Dernière petite précision, si vous demandez un devis, il doit être gratuit. Si une entreprise vous facture ce service, je ne vous conseille pas de donner suite.

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FAQ

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Le nettoyage d'une installation solaire est-il utile ?

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Si vos panneaux photovoltaïques sont sales, ils produisent moins.

Le plus souvent, la pluie suffit à les nettoyer. Mais si vous habitez près de la mer, par exemple, il faudra laver vos capteurs solaires au moins 1 fois par an.

Ça vaut aussi si vous habitez près des champs ou dans une zone polluée.

Le nettoyage de panneaux solaires se fait très facilement. Il vous faut juste de l’eau claire, un balai télescopique et un peu d’huile de coude.

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Le coût de la prestation ne sera pas rentabilisé par le gain de production.

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Comment améliorer son rendement photovoltaïque ?

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Si vous avez une toiture avec des zones d’ombre, je vous conseille d’installer des micro-onduleurs. Ce sont des petits onduleurs qui se positionnent sous chaque module photovoltaïque.

Ça n’augmente pas directement le rendement, mais ça vous permet de produire plus d’énergie. Tout simplement parce que les panneaux deviennent indépendants les uns des autres.

Du coup, si l’un de vos capteurs est à l’ombre, il n’impacte pas les autres. Avec une production plus élevée, vous pouvez faire plus d’économies, ce qui augmente la rentabilité de votre installation.

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Quel est le rendement d’un panneau solaire pour 100 w ?

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Si vous installez un capteur solaire de 100 watts, vous pouvez en théorie produire 100 w en 1 heure d’ensoleillement. Du coup, si vous obtenez 5 heures d’ensoleillement, vous pouvez produire 500 Wh par jour.

Quel est le rendement d’un panneau solaire thermique ?

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Pour un capteur solaire thermique, c’est un peu plus élevé, il se situe entre 30 et 40 %.

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Qu'est-ce qu'un tracker solaire ?

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Un tracker solaire est un bras motorisé, qui permet à votre installation de suivre la position du soleil. Du coup, vos panneaux seront toujours bien exposés. Ça vous permet d'optimiser la production de vos panneaux solaires.

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La batterie solaire permet-elle un meilleur rendement ?

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C’est une question qui revient souvent, mais non les batteries n’ont rien à voir avec le rendement. Elles permettent seulement de consommer moins d’électricité publique.
On peut dire qu’une batterie vous fait réaliser plus d’économie, mais qu’elle n’impacte pas le rendement global de votre système solaire. 

Si jamais vous voulez poser une batterie, j’ai répertorié les meilleures qui se vendent sur le marché. Vous pouvez cliquer ici pour recevoir la liste en PDF.