Production d’un panneau solaire au m2 : comment la mesurer ?
Connaissez-vous le potentiel de production photovoltaïque des panneaux solaires installés sur votre toit ? Non ? C’est pourtant une donnée qui peut vous être très utile. Dans ce guide pratique, je vous propose d’apprendre à mesurer la production d’un panneau solaire au m2.
Pour cela, voici les points que je vais aborder :
- Comment fonctionne un panneau solaire ?
- Comment mesurer la production d'énergie solaire par m2 ?
- Comparaison des différentes technologies de panneaux solaires
- Comment maximiser cette production d'énergie solaire au m2 ?
Avant de comprendre comment mesurer la production photovoltaïque, il est important de revenir sur le fonctionnement d’un panneau solaire.
Comment fonctionne un panneau solaire ?
Un système photovoltaïque est un dispositif qui convertit la lumière du soleil en électricité. Une électricité que l’on peut utiliser à domicile ou revendre. Sachez que les panneaux solaires sont composés de cellules solaires qui sont fabriquées à partir de matériaux semi-conducteurs, généralement du silicium.
Quel est le processus de production de cette électricité ?
Eh bien, lorsque la lumière touche les cellules photovoltaïques, celle-ci excite les électrons qui se trouvent dans le matériau semi-conducteur. C’est ainsi que l’on crée du courant électrique.
Ensuite, ce courant électrique continu est converti en courant alternatif grâce à un onduleur. On peut alors se servir de cette électricité pour alimenter les appareils de la maison.
On notera que la production d'électricité solaire peut être aléatoire car elle dépend de facteurs comme l'intensité lumineuse, l'angle d'incidence du soleil, la température et aussi l'efficacité des panneaux solaires.
Nous avons vu ensemble ce qu’est un panneau solaire et son fonctionnement. On peut maintenant s'intéresser à cette fameuse mesure de la production d'énergie solaire au m2.
Comment mesurer la production d'énergie solaire par m2 ?
Pour faire le tour de la question (la mesure de la production d'énergie solaire par m2), je vous propose tout d’abord de découvrir la définition de la densité de puissance puis de nous intéresser aux facteurs à prendre en compte pour réaliser ce calcul. Enfin, pour mieux appréhender encore le sujet, je vous donnerai un exemple très concret.
La densité de puissance en quelques mots.
La définition de la densité de puissance
De quoi parle-t-on ?
La densité de puissance d'un panneau solaire est la quantité d'énergie électrique produite par unité de surface. Sachez que cette densité est généralement exprimée en watts par mètre carré (W/m²).
Comment calcule-t-on cette densité ?
Il suffit de diviser la puissance de sortie du panneau solaire par sa surface. Ainsi, si votre panneau solaire a une puissance de sortie de 300 W et une surface de 1,5 m2, il vous suffit de faire le calcul suivant :
300 W / 1,5 m2 = 200 W/m2
Autrement dit, votre panneau solaire produit en moyenne 200 watts d'électricité pour chaque mètre carré de sa surface.
À quoi peut bien nous servir cette mesure de la production par unité de surface ?
Voici les 3 principales utilités que je souhaite mettre en avant :
- Bien dimensionner votre installation. En effet, les professionnels se servent beaucoup de cette densité de puissance pour dimensionner au mieux les installations photovoltaïques de leurs clients. On le sait, sous ou surdimensionné, un système solaire ne vous apportera pas toute satisfaction.
- Évaluer la rentabilité de votre système solaire. Eh oui, en connaissant la production d'électricité attendue par mètre carré et le coût d'installation, il est possible de calculer le retour sur investissement et de déterminer si votre future installation est économiquement viable ou pas.
- Déterminer l'efficacité et les performances de votre installation. En effet, la mesure de la production par unité de surface permet d'évaluer l'efficacité de votre système solaire. Comment ? En comparant les performances de différents systèmes ou installations. Si l'efficacité n’est pas (ou plus) au rendez-vous, votre système solaire peut avoir une défaillance. L'intervention d’un réparateur est alors à envisager.
Pour bien estimer la production d'énergie solaire au m2, il faut aussi prendre en compte plusieurs facteurs.
Les facteurs à prendre en compte pour estimer cette production au m2
Voici ces 5 facteurs à prendre en compte :
- Le rendement. C’est le facteur le plus important pour déterminer la densité. Généralement, un panneau solaire a un rendement compris entre 7 et 22%. Comprenons bien de quoi je parle, il s’agit de la quantité de lumière transformée en électricité par rapport à la quantité d'énergie qui est entrée dans le système.
- L’inclinaison des panneaux. C’est aussi un facteur essentiel. On estime que l’inclinaison optimale des panneaux solaires est autour de 30 à 35°. Ce qui ne vous empêche pas de les positionner différemment, mais il faut savoir que le rendement sera souvent moindre.
- L’orientation. L'orientation des panneaux solaires vers le sud (pour l'hémisphère nord) est la position la plus favorable pour obtenir une production électrique optimale.
- La zone géographique. Il est aussi important de dire que la quantité d'ensoleillement varie selon la région où vous habitez. Pour autant, il est possible d'installer des panneaux solaires dans tous les départements de France.
- L’ancienneté de l'installation. Dernier facteur, mais il est important de s’en souvenir. Au fil du temps, vos panneaux photovoltaïques peuvent perdre de leur efficacité, ce qui entraînera inévitablement une diminution de leur densité.
Vous n’êtes pas certain de maîtriser totalement la question ? Voici un exemple concret qui devrait ôter vos derniers doutes.
Un exemple concret
Je vais donc reexpliquer les choses en vous donnant un exemple précis.
Vous habitez dans le sud de la France et vous avez installé 60 m2 de panneaux solaires monocristallins de bonne qualité. Vos panneaux solaires ont la chance d’être positionnés plein sud et de ne pas avoir d’ombrage.
Voici donc les données dont on dispose :
- Rendement des panneaux solaires : 18%
- Puissance de sortie des panneaux : 10 kWc
- Ensoleillement moyen annuel : 1 500 heures
- Surface totale des panneaux : 60 m2
- Orientation : plein sud
- Inclinaison : 30°
- Pas d'ombrage significatif
Passons maintenant aux 2 calculs.
La production totale d'énergie solaire :
10 kWc x 1 500 heures = 15 000 kWh par an.
On peut maintenant estimer la densité moyenne annuelle :
15 000 kWh : 60 m2 = 250 kWh/m2 par an
Ici, on peut donc estimer que la production d'énergie solaire moyenne sera de 250 kilowattheures par mètre carré par an. Attention, cet exemple est simplifié et surtout les chiffres réels peuvent varier en fonction de chaque installation.
Maintenant que vous maîtrisez la densité de puissance, allons un peu plus dans le détail.
Comparaison des différentes technologies de panneaux solaires
En effet, sachez que la technologie employée pour fabriquer vos panneaux solaires a une réelle incidence sur leur puissance. Voyons cela à présent.
Les différents types de panneaux solaires
Je commence par vous expliquer la différence entre les 3 principaux types de panneaux solaires disponibles sur le marché:
- Les panneaux solaires monocristallins. Il s’agit de panneaux solaires fabriqués à partir d'une seule structure de cristal de silicium. Vous les reconnaitrez car ils ont une apparence uniforme et ils sont noirs avec des coins arrondis.
- Les panneaux solaires polycristallins. Ce sont des panneaux fabriqués à partir de plusieurs cristaux de silicium. Comment les reconnaître ? Ils ont une apparence bleutée et des motifs angulaires.
- Les panneaux solaires à couches minces ou panneaux solaires amorphes. Nous sommes là en présence de panneaux fabriqués en déposant une fine couche d’un matériau photovoltaïque. Il peut s’agir de silicium amorphe ou de tellurure de cadmium. Ils ont une apparence uniforme.
Intéressons-nous à présent aux performances au m2 de chacune des technologies.
Les performances au m2 de chacun de ces types de panneaux solaires
Grâce à ce tableau récapitulatif, découvrez les performances de chacune des technologies ainsi que leurs avantages et leurs inconvénients :
On le voit avec ce tableau, les panneaux solaires monocristallins sont les plus performants, aussi bien en termes de rendement énergétique que de densité de puissance. Attention, ce sont aussi les plus chers. Un prix élevé qui est en partie dû à la complexité de la fabrication de ces panneaux.
Dernier point à voir ensemble : comment maximiser cette production solaire au m2 ? Des astuces existent.
Comment maximiser la production d'énergie solaire au m2 ?
Pour maximiser la production d'énergie solaire au m2, voici mes astuces :
- Il vous faut optimiser l'orientation et l'inclinaison de vos panneaux solaires. Pour cela, il peut être utile d’investir dans des supports réglables qui suivront le mouvement du soleil.
- Comme vos panneaux solaires ne doivent pas être à l’ombre, pensez à tailler les arbres qui peuvent s'immiscer entre les rayons du soleil et votre système solaire.
- Il est aussi essentiel d'entretenir régulièrement vos panneaux photovoltaïques. Pour cela, il faut éliminer la saleté, la poussière et les feuilles mortes. Faites donc un nettoyage doux au chiffon et à l'eau. Vérifiez aussi la connectique qui peut engendrer des pertes de densité.
- Dernière astuce, et si vous surdimensionnez légèrement votre installation afin de compenser les pertes potentielles de production ? C’est parfois une bonne alternative, mais ce léger surdimensionnement a évidemment un coût.
Précisons que ces astuces d'optimisation peuvent varier en fonction de votre localisation et des contraintes de votre installation.
Vous savez à présent comment mesurer la production au m2 d’un panneau solaire. S’il subsiste des interrogations, posez-moi vos questions en commentaire. Je répondrai rapidement à vos demandes.
Je suis aussi à votre disposition pour vous proposer des devis. N’hésitez pas à faire vos demandes et à nous laisser vos coordonnées en cliquant ici.
Damien bénéficie de plus de 15 ans d'expérience dans le secteur du photovoltaïque. Il occupe le poste de Directeur Technique National et supervise tous les chantiers d'installation de panneaux solaires pour Nouvel'R Énergie.
