Quel est le rendement d’un panneau solaire ?

Le rendement photovoltaïque c’est la quantité de lumière qu’un panneau peut transformer en électricité. Il se situe entre 18 et 23% pour la grande majorité des panneaux solaires installés.

Quand on parle d’installation de panneaux solaires, vous pensez d’emblée aux économies d’énergie et c’est bien normal. Il faut savoir que le rendement des modules solaires, c’est ce qui impacte directement la rentabilité de votre investissement.

Et forcément, plus retour sur investissement est rapide, plus vite vous faites des économies.

Découvrez le rendement des panneaux solaires.
Installer des panneaux solaires vous permet de faire des économies.

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 un point important : la production d’un capteur photovoltaïque.


Comment connaître la production d’un panneau solaire ?

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. Par exemple si vous posez une installation de 3 kilowatts crêtes (kWc) à Toulouse vous pouvez produire 3 935 kilowatts heures (kWh) sur l’année.

Si vous posez la même puissance à Lille la production annuelle sera d’à peu près 2 989 kWh. Il faut bien se dire que le kWc c’est la puissance maximale. Ça veut dire que vous ne produirez pas 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. Ce n’est pas aussi précis qu’une étude de rentabilité mais ça vous donne déjà une base. 

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


Comment on choisit la puissance d’un panneau solaire ?

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 panneau de 350 Wc ne produira pas tout le temps 350 watts.


Comment atteindre la puissance photovoltaïque maximale ?

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.

On revient plus en détail sur les conditions optimales.


Le taux d’ensoleillement de la région

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 panneaux solaires sont rentables partout en France. Le plus important c’est de payer le prix juste et de bien dimensionner son installation.

Cette carte vous donnera une idée des variations en kWh par m² sur le territoire métropolitain.


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

Les effets de microclimat

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.


La température extérieure

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.

Quels sont les différents rendements en fonction des panneaux ?


Les cellules à base de silicium

Le silicium, c’est l’élément conducteur qu’on utilise le plus pour faire des cellules solaires. C’est aussi un élément qui est abondant dans la croûte terrestre (le deuxième plus abondant après l’oxygène). 

On le retrouve dans le sable ou dans le quartz.

Les cellules à base de silicium sont les plus utilisées.
Particule de silicium


Avec le silicium on peut créer trois types de cellules différents : 

  • la cellule en silicium monocristalin
  • la cellule en silicium polycristallin
  • la cellule en silicium amorphe

La cellule monocristalline 

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%.


La cellule polycristalline 

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.


La cellule polycristalline est moins utilisées.
Optez pour les panneaux monocristallins.

La cellule amorphe 

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. Face à ce rendement très faible on a aussi des modules solaires à très haut rendement.

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

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.


Le panneau photovoltaïque hybride

Leur rendement est nettement supérieur à celui des capteurs photovoltaïques. Le panneau 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.


Le panneau photovoltaïque bifaces

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 ciel mais pas que. Il est aussi capable de convertir la lumière qui est réfléchie. Du coup il produit plus qu’un module photovoltaïque classique.


La cellule solaire en pérovskite

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. 


La technologie PERC

Pour terminer, 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. 

Voilà pour les nouvelles technologies solaires permettant d’obtenir de meilleurs rendements. Attention le meilleur panneau solaire n’est pas forcément un capteur à haut rendement.


Quel est le meilleur panneau solaire ?

Le meilleur panneau solaire c’est le panneau 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.

Revenons-en au rendement.


Comment améliorer le rendement d’un panneau solaire ?

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


  • sa dimension
  • son orientation 
  • son inclinaison 
  • les zones d’ombre 
  • la qualité des autres composants.

La dimension du panneau solaire

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


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 cellule, plus le module produit.

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 panneau plus puissant).
  • vos besoins en électricité (vous pouvez regarder sur votre facture d’électricité, votre consommation annuelle en kWh est indiquée). 

Découvrez la surface optimale de vos panneaux solaires
Si vous avez peu de place sur votre toit, il faut installer des panneaux puissants.

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.

L’orientation du panneau solaire


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 coucher 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, il faut juste bannir le nord.


L'orientation de vos panneaux solaires est déterminante
L'orientation des panneaux solaires joue un rôle important sur leur production.

L’inclinaison du panneau solaire

L’inclinaison des panneaux solaires détermine la quantité de la 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 idéale.


Comment orienter des panneaux solaires sur un toit plat ?

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.


Orienter des panneaux solaires sur un toit plat permet d'augmenter leur rendement.
Exemple d'un tracker solaire.

Optimiser le rendement d’un panneau solaire au sol

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). 


Le support pour panneau solaire

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.

Éviter les zones d’ombre

Ce n’est un secret pour personne, les zones d’ombrage 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…) 


Le rendement de l’onduleur photovoltaïque

L’onduleur joue aussi un rôle important.

Petite précision : l’onduleur photovoltaïque est l’appareil qui transforme le courant électrique continu, générée 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.

Découvrez les différents types d'onduleurs
Voici différents types d’onduleur photovoltaïque, le monophasé, l’hybride et le micro-onduleur.

Conclusion sur le rendement d’un panneau solaire

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 panneau solaire s’exprime en pourcentage. Il se situe aujourd’hui entre 18 et 23%. 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.


FAQ

Le nettoyage de panneau solaire est-il utile ?

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.


Comment améliorer son rendement photovoltaïque ?


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.

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

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

 

Avec quelle formule calculer le rendement d’un panneau solaire ?

Pour calculer le rendement d'un panneau solaire, il faut utiliser la formule : Puissance en Wc / Superficie en m² x 1000. 

 

Quel est le rendement d’un panneau solaire thermique ?


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

Qu'est-ce qu'un tracker solaire ?

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.

La batterie solaire permet-elle un meilleur rendement ?



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.

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