Rendement des panneaux solaires : calculs et explications

Qu’est-ce que le rendement d’un panneau solaire ?

Définition rendement panneau solaire

Vous êtes peut-être tombé sur ce genre de chiffres dans les caractéristiques techniques données par les fabricants de panneaux solaires : “Rendement : 22%”.

Le rendement est exprimé en pourcentage. 

Il mesure le rapport entre la quantité d’énergie reçue par votre panneau solaire et la quantité d’énergie produite en retour.

En d’autres termes, un rendement de 22% signifie que le panneau solaire est capable de transformer 22% du rayonnement reçu en électricité, le reste étant transformé en chaleur.

Vous l’aurez compris : plus le rendement est élevé, plus le panneau solaire est performant.

Bon à savoir : le rendement mesure les capacités de votre installation lorsque toutes les conditions sont réunies et optimales. Ce sont donc des chiffres théoriques qui peuvent fluctuer en fonction des jours et des saisons, suivant l’évolution de la météo.

Rendement, capacité de production et production : quelles différences ?

Il est facile de mélanger ces trois termes quand on s’intéresse au fonctionnement des panneaux solaires. 

Pourtant, connaître les différences est essentiel ! 

• Le rendement théorique :  

Nous l’avons vu, est le rapport entre l’énergie solaire obtenue et l’énergie produite par votre installation. Il s’exprime en pourcentage et varie en fonction des conditions.

• La capacité de production : 

Elle s’exprime en kilowatt-crête (kWc). On parle de puissance nominale : elle désigne la puissance électrique maximale de votre installation.

Tout comme le rendement maximal, elle est déterminée en soumettant le panneau aux conditions optimales, appelées conditions STC (Standard Test Conditions) : ensoleillement idéal sans ombrage, température ambiante de 25°C, inclinaison des panneaux adaptée (30°), orientation Sud.

• La production réelle :  

Elle dépend de nombreux facteurs. Elle est calculée en kilowattheures (kWh).

1 kWh correspond au fonctionnement d’une puissance de 1 kW pendant 1 heure. Le kWh mesure donc une quantité, alors que le kWc mesure une puissance (un peu comme les km et les km/h).

Pourquoi c’est important ? Parce que le kilowattheure ne permet pas seulement de calculer la production de vos panneaux solaires. Il peut être mis en relation avec votre consommation d’électricité, mesurée aussi en kWh.

Ce qu’il faut retenir, c’est qu’un panneau pourra atteindre sa capacité maximale de production d’autant plus facilement que son rendement est élevé.

Mais un rendement théorique très élevé peut être inutile et “gaspillé” si la capacité de production n’est pas suffisante.

Pour simplifier : produire de façon très efficace avec des panneaux de faible puissance crête est parfois moins intéressant qu’un rendement inférieur sur des panneaux avec une capacité de production meilleure.

Pourquoi le rendement d’un panneau solaire est important

Mesurer l’efficacité énergétique

Le rendement d’un panneau solaire est un indicateur essentiel pour évaluer l’efficacité globale de votre installation photovoltaïque. 

Concrètement, il mesure quelle  proportion de l’énergie solaire captée est convertie en électricité exploitable. Pour une surface donnée, un rendement plus élevé signifie qu’un  panneau peut produire plus d’énergie qu’un autre. 

C’est intéressant, car cela permet d’optimiser la performance de votre installation sur la surface dont vous disposez. Et surtout, si l’espace disponible sur votre toiture est restreint, c’est peut-être essentiel pour que votre installation soit performante ! 

En évaluant le rendement, vous pouvez mieux anticiper la production de vos panneaux et mesurer le retour sur investissement de votre installation. 

Améliorer la rentabilité

Le rendement influence la rentabilité de votre installation solaire.

Pour calculer sa rentabilité, il faut comparer le coût de l’installation photovoltaïque (l’investissement) aux gains générés par celle-ci sur la durée. 

Le coût prend notamment en compte l’achat du matériel (le prix des panneaux), l’installation, l’entretien… 

Les gains sont liés aux économies réalisées sur votre facture grâce à l’électricité que vous produisez, à la vente du surplus d’électricité, à la prime à l’autoconsommation et aux éventuelles autres aides financières dont vous bénéficiez.

Et la quantité d’électricité produite est liée à la capacité de production de vos panneaux et à leur rendement ! 

En théorie, une installation solaire est rentable entre 8 et 12 ans après l’achat. 

Mais en optimisant votre installation pour améliorer son rendement, vous pouvez réduire cette durée.

Réduire l’impact environnemental

Choisir des panneaux avec un rendement élevé permet de produire plus d’énergie avec moins de ressources. 

Pour une même surface d’installation, un rendement meilleur permet de produire plus d’énergie. Cela réduit l’empreinte carbone liée à la fabrication, au transport et à l’installation des panneaux qui servent à produire votre électricité verte !

Au global, un meilleur rendement vous permet donc de produire plus d’électricité renouvelable avec moins de ressources consommées qu’une installation à faible rendement.

Comment calculer le rendement de votre installation ?

Pour calculer le rendement théorique d’un panneau solaire, vous devez connaître sa surface en m2 et sa puissance en Watt-crête (Wc).

Formule mathématique du rendement :

R=Po/Pi×100

• Po : représente la puissance électrique produite par le panneau (en watts).
• Pi : correspond à la puissance de l’énergie solaire reçue par le panneau (en watts), calculée à partir de l’ensoleillement (G, en watts/m²) et de la surface du panneau (A, en m²).

Ainsi :

Pi=G×A

Par exemple, pour un panneau solaire d’une surface de 2 m² recevant un ensoleillement de 1000 W/m² et produisant 425 W d’électricité, le rendement sera :

R=425/(1000×2)×100= 21,25%

Si vous n’êtes pas à l’aise avec ces calculs, n’hésitez pas à passer par notre simulateur en ligne ! 

En quelques clics, Dualsun réfléchit à la solution la plus adaptée pour votre logement et vous propose un devis gratuit pour vous accompagner.

Quels critères influencent le rendement d’un panneau photovoltaïque ?

Le rendement de votre installation est influencé par 5 critères principaux :

• L’orientation de votre installation : votre rendement ne sera pas le même si votre toiture est orientée plein-Sud ou Nord-Est. Selon votre orientation, vous ne bénéficiez pas du même taux d’ensoleillement et vos panneaux ne produisent pas aussi efficacement de l’électricité.
• L’inclinaison de votre toiture : un toit plat captera généralement plus facilement les rayons du soleil qu’un toit très pentu qui risque de créer des zones d’ombre qui vont faire diminuer le rendement de vos panneaux.
• Le taux d’ensoleillement de votre région : nécessairement, votre installation photovoltaïque a besoin de soleil pour fonctionner efficacement. Plus il y en a et meilleures seront ses performances. Une installation à Paris aura généralement de moins bons résultats qu’une installation à Montpellier.
• La technologie utilisée : selon la capacité de production du panneau et le type de technologie photovoltaïque que vous choisissez, le rendement ne sera pas le même. Mais on vous en dit plus à ce sujet un peu plus bas !
• La météo : s’il fait soleil, nuageux, s’il neige, s’il fait chaud ou froid… La météo change chaque jour et fait varier votre rendement en fonction du temps et de la température.

Quel est le rendement moyen sur une installation solaire ?

Le rendement des panneaux solaires actuellement sur le marché se situe entre 8% et 24%. 

Il est impossible pour une installation d’atteindre 100% de rendement.

Une partie de l’énergie est toujours transformée en chaleur ou perdue lors de la transformation.

Même si vous optimisez votre installation solaire, le rendement théorique maximum que vous pourriez espérer atteindre est de 30% environ.

Comment obtenir un meilleur rendement photovoltaïque ?

Pour optimiser au maximum votre dispositif et avoir le meilleur rendement possible, voici une liste de conseils utiles :

• Prenez le temps de réfléchir à vos besoins et vos objectifs en termes de production et de consommation d’énergie. Vos besoins définissent la taille d’installation nécessaire. Faire ces calculs vous permet d’optimiser votre installation avec un objectif en fonction de la surface disponible : avec le moins de panneaux solaires possibles, produire le maximum d’énergie pour couvrir vos besoins en électricité.
• Pensez à l’emplacement de votre installation : l’endroit est-il lumineux ? Y a-t-il des ombrages qui peuvent faire obstacle ? Y a-t-il des facteurs de risques (chutes de neige, construction, arbre à proximité, météo capricieuse par exemple) ?
• Optimisez l’inclinaison de vos panneaux solaires : il est conseillé d’incliner vos panneaux solaires entre 15 et 35 degrés pour une meilleure captation de la lumière du soleil.
• Privilégiez une orientation plein Sud, et surtout, évitez l’orientation plein Nord. Ainsi, vous maximisez vos chances d’obtenir un bon taux d’ensoleillement et de rendre votre production plus efficace.
• Entretenez régulièrement votre installation : une fois installée, n’oubliez pas de prendre soin de votre installation solaire. Cela passe par la vérification de l’état général de vos panneaux solaires (tous les 3 à 6 mois), mais aussi par un entretien plus classique (dépoussiérer, déneiger, retirer les feuilles mortes).

Un installateur professionnel Dualsun peut vous accompagner dans votre projet et répondre à vos questions concernant les points d’optimisation de votre projet.

Pour cela, rien de plus simple : réalisez une simulation en ligne à l’issue de laquelle vous pourrez demander à ce qu’un membre de notre équipe vous contacte.

Panneau solaire haut rendement : quelles sont les meilleures technologies photovoltaïques ?

Aujourd’hui, les panneaux solaires sont essentiellement composés de silicium cristallin. Il existe trois types de cellules photovoltaïques :

• Les cellules au silicium monocristallin
• Les cellules au silicium polycristallin
• Les cellules de silicium amorphe

Les cellules d’un panneau solaire monocristallin sont composées d’un seul cristal de silicium : il est ainsi pur et uniforme. C’est cette pureté qui offre un rendement bien plus élevé que le panneau solaire polycristallin, de l’ordre de 18 à 24 %.

Les cellules d’un panneau solaire polycristallin sont composées de plusieurs cristaux de silicium non uniformes, ce qui les rend moins performantes. Ces cellules permettent un rendement allant de 14 à 18 %.

Quant aux cellules solaires en silicium amorphe, elles sont de plus en plus rares sur le marché à cause de leur rendement nettement inférieur aux deux autres types de panneaux (entre 5 et 7 %).

Les panneaux solaires amorphes sont plus facilement transportables et fonctionnent mieux en cas de faible ensoleillement : on les réserve plutôt aux utilisations nomades ou d’appoint. 

Pourquoi la technologie hybride permet d’augmenter le rendement de son installation solaire ?

Au-delà des panneaux solaires photovoltaïques, il existe une dernière technologie qui est réputée pour son rendement : les panneaux solaires hybrides.

Pourquoi “hybride” ? Tout simplement parce que ces panneaux combinent deux technologies.

La face avant du panneau est équipée de cellules photovoltaïques qui vont capter la lumière et la transformer en électricité.

La face arrière capte la chaleur du soleil et s’en sert pour chauffer de l’eau sanitaire, permettant d’alimenter votre chauffe-eau ou votre pompe à chaleur par exemple.

Le panneau hybride bénéficie d’un meilleur rendement car il récupère la chaleur générée par les cellules photovoltaïques et les refroidit, ce qui permet d’améliorer leur rendement, même en cas de forte chaleur.

Avec le même niveau d’ensoleillement, ces panneaux produisent deux types d’énergie : ils sont donc plus intéressants pour optimiser votre installation.

Le rendement des panneaux hybrides est estimé être 5% à 15% supérieur que celui d’un panneau photovoltaïque standard.

Evolution rendement panneau solaire : pourquoi il diminue dans le temps

Le rendement de vos panneaux reste identique dans le temps.

En revanche, il est tout à fait normal de voir la puissance de vos modules photovoltaïques diminuer avec les années.

On estime la perte de puissance à 0,25% par an en moyenne, surtout les premières années.

Cela s’explique par le vieillissement des cellules et les petits dommages qu’elles peuvent subir dans le temps, notamment à cause des intempéries.

La plupart des constructeurs estiment que même après 25 ans d’utilisation, les panneaux conservent au moins 80% de leur puissance initiale, ce qui reste tout de même une belle performance.

Bon à savoir : Dualsun garantit le rendement de ses panneaux solaires pendant 30 ans, ce qui en font parmi les garanties les plus solides sur le marché.

A rendement équivalent, vos panneaux vont produire légèrement moins d’énergie après 20 ans d’utilisation qu’au début. Néanmoins, ils resteront une solution très rentable !

Rendement panneau solaire : ce qu’il faut retenir

Ce qu’il faut retenir, c’est surtout :

• Le rendement d’un panneau solaire est le rapport entre l’énergie solaire reçue et l’électricité produite par un panneau solaire.
• Il peut varier en fonction de certains paramètres comme l’orientation, la météo ou la qualité d’entretien des panneaux.
• Souvent, plus le rendement est élevé, plus le retour sur investissement de vos panneaux est rapide. Mais cela dépend aussi de vos besoins en énergie et de la surface disponible pour vos panneaux.

Pour être accompagné dans la conception de votre installation solaire optimale, faites une simulation en ligne en quelques minutes.

Yann de Dualsun

Rédacteur expert

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