Calculer le rendement des panneaux solaires

Le photovoltaïque est un investissement qui en vaut la peine, surtout sur le long terme, car le prix de l’énergie de ne cesse d’augmenter. Si vous décidez d’installer des panneaux solaires, l’une des questions les plus importantes est celle de leur rendement. Plus ce rendement est élevé, plus vous pourrez récupérer votre investissement rapidement. Aperçu des facteurs qui influencent le rendement des panneaux solaires.

Que signifie le rendement d’un panneau solaire ?

Le taux de rendement d’un panneau solaire désigne la production réelle d’électricité par rapport à l’ensoleillement. Par exemple, un panneau solaire avec un rendement de 20 % peut convertir 20 % d’énergie solaire en électricité.

Relation entre taux de rendement, superficie et puissance crête

Le taux de rendement d’un panneau solaire varie, selon la technologie utilisée dans le panneau et sa qualité, entre 15 et 22 %. Cette variation est due à différents facteurs, comme la superficie du panneau et la puissance crête de celui-ci.

Par exemple, un panneau solaire d’une certaine dimension et avec un rendement plus élevé atteindra une puissance crête plus élevée qu’un panneau solaire de même taille mais avec un rendement inférieur. Si l’on prend deux panneaux solaires avec la même superficie, le panneau solaire ayant le rendement le plus élevé convertira donc plus d’énergie solaire en électricité.

Autrement dit, les panneaux solaires avec un rendement élevé ont besoin de moins de superficie pour être performants. Par conséquent, un rendement élevé est surtout intéressant dans le cas où il n’y a pas beaucoup de place pour poser des panneaux sur votre toit.

Exemple

Imaginez que votre toit fait 20 m² et que voulez générer 3500 kWh d’électricité par an (consommation moyenne pour un ménage de trois personnes). Voici comment calculer le rendement de l’installation, le nombre de panneaux solaires et la superficie de l’installation :

• Formule : Rendement d’un panneau solaire = Puissance (Wc) / Superficie (m²) × 1000
• Taux de rendement : 300 / (1,5 × 1000) = 20 %
• Nombre de panneaux solaires : 3500 kWH / 300 Wc = ± 12 panneaux
• Superficie requise : 12 × 1,5 = 18 m²

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Combien de temps pour récupérer l’investissement ?

Le rendement d’une installation photovoltaïque est un facteur important pour déterminer sa rentabilité et le délai de récupération de l’investissement. Afin de pouvoir calculer la rentabilité des panneaux solaires, il faut aussi connaître leur rendement. Dans ce contexte, le rendement d’un panneau solaire désigne la quantité d’énergie qu’il produit en kilowattheures.

Pour calculer ce rendement, il faut connaître la puissance du panneau, qui est exprimée en Watt-crête (Wc). Un panneau solaire ne produit pas toujours la même quantité d’électricité constamment : cela varie en fonction de l’ensoleillement, de l’orientation du panneau, de l’ombre, de la température… En pratique, un panneau solaire n’atteint jamais sa puissance maximale.

C’est pourquoi on utilise un coefficient de 0,9. Par exemple, un panneau solaire de 300 Wc produit réellement 300 × 0,9 = 270 kWh par an.

Exemple

Cette fois, prenons l’exemple d’un ménage de 4 personnes qui a besoin de 4500 kWh par an.

• On aura donc besoin d’une installation photovoltaïque avec une puissance de 4500 / 0,9 = 5000 kWh par an.
• Si l’on choisit des panneaux solaires de 250 Wc, il faudra en installer 5000 / 250 = 20.
• Si le prix du kWh d’électricité est de 0,25 €, l’économie réalisée par an est de 4500 × 0,25 = 1125 €.
• Enfin, si le coût de l’installation photovoltaïque revient à 10 000 €, le délai de récupération de l’investissement sera donc de 10 000 / 1125 = environ 9 ans.

La rentabilité des panneaux solaires dépend du montant de l’investissement, des frais d’entretien à prévoir et du prix de l’électricité. En règle générale, il faudra 8 à 13 ans pour récupérer son investissement. Les panneaux solaires ont une durée de vie d’environ 25 ans, ce qui signifie que vous pouvez profiter de l’électricité gratuite pendant beaucoup d’années.

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Quels sont les facteurs qui influencent le rendement ?

Comme nous l’avons mentionné ci-dessus, le rendement d’un panneau solaire varie en fonction de différents facteurs :

1. Type de panneau solaire

Le taux de rendement dépend de la technologie utilisée dans le panneau solaire. Les types de panneaux les plus courants sont le polycristallin et le monocristallin. Les panneaux polycristallins sont les panneaux bleus qui étaient très populaires au début de la commercialisation du photovoltaïque. Les panneaux monocristallins sont noirs et coûtent plus cher que les panneaux polycristallins, mais il ont un rendement plus élevé.

2. Emplacement

L’ensoleillement dépend évidemment de la région où l’on se trouve.

3. Température

Les panneaux solaires perdent leur efficacité quand ils surchauffent, ce qui arrive quand la température extérieure est élevée. La performance d’un panneau solaire dépend uniquement de l’ensoleillement, pas de la chaleur. La température idéale pour le bon fonctionnement des panneaux solaires est de 25 °C.

4. Ombre

Le rendement d’un panneau solaire peut être réduit à cause de l’ombre des objets environnants : lampadaires, arbres, autres bâtiments, une cheminée ou une lucarne sur le toit… Il faut donc tenir compte de ces éléments avant d’installer les panneaux.

5. Degré d’inclinaison

Idéalement, les panneaux solaires doivent avoir un degré d’inclinaison de 30 à 40 degrés. La plupart des toitures inclinées ont un angle de 35 °, ce qui est donc parfait pour les panneaux. Mais quand le degré d’inclinaison est plus grand ou plus petit, cela peut réduire le rendement des panneaux d’environ 10 %. Pour les toitures plates, il faut donc prévoir un cadre pour supporter l’installation et lui donner un angle adéquat.

6. Orientation

Les panneaux solaires ont un meilleur rendement quand ils sont orientés plein sud. S’ils sont plutôt orientés vers le sud-ouest ou le sud-est, cela peut faire baisser le rendement d’environ 10 %. Cela ne signifie pas pour autant qu’il ne faut pas installer des panneaux solaires si le toit n’est pas orienté idéalement, simplement que le délai de récupération de l’investissement sera un peu plus long.