Tous les types de panneaux solaires ne produisent pas la même quantité d’énergie. Il est important de dissocier les capteurs photovoltaïques qui convertissent l’énergie solaire en électricité des capteurs thermiques, qui eux produisent de la chaleur. Si vous hésitez encore à installer des panneaux solaires et vous interrogez sur les différents rendements qu’il est possible d’obtenir, ce dossier complet répond à toutes vos questions. Avant d’investir dans une installation de panneaux solaires, il est normal de s’inquiéter du rendement qui est directement lié à la rentabilité de l’infrastructure. Panneausolaire.com vous dévoile tout ce qu’il faut savoir sur le rendement des différents types de panneaux.

À quoi correspond le rendement d’un panneau solaire ?

Avant de rentrer dans les détails et d’étudier les chiffres, il est important de comprendre comment fonctionne le rendement des panneaux solaires.

Le rendement correspond à la quantité d’énergie produite par rapport à la quantité d’énergie solaire reçue. Pour les panneaux photovoltaïques, c’est donc la quantité d’électricité produite par rapport à l’énergie solaire reçue. On mesure la quantité de chaleur produite pour déterminer le rendement des installations thermiques.

À l’heure actuelle, le rendement des panneaux solaires varie entre 7 et 24 %. La différence est liée à la technologie utilisée pour l’installation et la qualité intrinsèque des capteurs présents dans les panneaux.

Unité de mesure de la production des panneaux solaires

On voit souvent des chiffres en Watt, en Watt-crête ou encore en Watt heure. Alors qu’est-ce qui différencie toutes ces unités ?

1. Le Watt

C’est l’unité de mesure internationale caractéristique de la puissance énergétique. Elle définit le débit de production ou de consommation d’énergie.
Pour rappel : 1 Kilowatt = 1000 Watts (de symbole W)

2. Le Watt heure

C’est la quantité d’électricité (en Watt) produite par unité de temps, ici en une heure. Le kilowatt heure, de symbole kWh est également l’unité de référence pour caractériser la consommation énergétique d’un appareil électrique correspondant à l’utilisation de 1000 W pendant une heure.

3. Le Watt-crête

Il s’agit de l’unité qui nous intéresse ici, celle qui est relative aux modules solaires. Elle peut s’écrire Watt-crête (Wc) ou kilowatt crête (kWc).

Puissance et surface de l’installation

Directement impliqués dans la quantité de production, la puissance et la surface d’une installation solaire sont des paramètres importants à ne pas négliger.

La puissance, exprimée en Watt-crête est déterminée en considérant que le panneau dispose de :

  • Un ensoleillement de 1000 watts/m2
  • Une température ambiante moyenne de 25°C
  • Une orientation optimale (sud)
  • Une inclinaison à un angle optimal (30°)
  • L’absence de tout obstacle pouvant générer de l’ombre sur le panneau

La puissance moyenne des panneaux solaires photovoltaïques se situe entre 250 et 325 Wc. La puissance d’un panneau n’entre en compte que pour la surface de panneaux nécessaire pour obtenir la puissance de production souhaitée. Un exemple chiffré vous permettra de mieux comprendre.

Les panneaux monocristallins, représentent en moyenne une surface de 1,7m x 1m. Si vous cherchez à mettre en place une installation de 3 kWc, vous aurez besoin de 10 panneaux de 300 Wc. L’installation aura donc une surface de 17m2.

Les panneaux polycristallins mesurent généralement les mêmes dimensions, mais ne délivrent une puissance que de 250 Wc. Il faudra donc 12 panneaux pour obtenir les 300 Wc visés. Votre installation aura donc une surface de 20 m2.

Le gisement solaire

Rendement des panneaux solaires photovoltaïques

Ce sont les panneaux photovoltaïques pour qui le rendement est souvent la plus grande source d’inquiétude des potentiels acquéreurs. Et pour cause, avant d’investir, il vous faudra choisir quel type de capteur vous souhaitez mettre en place sur la toiture de votre maison.

Voyons les rendements dont disposent les différents types de panneaux producteurs d’électricité.

Le monocristallin leader du panneau solaire photovoltaïque

Comme nous l’avons détaillé dans notre guide sur le fonctionnement des panneaux solaires photovoltaïques ces cellules sont celles qui permettent d’obtenir les meilleurs rendements.

Avec des panneaux monocristallins modernes, vous pouvez espérer un rendement compris entre 12 et 20%. Si vous optez pour les meilleures cellules du marché, le rendement peut atteindre les 24%.

Polycristallin, des cellules au rendement correct

Variante des carreaux en silicium cristallin, ces cellules disposent d’un rendement compris entre 14 et 18%, ce qui est tout à fait correct.

Cellules de perovskite

Ces cellules nouvelle génération sont encore au stade de développement. D’après les tests réalisés en laboratoire, leur rendement serait situé autour des 22 %. En théorie, ces cellules seraient capables d’atteindre un rendement avoisinant les 30 %. Cependant, elles ne sont pas encore suffisamment résistantes à l’humidité, à la chaleur et aux rayons UV. Il faudra donc attendre que les ingénieurs les rendent insensibles aux éventuelles dégradations pour qu’elles soient en mesure de durer dans le temps, autre critère très important dans la sélection de ses panneaux.

Panneaux solaires bifaces

Il s’agit d’un autre type de cellules récent. Ces modules permettront d’utiliser les deux faces des panneaux solaires en absorbant la lumière qui se réfléchit sur la face arrière des panneaux. Par l’effet d’albédo, la lumière du soleil frappe indirectement la face du panneau qui est orientée vers le sol. Ce type technologie ne concerne évidemment pas les installations sur le toit. Les rapports parlent d’un gain de production pouvant atteindre 20 % comparé à une installation classique, ce qui n’est pas négligeable du tout.

Panneaux aérovoltaïques

D’après les constructeurs, la technologie aérovoltaïque permet un gain de production d’électricité allant jusqu’à 10% par rapport à une installation traditionnelle. Mais ces panneaux sont encore trop onéreux pour que l’investissement atteigne la rentabilité des panneaux solaires classiques.

À titre de comparaison, une installation de panneaux photovoltaïques de puissance 3 kWc coûte aux alentours de 8000 €. La même installation en aérovoltaïque reviendrait à environ 15 000 € soit presque le double.

Rendement des panneaux solaires thermiques

L’installation de panneaux solaires thermiques et notamment d’un chauffe-eau solaire vous permet de profiter de l’énergie des rayons du soleil pour chauffer l’eau sanitaire de votre maison et même celle des radiateurs. Ces appareils sont désormais capables d’atteindre un rendement atteignant la barre des 80%. Ce chiffre signifie que la perte d’énergie entre celle qui est captée et celle qui sert au chauffage est relativement faible.

Capteurs plans

Ces capteurs solaires sont généralement peu coûteux. Leur rendement est relativement bon, mais uniquement en période estivale.

Capteurs à tubes sous vide

Le système de panneaux solaires thermiques alimentés par des capteurs à tube sous vide est celui qui dispose du meilleur rendement, aussi bien en été qu’en hiver. Ils sont en revanche plus coûteux, mais l’investissement est assez rapidement rentabilisé.

Capteur sans vitre

Il s’agit de l’installation la moins efficace pour chauffer l’eau sanitaire, en revanche, si vous devez installer un chauffe-eau solaire pour piscine, il s’agit de la meilleure installation.

Évolution du rendement en fonction de la température des différents types de capteurs thermiques

Nos conseils pour optimiser le rendement d’une installation solaire

Afin de profiter du rendement maximum, il est indispensable de :

  • Correctement orienter vos panneaux solaires
  • Installer les panneaux solaires en surimposition
  • Investir dans des cellules de bonne qualité
  • Qu’ils aient un angle d’inclinaison optimal
  • De nettoyer et entretenir votre installation
  • Correctement isoler le système pour limiter les pertes

Avoir calculé au préalable la quantité d’énergie à produire et d’en avoir déduit la surface de panneaux nécessaires est indispensable avant de vous lancer dans l’installation. L’ensoleillement de votre région entre bien évidemment en compte.

Bilan sur le rendement des panneaux solaires

Dans ce tableau, vous pouvez comparer par région, la productivité à un angle de 30° pour des panneaux solaires. 100 % étant la production maximale qu’il est possible d’obtenir pour une installation donnée.

Localisation géographique en France% de production par rapport au maximum possible
Est81 %
Sud-Est94 %
Sud100 %
Sud-Ouest85 %
Ouest65 %

Vous l’aurez compris, de nombreux facteurs influencent le rendement d’une installation de panneaux solaires. Il est impératif d’étudier tous les paramètres impliqués dans ces chiffres pour déterminer quelle sera l’installation qui répondra à vos besoins. Quel que soit le type d’installation que vous désirez, le rendement sera déterminant dans la rentabilité de votre installation