Pour calculer le rendement d’un panneau solaire photovoltaïque, il faut connaître la puissance nominale du panneau (en Wc) et la puissance lumineuse reçue par le panneau (en W/m²). La puissance solaire reçue correspond à la superficie du module. 

Ainsi, le rendement d’un panneau solaire photovoltaïque se calcule de la manière suivante :

Rendement = Puissance électrique produite / (superficie x 1000) x 100

Comment connaître la puissance nominale ?

La puissance maximale ou nominale est spécifiée par le fabricant et est indiquée dans les détails du modèle du panneau sélectionné.

Le rendement des panneaux solaires photovoltaïques est exprimé en pourcentage et varie généralement entre 10 % et 24 %. La différence est liée selon la technologie utilisée pour l’installation (silicium monocristallin, silicium polycristallin, couches minces, etc.) et la qualité intrinsèque des capteurs présents dans les panneaux.

Qu'en est-il des panneaux solaires thermiques ?

Pour connaître le rendement d’un panneau solaire thermique, on vient mesurer la quantité de chaleur produite pour déterminer son rendement.

L'unité de mesure de la production d’un panneau solaire

Quand il s’agit de panneaux solaires, on aperçoit souvent les unités de mesure en Watt, en Watt-crête ou encore en Watt-heure. Alors qu’est-ce qui les différencie ?

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 = 1 000 Watts (de symbole W)

Le Watt-heure

Cette valeur représente 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 1 000 W pendant une heure.

Le Watt-crête

Il s’agit de l’unité qui nous intéresse dans notre cas, celle relative aux modules solaires. Cette unité de mesure permet d’indiquer la puissance maximale d’un panneau. Elle peut s’écrire Watt-crête (Wc) ou kilowatt-crête (kWc).

La puissance et la 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 prendre en compte avant d'entamer votre projet.

La puissance crête

La puissance crête, aussi appelée la puissance nominale du module, représente la puissance électrique maximale que le panneau peut produire en considérant que le module dispose de conditions optimales, c’est-à-dire avec :

• 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 module.

La puissance moyenne des panneaux solaires photovoltaïques se situe entre 300 et 400 Wc. Certains fabricants repoussent les limites de la technologie, c’est pourquoi certains panneaux atteignent une puissance crête de 500 Wc.

La surface

La puissance individuelle d'un panneau est importante, principalement pour déterminer la superficie totale de panneaux requise afin d'atteindre la production d'énergie désirée. Un exemple concret aidera à clarifier ce concept.

Les panneaux monocristallins représentent en moyenne une surface de 1,7 m². Si vous cherchez à mettre en place une installation de 3 kWc, vous aurez besoin de 8 panneaux de 375 Wc. L’installation aura donc une surface de 17 m².

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 3 kWc visés. Votre installation aura donc une surface de 20 m².

À titre de référence, une maison de 100 m² peut être alimentée par une installation solaire de 3 kWc. Pour des surfaces plus grandes, allant de 150 m² à 200 m², la puissance de l'installation pourrait atteindre 6 kWc, voire 9 kWc. 

Afin d’obtenir une estimation précise de la puissance requise, il est essentiel de faire effectuer un dimensionnement solaire par un installateur qualifié RGE (Reconnu Garant de l'Environnement).

Les acheteurs potentiels sont souvent préoccupés par le rendement des panneaux photovoltaïques, car il s'agit d'un facteur clé à considérer avant d'entamer les travaux. Et pour cause, avant d’investir, il vous faudra choisir le type de capteur que vous souhaitez mettre en place sur la toiture de votre maison.

Examinons les rendements dont disposent les différents types de panneaux producteurs d’électricité pour trouver celui qui sera le meilleur pour votre installation.

Le monocristallin, le 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. Ces panneaux sont aujourd’hui les plus répandus, notamment grâce au fait qu’ils détiennent un rendement compris entre 16 et 24 %.

Le polycristallin, des cellules au rendement correct

Ces panneaux, constitués de fragments de cristaux de silicium cristallin, disposent d’un rendement compris entre 14 et 18 %, ce qui est tout à fait correct.

Ces panneaux sont davantage utilisés dans les régions méridionales, car ils ont tendance à mieux supporter les grosses chaleurs, contrairement aux monocristallins.

Les 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 photovoltaïques 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.

Les panneaux solaires bifaces

Il s’agit d’une invention assez récente dans le domaine du photovoltaïque qui permet un gain de production pouvant atteindre 20 % comparé à une installation classique, ce qui n’est pas négligeable du tout.

Ce surplus de rendement est effectif grâce à l’utilisation des deux faces des panneaux solaires. En d’autres termes, la face avant produit de l’énergie en captant les rayons directs du soleil, quant à la face arrière, celle-ci absorbe les rayons indirects grâce au réfléchissement de la lumière, grâce à l’effet albédo. 

Ce type de technologie ne concerne évidemment pas les installations intégrées au bâti.

Les panneaux aérovoltaïques

Les panneaux solaires hybrides ont la particularité de combiner la technologie photovoltaïque et thermique. La technologie aérovoltaïque permet un gain de production d’électricité allant de 5 à 15 % par rapport à une installation traditionnelle. Ceci est dû grâce au refroidissement des cellules photovoltaïques, provoqué par la récupération de chaleur par l’échangeur thermique. 

Le saviez-vous ?

Chaque degré au-delà de 25 degrés de température peut entraîner une diminution de rendement de 0,5 % sur les panneaux photovoltaïques.

Cependant, ces panneaux sont encore trop onéreux pour que l’investissement atteigne la rentabilité des panneaux solaires classiques.

À titre de comparaison, le prix d’une installation de panneaux photovoltaïques d’une puissance 3 kWc revient entre 8 500 € et 10 500 €. La même installation en aérovoltaïque aurait un coût d’environ 15 000 € et 20 000 €, soit presque le double.

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 de vos 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.

Pour étudier de plus près le rendement des panneaux thermiques, nous devons nous intéresser aux différents capteurs qui peuvent être utilisés. En effet, ces capteurs sont à l’origine de la conversion de la lumière en chaleur.

Les capteurs plans vitrés

Cette technologie est la plus répandue sur le marché. Ces capteurs solaires sont généralement peu coûteux et possèdent un rendement relativement bon d’environ 80 %. Mais ce, majoritairement en période estivale. 

Les capteurs sans vitre

Le rendement de cette installation peut aller jusqu’à 90 %. 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.

Les 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, même si celui-ci avoisine les 50 %. 

Cela s’explique notamment dû au fait qu’ils détiennent une production constante tout le long de l’année, car ils sont moins sensibles aux écarts de température. C’est aussi pourquoi l’on peut constater leur prix relativement plus élevé.

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.

Comme vous l’aurez compris, le rendement moyen d’un panneau solaire photovoltaïque en France dépend :

• du type de panneau ;
• du lieu d’installation ;
• des conditions climatiques. 

Il est difficile de donner une valeur exacte, mais on peut estimer que le rendement moyen se situe entre 14 % et 18 % selon la technologie utilisée.

Pour avoir une idée plus précise du rendement moyen d’un panneau solaire photovoltaïque en France, il est possible d’utiliser des simulateurs en ligne qui prennent en compte les caractéristiques suivantes : 

• le type du module ;
• le lieu d’installation ;
• l’orientation ;
• l’inclinaison ; 
• l’ensoleillement de la toiture. 

Ces simulateurs permettent également d’estimer la production électrique annuelle, les économies réalisées sur la facture d’électricité et de connaître les aides financières auxquelles vous aurez le droit.

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

Vous souhaitez concevoir un projet solaire ? 

Mener à bien votre projet solaire et faites vous accompagner par un expert pour obtenir les meilleurs conseils. Il sera en mesure de vous guider dans l’ensemble des démarches de votre projet et de vous orienter vers un installateur fiable et qualifié RGE (Reconnu Garant de l’Environnement).

Prenez contact en composant le 09 71 07 07 40 (appel non surtaxé) du lundi au vendredi de 09 h 00 à 19 h 30.

Vous l’aurez compris, de nombreux facteurs influencent le rendement d’une installation de panneaux solaires. Il est impératif d’étudier l’ensemble de ces paramètres. En effet, quel que soit le type d’installation que vous désirez, le rendement sera déterminé par ces éléments et aura un impact sur la rentabilité de votre installation.

L’orientation et l’inclinaison de la toiture

L'orientation et l'inclinaison du panneau solaire photovoltaïque sont des facteurs cruciaux pour optimiser l'efficacité de votre système solaire. 

L'orientation idéale pointe vers le sud, car cette direction reçoit le maximum d'ensoleillement tout au long de la journée. Cependant, une orientation vers le sud-est, sud-ouest, est ou ouest peut être envisagée, avec une légère diminution de rendement.

Quant à l'inclinaison idéale, en règle générale, il est recommandé d'incliner le panneau à un angle entre 30 et 35 °C pour maximiser le rendement tout au long de l’année.

L’ensoleillement du toit de la maison

L’ensoleillement du lieu d’installation est un autre facteur qui influence le rendement d’un panneau solaire photovoltaïque. En effet, plus le lieu est ensoleillé, plus le panneau produit de l’électricité.

Le saviez-vous ?

Pour connaître l’ensoleillement de votre toiture, vous pouvez vous renseigner en consultant le cadastre solaire de votre commune. Cette cartographie réfère le potentiel solaire de chaque toiture.

Pour optimiser le rendement de votre installation solaire, il est recommandé de choisir un lieu qui bénéficie d’un bon ensoleillement annuel et qui n’est pas soumis à des ombrages (arbres, bâtiments, etc.).

La température des panneaux

La température du panneau solaire photovoltaïque a également une influence sur le rendement de votre installation solaire. Comme mentionné précédemment, lorsque la température dépasse 25 °C, la production d'électricité du panneau sera affectée, entraînant une diminution de sa performance.

Le saviez-vous ?

Contrairement aux panneaux polycristallins, les panneaux monocristallins voient leur efficacité réduite dans des zones géographiques caractérisées par des températures élevées.

Le nettoyage de l’équipement solaire

Le nettoyage du panneau solaire photovoltaïque est un geste simple, que vous pouvez réaliser vous-même, sans avoir recours à un professionnel. 

C’est une solution très efficace pour optimiser le rendement de votre installation solaire. En effet, la poussière, les feuilles, les fientes d’oiseaux ou tout autre élément qui salit le panneau peut réduire la quantité de lumière captée par le panneau et donc diminuer le rendement.

Pour entretenir votre installation photovoltaïque, il suffit d’utiliser de l’eau et une éponge douce ou un chiffon microfibre. Il faut à tout prix éviter l’utilisation des produits chimiques ou abrasifs qui pourraient endommager le panneau. Il faut également éviter de nettoyer le panneau lorsqu’il est chaud, car cela pourrait provoquer des chocs thermiques et des fissures.

À quelle fréquence nettoyer ses panneaux solaires ?

La fréquence de nettoyage dépend de l’environnement du lieu d’installation. Il est tout de même conseillé de vérifier régulièrement l’état du panneau et de le nettoyer au moins une fois par an, de préférence au printemps ou à l’automne.

Pour améliorer le rendement d’un panneau solaire photovoltaïque, il faut optimiser les facteurs que nous venons de voir à l’instant, c’est-à-dire l’orientation, l’inclinaison, l’ensoleillement, la température et le nettoyage de l’équipement.

Cependant, il existe d’autres pratiques pour optimiser le rendement d’un module, comme les micro-onduleurs ou les optimiseurs de puissance :

• le micro-onduleur : ce dispositif améliore le rendement de votre installation grâce à une meilleure gestion de l’ombrage. Contrairement à un onduleur central, le micro-onduleur évite les pertes liées à la conversion centralisée et permet à chaque module de fonctionner à son point de puissance maximale ;
• l’optimiseur de puissance : cet équipement vient réguler la tension et le courant de chaque panneau ou de chaque groupe de panneaux. Ils permettent ainsi d’éviter les pertes liées aux ombres, aux salissures ou aux défauts des panneaux et d’optimiser le rendement de l’installation solaire.

En améliorant le rendement d’un panneau solaire photovoltaïque, vous augmentez la production électrique de votre installation solaire et réduisez votre facture d’électricité. Vous contribuez également à la transition énergétique et à la protection de l’environnement.