Comment calculer la production de vos panneaux solaires ?

Solaire

23/12/2024

La production d'un panneau solaire photovoltaïque correspond à la quantité d'électricité générée lorsque les cellules captent le rayonnement solaire. Elle dépend de facteurs comme la puissance nominale installée, l'ensoleillement local et les pertes (ombrage, température, etc.). Le productible photovoltaïque annuel, exprimé en kWh/kWc, permet de comparer la productivité des installations.

Pour une installation de 1000 kWc en toiture, soit 2 panneaux, il varie de 900 à 1 600 kWh/kWc selon la région en France. Bien que théorique, ce calcul donne une première estimation de la production attendue. Voyons de plus près de quoi il retourne pour calculer le rendement potentiel de votre installation.

Qu'est-ce que la production des panneaux solaires photovoltaïques ?

La production des panneaux solaires photovoltaïques désigne la quantité d'électricité générée lorsque les cellules photosensibles des modules captent le rayonnement solaire. Cette production est généralement exprimée en kilowattheures (kWh).

Il est important de bien distinguer la production du rendement. Ce dernier correspond à l'efficacité de conversion de l'énergie solaire incidente en électricité, exprimé en pourcentage. Le rendement représente en quelque sorte la performance intrinsèque d'un panneau.

La production, elle, dépend de plusieurs facteurs comme la puissance nominale du panneau (en kWc), sa surface de captation, la quantité de rayonnement solaire reçue bien sûr, mais aussi son rendement de conversion. Ainsi, deux installations de même puissance nominale pourront avoir des productions différentes si leurs panneaux n'ont pas le même rendement.
La notion de productible photovoltaïque désigne la quantité d'énergie produite par une installation sur une période donnée, généralement une année. Le productible annuel est exprimé en kWh/kWc, il représente le nombre de kWh produits par chaque kWc installé sur l'année. C'est un indicateur permettant de comparer la productivité de différentes installations.

Pour une installation de 1000 kWc, avec des panneaux au silicium monocristallin, on peut tabler sur un productible annuel de :

900 à 1 100 kWh pour la moitié nord de la France
1 200 à 1 400 kWh pour la partie centrale de la France
Jusqu'à 1 500 à 1 800 kWh pour la moitié Sud de la France

Ces chiffres illustrent bien l'importance de l'ensoleillement sur la production.

Comment calculer la production de votre installation solaire ?

Pour estimer la production annuelle d'électricité d'une installation photovoltaïque, la première étape consiste à calculer sa puissance nominale totale installée, exprimée en kilowatt-crête (kWc). On l'obtient simplement en multipliant la puissance unitaire des panneaux par leur nombre.

Ensuite, il faut se baser sur les données d'ensoleillement moyen annuel pour le lieu d'implantation, généralement exprimées en kWh/m² par an. On applique alors un facteur de rendement énergétique qui tient compte des pertes réelles par rapport aux conditions optimales de test en laboratoire. Par sécurité, vous pouvez prendre un facteur de 0,80.

Exemple : Ainsi, pour une installation de 6 kWc à Nantes, qui connait plus de 2000 heures d’ensoleillement par an, c’est-à-dire 1525 kWh/m²/an et un facteur 0,8 :

Production théorique max = 6 kWc x 1 525 kWh/m² x 0,8 = 7320 kWh/an
Soit un productible de 7 320 /6 = 1 220 kWh/kWc installé

On obtient ainsi une estimation de la production électrique théorique pour l'installation. Mais d'autres facteurs vont l'impacter ! Une méthode plus précise consiste à utiliser les données mensuelles d'ensoleillement et à appliquer le calcul mois par mois, en prenant en compte les différents facteurs de pertes (ombrages, température, inclinaison, etc). Sans oublier l’orientation de la toiture et son inclinaison, on obtient alors l'estimation de production la plus fiable.

Le logiciel de simulation photovoltaïque des conseillers en solutions solaires OÏKA compilent les données de Météo France des 25 dernières années. En ajoutant tous les facteurs évoqués ci-dessus, nous sommes en mesure de calculer très précisément la production de votre projet d’installation à partir de cet historique et même de se projeter sur les 20 années suivantes.

Les facteurs influant sur la production d'une installation photovoltaïque

Voici quelques facteurs indispensables agissant sur la production d'une installation photovoltaïque. Notez que tous doivent être pris en compte car ils vont réduire de façon plus ou moins importante la production électrique réelle par rapport à la valeur théorique dont on parlait un peu plus haut.

Les facteurs externes: Orientation et inclinaison des panneaux : une orientation plein sud avec une inclinaison de 30 à 35° est idéale pour nos latitudes.

Emplacement géographique et ensoleillement : plus le rayonnement solaire est important, plus la production augmente. Les régions ensoleillées du sud atteignent 1 600 à 1 800 kWh/m²/an contre 900 à 1 200 au nord.

Saison et heure de la journée : la production varie selon la course du soleil au fil des saisons et des heures de la journée. L'été correspond au pic de production.

Température des modules : à partir d'environ 25°C, chaque degré supplémentaire fait baisser le rendement d'environ 0,5%.

Ombrages partiels : même un léger ombrage projeté sur une partie des panneaux affecte la production de toute la chaine/branche de modules.

Encrassement des surfaces : une couche de poussière, pollution, pollen, salissures peut réduire la production de 5 à 15% si les panneaux ne sont pas nettoyés régulièrement avec une eau déminéralisée.
Les facteurs liés aux panneaux solaires: Puissance nominale totale installée : plus elle est élevée, plus la production augmente à ensoleillement égal.

Surface totale des panneaux : une plus grande surface de captation permet de capter plus d'énergie solaire.

Vieillissement des modules : Si la durée de vie d’un panneau solaire peut aller jusqu’à 50 ans, sa capacité de production diminue au fil des années.

La perte de puissance des modules est ainsi évaluée à 0,5% par an en moyenne par les constructeurs.

Bonnes pratiques pour l'installation: Une installation photovoltaïque correctement réalisée dès le départ est primordiale pour assurer une production optimale sur le long terme. Voici les principales bonnes pratiques à suivre lors de l'installation :

Respecter scrupuleusement les préconisations du fabricant en termes d'orientation, d'inclinaison, d'espacement entre rangées, etc.

Assurer un câblage soigné, avec des câbles de section suffisante pour limiter les pertes en ligne.

Mettre en œuvre une mise à la terre efficace de toute l'installation pour des raisons de sécurité et de protection contre la foudre.

Veiller à la compatibilité électrique entre tous les composants (panneaux, onduleurs, protections).

Appliquer les réglementations en vigueur notamment pour le raccordement au réseau électrique.

Mais surtout… faire réaliser l'installation par une société qualifiée RGE (Reconnu Garant de l'Environnement).

Une installation mal dimensionnée ou réalisée sans les précautions nécessaires verra ses performances se dégrader prématurément.
Maintenance et entretien préventifs: Un entretien régulier est indispensable tout au long de la durée de vie d'une centrale solaire. Voici les bonnes pratiques de maintenance préventive :

Planifier un nettoyage régulier des panneaux, idéalement tous les 6 mois ou après chaque épisode de salissures importantes (pollution, poussières désertiques, etc.) et a minima une fois par an

Respecter le protocole préconisé par le fabricant pour le nettoyage.

Vérifier régulièrement l'absence d'ombrages évolutifs (constructions nouvelles, pousse d'arbres, etc.)

Faire réaliser une inspection annuelle par un professionnel qualifié pour détecter d'éventuels dysfonctionnements.

Surveiller en permanence la production réelle grâce au système de monitoring pour détecter rapidement toute dégradation anormale des performances.

Ce suivi et cette maintenance préventive sont essentiels pour garantir des performances durables. Une installation laissée à l'abandon peut voir sa productivité chuter de façon critique après seulement quelques années de fonctionnement.

Surveiller et analyser la production photovoltaïque : mode d'emploi

Au-delà des simulations, il est essentiel de surveiller la production réelle d'une centrale solaire pour s'assurer qu'elle correspond bien aux prévisions.

La plupart des installations sont équipées de dispositifs de monitoring qui relèvent en permanence les données de production. Ces données sont précieuses pour détecter d'éventuels dysfonctionnements (panne d'onduleur, encrassement excessif, ombrages, etc.) et permettent d'analyser finement les performances. On peut ainsi comparer la productivité réelle à la productivité théorique, identifier les éventuels écarts et leurs causes.

Grâce au monitoring vous pouvez ainsi assurer un meilleur suivi de la production et une maintenance prédictive, en planifiant au mieux les interventions de nettoyage par exemple. C'est un outil essentiel pour garantir les meilleures performances de votre installation sur le long terme, pendant toute sa durée de vie, c’est-à-dire près de 50 ans.

La production d'électricité des panneaux solaires diminue progressivement avec le temps à cause du vieillissement naturel des composants. En moyenne, on estime une baisse du rendement d'environ 0,5 % par an.

Ainsi, pour une installation neuve, la production sera généralement maximale la première année. Puis elle déclinera pour atteindre 87,4% au bout de 30 ans (données constructeur des panneaux proposés par OÏKA). La courbe de dégradation n'est cependant pas parfaitement linéaire. La baisse est souvent un peu plus rapide les premières années (1-2 % par an) avant de se stabiliser autour de 0,5 %/an.

À noter : Un bon monitoring permet de suivre précisément cette baisse de production année après année et de détecter d'éventuelles dégradations anormales pour intervenir à temps.