Rendement d'un panneau solaire : calcul et conseils

Solaire

19/12/2024

Le rendement d'un panneau solaire est un élément central de l'efficacité des systèmes photovoltaïques. Le rendement d'un panneau solaire est un élément central de l'efficacité des systèmes photovoltaïques. En termes simples, il représente la proportion d’énergie solaire captée par les panneaux, et transformée en électricité utilisable. L’optimisation de ce rendement permet non seulement d’augmenter la production d'énergie, mais aussi de maximiser les économies réalisées sur vos factures d’électricité.

Comment fonctionne un panneau solaire ?

Avant d'en venir au rendement d'un panneau solaire, rappelons comment ceux-ci fonctionnent. Au cœur de chaque panneau photovoltaïque se trouvent des cellules qui captent les photons, ces particules de lumière provenant du soleil. Lorsqu’un photon frappe une cellule, il excite les électrons présents dans le matériau semi-conducteur (qui est généralement du silicium). Ce mouvement crée un courant électrique continu, qui est ensuite converti en courant alternatif grâce à un onduleur (ou des micro-onduleurs) pour être utilisable par vos appareils ou injecté dans le réseau électrique.

À noter qu'il existe également des panneaux thermiques. Dans ce cas, l’énergie captée ne produit pas d’électricité, mais chauffe un fluide caloporteur circulant dans des tubes intégrés au panneau. Cette chaleur peut ensuite être utilisée pour produire de l’eau chaude sanitaire ou alimenter des systèmes de chauffage. Les panneaux hybrides, quant à eux, combinent ces deux mécanismes, offrant une double production : de l’électricité et de la chaleur.

Ces trois types de panneaux exploitent la lumière du soleil de différentes manières, mais ils partagent un objectif commun : capter un maximum d’énergie solaire et la convertir efficacement. C’est ici qu’intervient la notion de rendement, un indicateur essentiel pour évaluer leur performance.

Le fonctionnement optimal d’un panneau dépend de plusieurs facteurs : la qualité des cellules, l’intensité lumineuse reçue, et l’absence d’obstacles qui pourraient bloquer les rayons du soleil.

On dit alors que plus un panneau capte de lumière et la transforme efficacement en électricité, plus son rendement est élevé.

Pour un panneau photovoltaïque, le rendement mesure le pourcentage d’énergie lumineuse convertie en énergie électrique. Par exemple, un panneau avec un rendement de 20 % convertit 20 % de l’énergie captée en électricité utilisable. Les panneaux solaires de dernière génération tel que ceux référencés par OÏKA possèdent un rendement dépassant les 22%.

Le rendement surfacique

Il indique la proportion d’énergie solaire captée par unité de surface. Ce type de rendement est particulièrement utile pour comparer les performances des panneaux dans des espaces limités. Plus le rendement surfacique est élevé, moins il faut de surface pour produire une certaine quantité d’énergie.

Le rendement cellulaire

Ce rendement se concentre sur l’efficacité d’une cellule photovoltaïque individuelle. Les cellules monocristallines, par exemple, ont généralement un rendement plus élevé que les cellules polycristallines d’ancienne génération, ce qui influence la performance globale du panneau.

Le rendement linéaire

Il mesure la performance du panneau sur toute sa durée de vie. Il prend en compte la dégradation progressive des matériaux, ce qui permet d’évaluer la stabilité du rendement dans le temps.

Rendement, capacité de production et rentabilité des panneaux solaires

Ces trois concepts sont essentiels pour comprendre la performance d’une installation solaire, mais ils ont des significations distinctes :

Le rendement : il s’agit de l’efficacité avec laquelle un panneau solaire convertit l’énergie solaire en énergie électrique. Exprimé en pourcentage, le rendement reflète la qualité technologique du panneau.
La capacité de production : ce terme fait référence à la quantité totale d’énergie produite par un panneau ou une installation sur une période donnée (exemple : kWh par an). La capacité de production dépend non seulement du rendement, mais aussi de facteurs comme la surface des panneaux, l’intensité de l’ensoleillement et les conditions d’installation (orientation, inclinaison, etc.).
La rentabilité : elle mesure le bénéfice économique d’une installation solaire en fonction des économies réalisées sur les factures d’énergie et des revenus potentiels (avec la vente d’électricité ou l'autoconsommation). Elle prend en compte les coûts initiaux, les aides financières disponibles et la longévité des panneaux.

Une installation bien dimensionnée, avec un bon rendement et une forte capacité de production, offre généralement une rentabilité optimale à long terme.

Comment connaitre le rendement d'un panneau photovoltaïque ?

Le calcul du rendement d’un panneau solaire permet de mesurer son efficacité énergétique. Cette mesure exprime le pourcentage de l’énergie solaire captée par le panneau qui est convertie en électricité utilisable.

Les fiches techniques des panneaux photovoltaïques précisent leur rendement.

Les facteurs d'influence du rendement d'une installation solaire

Le rendement d'un panneau solaire est une donnée indicative qui peut varier en conditions réelles en fonction de plusieurs facteurs comme l'irradiation, le taux d'ensoleillement, l'inclinaison, l'orientation ou encore la température des panneaux

Le rayonnement solaire: Le rendement d’un panneau solaire dépend de plusieurs facteurs environnementaux et techniques. Le premier d’entre eux est le rayonnement solaire, qui mesure l’intensité de la lumière que les panneaux reçoivent.

Pour cela, il est primordial de veiller à la bonne position du panneau par rapport au soleil. En effet, pour maximiser la production d’énergie, il est essentiel que le panneau soit orienté de manière optimale et incliné à un angle qui maximise l’absorption des rayons.

Le niveau d’ensoleillement ou la quantité d'heures de soleil reçues a également une grande influence, tout comme la propreté du panneau. En effet, toute poussière ou saleté peut réduire l’efficacité des cellules photovoltaïques. De plus, l'ombrage par des arbres ou des bâtiments peut fortement diminuer la production d’énergie, car une petite partie ombragée peut entraîner une baisse significative du rendement de tout le panneau.
Les pertes potentielles du système: Les pertes dans un système photovoltaïque ne se limitent pas uniquement à l’efficacité des panneaux eux-mêmes, mais peuvent également survenir à travers ses composants comme les câblages ou les onduleurs. Un dysfonctionnement peut par exemple réduire la quantité d'énergie qui parvient effectivement à être utilisée.

Par ailleurs, la température extérieure joue aussi un rôle important : bien que la chaleur ne bloque pas l'activité des panneaux, des températures trop élevées peuvent en réduire le rendement. En été, par exemple, les panneaux solaires deviennent moins efficaces sous l'effet de la chaleur intense, ce qui peut nuire à leur production d'énergie.

Enfin, les panneaux solaires perdent de leur efficacité avec le temps. Cette dégradation est relativement faible, mais elle s'accumule au fil des années. Cependant, la durabilité des panneaux solaires, qui peut dépasser 40 ans, permet de compenser cette perte sur le long terme, rendant l’investissement rentable malgré ces facteurs.

L'optimisation du rendement: Comme nous l'avons vu, l’orientation et l’inclinaison des panneaux sont primordiales : pour capter le maximum d’énergie solaire, les panneaux doivent être positionnés face au soleil, avec un angle adapté à votre localisation géographique et aux saisons. En France, on conseille une orientation plein sud et un angle de 30 à 35°. Cela garantit une exposition optimale tout au long de la journée.

En parallèle, il est essentiel de vérifier qu'aucun obstacle ne cause d'ombre sur vos panneaux, que ce soit des arbres, des bâtiments ou d'autres objets. Même une ombre partielle peut réduire considérablement la production d’énergie.
L'installation professionnelle : un incontournable: Une installation mal réalisée peut provoquer des problèmes d’orientation, d’inclinaison ou de câblage, ce qui risque de réduire les performances de votre système. C’est pourquoi il est essentiel de confier cette tâche à des professionnels qualifiés. En choisissant un installateur RGE (Reconnu Garant de l’Environnement) comme OÏKA Solaire, vous bénéficiez d’une installation conforme aux normes de qualité et de sécurité.

Le choix du matériel joue aussi un rôle essentiel dans le rendement et la durabilité de vos panneaux photovoltaïques. Des panneaux de haute performance pour un haut rendement, combinés à des onduleurs fiables, garantissent une conversion optimale de l’énergie solaire.
La maintenance : la clé d’un rendement durable: Même avec une installation impeccable, l’entretien des panneaux solaires est indispensable pour préserver leur performance sur le long terme.

L’accumulation de poussière ou de feuilles peut réduire la quantité d’énergie captée par les panneaux. De plus, des inspections régulières permettent de détecter d’éventuelles anomalies, comme des microfissures ou des connexions endommagées, avant qu’elles n’affectent gravement le rendement.

OÏKA Solaire propose pour cela des contrats de maintenance adaptés pour surveiller et optimiser les performances de vos panneaux.

Quel est le rendement d'un panneau photovoltaïque en hiver ?

Le rendement des panneaux solaires en hiver est généralement plus faible qu'en été en raison de plusieurs facteurs : une durée d’ensoleillement réduite et des rayons solaires plus inclinés.

Toutefois, les températures basses peuvent compenser partiellement cette baisse, car les panneaux photovoltaïques fonctionnent mieux dans des conditions fraîches. En France, un panneau solaire bien installé peut produire en hiver entre 30 % et 60 % de ce qu'il génère en été, selon la région et les conditions météorologiques.

Bien que la production des panneaux solaires soit plus faible en hiver, une installation photovoltaïque reste rentable sur l’ensemble de l’année. En effet, la baisse de rendement hivernal est largement compensée par une production plus élevée au printemps et en été, où les journées sont plus longues et l’ensoleillement maximal.

Un panneau solaire d'une puissance de 500 Wc peut produire en moyenne entre 1,5 et 2,5 kilowatts-heures (kWh) d'électricité par jour, soit en moyenne entre 550 et 900 kWh par an.

Quelle production avec 3kWc par jour ?

En France, une installation photovoltaïque de 3 kWc, soit 6 panneaux de 500 Wc, génère en moyenne entre 3 300 et 5 400 kWh par an, selon l’ensoleillement régional. Cela correspond à une production journalière moyenne comprise entre 9 et 15, avec des variations saisonnières.

Finalement, maximiser le rendement, c’est optimiser la production d’énergie, réduire les factures d’électricité et augmenter la rentabilité de votre investissement sur le long terme. Pour atteindre ces objectifs, une installation soignée, un choix de matériel de qualité et un entretien régulier sont indispensables. OÏKA Solaire, en tant qu’expert en solutions photovoltaïques, vous accompagne à chaque étape : de l’installation réalisée dans les règles de l’art à la maintenance continue pour garantir des performances optimales.