By William Avec le coût de l’énergie traditionnelle qui ne cesse d’augmenter, nombreux sont les foyers français qui ont fait le choix des énergies alternatives à travers l’installation de panneau photovoltaïque. Les panneaux photovoltaïques permettent de bénéficier d’une source d’énergie renouvelable, sans déchets, produite de manière locale. L’énergie produite contribue fortement à réduire la dépendance énergétique vis-à-vis du réseau traditionnel. Il s’agit en effet d’une énergie parfaitement rentable. Le rendement énergétique de vos panneaux solaires représente la quantité d’énergie solaire transformée en énergie électrique. Il est plus ou moins difficile de calculer le rendement énergétique d’une installation solaire, car cela dépend de plusieurs critères.
À quoi correspond le rendement énergétique des panneaux solaires ?
Le rendement des panneaux solaires correspond en réalité à la quantité d’électricité qui est produite par rapport à l’énergie solaire descendante. D’un point de vue purement scientifique, il s’agit de la puissance maximale divisée par l’irradiation multipliée par la surface. Lorsqu’on considère les panneaux solaires, le rendement énergétique est en effet le rapport entre la quantité d’énergie électrique entrante et sortante d’un système. En d’autres termes, il s’agit de la quantité d’énergie solaire transformée en énergie électrique. Toutefois, le rendement total, c’est-à-dire le productible d’un panneau solaire ne peut être évalué sur le seul panneau photovoltaïque. D’autres éléments principaux entrent en ligne de compte pour une meilleure évaluation.
Il s’agit de :
- L’irradiation ;
- Le rendement des panneaux solaires ;
- Le rendement du système.
Le rendement des panneaux solaires varie généralement entre 7 et 24 %. Cette variation se justifie par la technologie utilisée et la qualité des installations photovoltaïques.
L’irradiation
Encore appelée « rayonnement solaire », l’irradiation représente le total d’énergie par m² distribuée par le soleil. Les données exactes dépendent en grande partie de la façon dont les panneaux solaires sont installés et de la météo. De façon pratique, il est question de l’orientation de votre maison, l’inclinaison de la toiture, le niveau d’ensoleillement de la maison, la propreté des panneaux solaires et les ombres ou obstacles.
Dans bien de cas, l’idéal serait de préférer une orientation plein sud pour bénéficier au mieux du soleil. Mais, l’orientation pleine sud n’est pas la seule envisageable. En effet, il existe d’autres orientations pratiques qui jouissent d’une production excellente de l’énergie solaire. De ce fait, vous pouvez obtenir un rendement meilleur en fonction de l’orientation des panneaux photovoltaïques (orientation sud-est, sud-ouest, Est ou Ouest).
Dès lors que vous aurez adopté l’orientation adaptée pour les panneaux solaires, il vous faudra maintenant faire une estimation de l’inclinaison de la toiture. Une inclinaison optimale de la toiture est comprise entre 30 et 35 °. Ce degré d’inclinaison est ce qui est le plus adopté en France et permet d’avoir un meilleur rendement sur toute l’année.
En ce qui concerne le niveau d’ensoleillement de votre maison, il est différent de celui de votre région. En effet, plusieurs facteurs liés à la météo peuvent engendrer d’importantes variations de productible solaire entre deux maisons qui sont pourtant dans la même région. Dans le cas d’espèce, le niveau d’ensoleillement permet à vos panneaux de recevoir une quantité donnée d’énergie selon le positionnement de la maison.
Entre autres éléments entrant dans l’évaluation du rendement de vos panneaux solaires, on notera la propreté de vos panneaux solaires. En effet, l’entretien régulier des panneaux participe de son rendement. Des panneaux non entretenus ou pas du tout entretenus peuvent contribuer à faire baisser le rendement des installations. Des panneaux solaires nettoyés de façon régulière garantissent une production d’environ 2 % supérieure à des panneaux n’ayant pas bénéficié d’entretien. Enfin, il est conseillé de tenir compte de l’environnement immédiat avant de faire la pose des panneaux solaires, car en présence d’obstacles naturels comme les arbres, une chaîne de montagnes, la performance de votre installation pourrait baisser.
Le rendement des panneaux solaires
Outre l’irradiation, la taille et la puissance des panneaux influencent le rendement des installations. En effet, le ratio de la taille et de la puissance donne un rendement qui est exprimé en pourcentage. Le rendement des panneaux solaires est corrélé à l’irradiation et au rendement du système.
Par ailleurs, en fonction du type de panneau photovoltaïque, le rendement peut varier sensiblement. Si vous utilisez un panneau solaire au silicium amorphe dans un environnement bénéficiant d’un niveau d’ensoleillement faible ou diffus, le rendement obtenu pourra osciller entre 5 et 7 %. Par contre, avec un panneau solaire au silicium monocristallin, vous obtiendrez un rendement de l’ordre de 16 à 24 %. Et s’il s’agit d’un panneau solaire au polycristallin, votre rendement sera entre 14 et 18 %. Si vous souhaitez avoir une meilleure compréhension, cliquez ici pour avoir l’appui d’une équipe technique qui réalisera avec vous l’étude complète de votre installation en tenant compte de votre habitation, de vos besoins réels et de votre consommation. Le but de cette étude est de faire un calcul des performances de votre installation avec des outils de dimensionnement.
En résumé, dans la plupart des cas, les panneaux mono ou polycristallins sont les plus recommandés, car ils bénéficient d’un bon rapport qualité/prix et ont l’avantage d’être plus esthétiques.
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Le rendement du système
Le rendement du système fait partie des composantes à considérer par rapport à celui de votre installation photovoltaïque. Le rendement du système fait référence à tous les facteurs qui auront d’impact sur le système. Il peut s’agir du câblage, de l’onduleur et des différentes technologies employées. En effet, la performance ratio (PR) va contribuer à identifier les pertes causées par le système en termes d’effet joule. En fonction de la qualité de l’onduleur, la performance ration peut varier de 75 % à 90 %. Outre la performance ratio, notez que les panneaux solaires peuvent plus ou moins bien fonctionner au-delà d’une certaine température. Lorsqu’elles sont exposées à de hautes variations de température, les cellules photovoltaïques vont perdre une partie de la quantité d’énergie. Ce qui constitue un frein non négligeable pour le rendement de votre installation photovoltaïque. Certes, les panneaux sont fabriqués pour résister à de fortes chaleurs, mais cela peut avoir un impact conséquent sur le rendement.
En somme, les panneaux solaires perdent une partie de leur efficacité quand la température surchauffe. Ce qui veut dire que la performance d’un panneau solaire dépend seulement de l’ensoleillement et non de l’intensité de la chaleur. Une température de 25 °C est parfaite pour assurer un fonctionnement optimal des panneaux solaires.
Comment calculer le rendement énergétique de vos panneaux photovoltaïques ?
Le calcul du rendement énergétique de votre installation s’obtient par la division de la quantité d’énergie obtenue (appelée énergie utile) par un équipement ou un matériau par la quantité d’énergie de départ consommée (appelée énergie absorbée). Pour avoir les données en pourcentage, il vous faudra multiplier le résultat obtenu par 100. De ce fait, on peut estimer alors qu’en fonction du calcul, un réfrigérateur aura un rendement énergétique qui oscille entre 20 % et 50 %. Par contre, une ampoule à incandescence donnera un rendement énergétique de 5 % et un LED, au-delà de 30 %.
Cas pratique
Par exemple, si votre toit fait 20 m² et que vous souhaitez générer 3500 kWh d’électricité de façon annuelle, il faudra :
- Formule : rendement d’un panneau solaire = Puissance/Superficie (m²) x 1000 ;
- Taux de rendement : 300/(1,5 x 1000) = 20 % ;
- Nombre de panneaux solaires : 3500 kWh/300 Wc = ± 12 panneaux ;
- Superficie requise : 12 x 1,5 = 18 m².
Comment augmenter le niveau de rendement de son panneau photovoltaïque ?
Il n’est pas vraiment possible de jouer sur le rendement de vos panneaux photovoltaïques. Toutefois, vous avez la possibilité d’optimiser le rendement de votre installation. Pour le faire, il vous faudra :
- Éviter les prix trop alléchants et attractifs : pensez à payer votre installation solaire à son juste prix ;
- Éviter de vendre le surplus d’énergie : consommez l’électricité que vous produisez ;
- Faire usage de l’énergie disponible immédiatement : il est important de programmer à l’avance vos équipements lorsque vous êtes absent la journée pour utiliser l’énergie directement.
Combien de temps pour un retour sur investissement ?
Le rendement d’une installation de panneaux photovoltaïques est un élément fondamental pour la détermination de sa rentabilité et le délai de récupération de votre investissement. Pour calculer la rentabilité des panneaux solaires, vous devez avoir une idée de leur rendement. En l’espèce, le rendement d’un panneau solaire représente la quantité d’énergie qu’il produit en kilowattheures.
Pour déterminer ce rendement, il vous faudra connaitre la puissance du panneau qui est exprimée en Watt-crête (Wc). Il est presque impossible d’avoir un panneau qui produit toujours la même quantité d’électricité de façon constante. La production varie en fonction de l’ensoleillement, de l’orientation du panneau, de l’ombre, de la température, etc. En d’autres termes, votre panneau solaire ne pourra jamais atteindre sa capacité maximale.
En conclusion, les panneaux photovoltaïques sont d’excellents moyens pour réaliser des économies. Si vous souhaitez passer à l’énergie renouvelable pour votre habitat, faites appel à un installateur qualifié qui est compétent pour vous installer des panneaux conçus pour le long terme, reconnu et offrant les meilleurs rendements et garanties du marché.
