Les panneaux photovoltaïques permettent de produire de l’électricité verte et gratuite pour son autoconsommation. Grâce à une centrale solaire, faire jusqu’à 40% d’économies énergétiques est possible. Cependant, la rentabilité de l’installation dépend en partie de sa capacité à produire de l’énergie. Quelle est alors la production d’un panneau solaire en kWh et au m2 ? Quels sont les facteurs qui l’influencent ?
Plusieurs critères sont à prendre en compte pour évaluer la production d’un panneau solaire.
La production d’un panneau solaire désigne la quantité d’électricité qu’il peut fournir pendant une période donnée. Il s’agit de la production moyenne que le panneau peut délivrer, et qui est mesurée en kWh (kilowattheure). Elle peut être mesurée de façon quotidienne, mensuelle, à l’année, ou au m2.
Le calcul de la production d’un panneau solaire tient compte de trois paramètres :
Plusieurs facteurs peuvent faire varier la production d’une installation photovoltaïque.
La puissance d’un panneau solaire désigne la capacité de production électrique maximale d’un panneau solaire dans des conditions optimales. Elle est exprimée en watt-crête (Wc) ou kilowatt-crête (kWc). Un panneau plus puissant produit davantage d’électricité.
La puissance d’un panneau photovoltaïque varie notamment en fonction des conditions environnantes (température, irradiation solaire, etc.). Elle dépend aussi des conditions d’installation (inclinaison, orientation) et de la qualité du panneau (type de cellules solaires, etc.).
Ainsi, la puissance est un facteur déterminant dans la production d’un panneau solaire photovoltaïque. À titre d’exemple, un panneau solaire de 300 Wc produit 300 Wh d’électricité dans des conditions optimales.
Pour une installation composée de 10 panneaux de 300 Wc, la puissance nominale totale fournie est de 3000 Wc, soit 3 kWc. Cela donne une capacité de production de 3000 Wh ou 3 kWh.
Cependant, les conditions optimales sont rarement atteintes, ce qui donne une puissance réelle correspondant à environ 80% de la puissance nominale. Cela donne une production de 240 Wh en conditions réelles.
La quantité d’énergie photovoltaïque produite dépend aussi du rendement du panneau. Il s’agit du rapport entre la quantité d’électricité réellement produite et la quantité d’énergie solaire reçue à la surface du panneau.
Le rendement désigne ainsi la capacité du panneau à convertir une certaine quantité d’énergie solaire en électricité. Un meilleur rendement permet ainsi de produire plus d’électricité.
Bon à savoir :
Les panneaux monocristallins sont les plus efficaces avec un rendement compris entre 18 et 24%. Reconnaissables à leur coloris noir et leur aspect homogène, ils sont constitués de cellules monocristallines issues d’un seul cristal de silicium.
Les panneaux polycristallins ont, quant à eux, un rendement allant de 13 à 18%. Ils sont fabriqués avec plusieurs cristaux de silicium.
Pour déterminer la production d’une installation photovoltaïque, il faut également connaître sa surface en m2, qui est elle-même obtenue par le nombre de panneaux installés. Plus la taille de la centrale solaire est importante, plus il produira de l’électricité.
Pour rappel, les panneaux solaires fonctionnent, grâce au rayonnement solaire. Le taux d’ensoleillement est donc déterminant dans la capacité d’un panneau photovoltaïque à produire de l’électricité. Il est élevé dans le sud et plus faible dans la partie nord de la France.
Ces deux facteurs influent également sur la capacité de production des panneaux solaires photovoltaïques. En effet, pour une efficacité optimale, ils doivent être orientés plein sud et inclinés à un angle compris entre 30 et 35°. Cependant, une orientation sud-est, sud-ouest, est ou ouest offre également de bons résultats.
La présence d’ombrages impacte la production d’un panneau solaire. Les ombres portées diminuent le rendement des panneaux et par conséquent, leur puissance et leur production aussi.
Il existe plusieurs autres facteurs pouvant avoir une influence sur la production d’un panneau solaire.
Les modules photovoltaïques sont sensibles à la chaleur. Leur rendement est optimal à une température de 25°C. Au-delà et pour chaque degré supplémentaire, leur rendement baisse d’environ 0,5%. Pendant les périodes de fortes chaleurs ou de canicule, les panneaux solaires produisent donc moins d’électricité.
En hiver, la production d’une installation photovoltaïque est moindre en raison du manque d’ensoleillement. C’est en été qu’elle produit le plus d’électricité, sauf lors des périodes de canicule.
Pour fonctionner, les panneaux photovoltaïques captent la lumière visible du soleil afin de la transformer en électricité. Il ne doit pas y avoir d’obstacle au passage des rayons solaires pour assurer un bon rendement et une production optimale.
Les panneaux solaires doivent ainsi rester propres. S’ils sont encrassés, ils peuvent subir une baisse de rendement allant de 2 à 10%, ce qui impacte également la production de l’installation. C’est pourquoi il est recommandé de les nettoyer deux fois par an.
La qualité des micro-onduleurs ou de l’onduleur central peut aussi influencer la capacité de production d’un panneau solaire. Il faut rappeler que ces dispositifs ont pour rôle de convertir le courant continu produit par les cellules solaires en courant alternatif.
Ils représentent un maillon important de l’installation et peuvent avoir un impact sur la production des panneaux.
La qualité des câbles va aussi avoir un impact non-négligeable sur la production d’une installation photovoltaïque. Des câbles de moindre qualité peuvent engendrer des pertes électriques et réduire la quantité d’électricité produite par la centrale solaire photovoltaïque.
L’âge de l’installation est aussi un autre facteur pouvant avoir une influence sur la production de la centrale solaire photovoltaïque. Plus précisément, le rendement d’un panneau photovoltaïque baisse de 0,5 à 0,7% par an. En conséquence, la centrale solaire produit de moins en moins d’électricité au fil du temps, bien que la baisse soit imperceptible.
À noter :
Les panneaux photovoltaïques ont une durée de vie comprise entre 25 et 40 ans. Les fabricants offrent une garantie de rendement linéaire comprise entre 80 et 90% au bout de 25 ans environ. Cela signifie que les panneaux gardent au moins 80 à 90% de leur capacité de production après 25 ans.
Pour connaître la production en kWh (en kilowatt par heure, soit production par heure), il faut tenir compte :
Le calcul peut ensuite se faire sur une base quotidienne, mensuelle ou à l’année.
Selon la zone géographique, la production d’un panneau solaire de 1 kWc (kilowatt-crête) est comprise entre 800 et 1400 kWh par an. Pour une installation de 3 kWc (la plus courante), la production annuelle s’élève ainsi entre 2400 et 4200 kWh.
Si l’installation est composée de 10 panneaux de 300 Wc, la production de chaque panneau est estimée entre 240 et 420 kWh/an.
Pour calculer la production d’un panneau solaire par m2, il faut connaître sa surface totale et sa production à l’année. Il suffit ensuite de diviser la production totale annuelle par la surface totale de l’installation. Pour rappel, une installation photovoltaïque de 1 kWc a une production de 800 è 1400 kWh/an selon la région.
Une installation composée de 8 panneaux de 1,6 m2 et d’une puissance de 400 W chacun a une surface totale de 14 m2 environ. La puissance totale du système photovoltaïque étant de 3,2 kWc, la production annuelle est ainsi comprise entre 2560 et 4480 kWh/an. La production du panneau solaire par m2 est alors comprise entre 183 et 320 kWh/m2.
Voici un tableau résumant la production annuelle moyenne selon la zone géographique.
| Zone géographique | Capacité de production |
|---|---|
| Île-de-France, Nord-Est | 800 à 1000 kWh/kWc |
| Bretagne, Haute-Savoie, Pays de la Loire | 1000 à 1100 kWh/kWc |
| Occitanie (sud-est), Aquitaine, Rhône-Alpes | 1100 à 1200 kWh/kWc |
| Corse + zone sud | 1200 à 1400 kWh/kWc |
Pour une installation de 4 kWc, la puissance réelle est de 3,2 kWc en tenant compte des conditions réelles.
Pour calculer la production quotidienne, voici la formule à appliquer :
Production par jour = Puissance X nombre d’heures d’ensoleillement.
Exemple :
En janvier, le temps d’ensoleillement est de 3 heures par jour. La production quotidienne est alors : 3,2 X 3 = 9,6 kWh.
Le nombre d’heures d’ensoleillement augment en été et par conséquent, la production quotidienne également.
Il suffit ensuite de multiplier la production quotidienne par le nombre de jours pour connaître la production par mois.
La production d’un panneau solaire est influencée par divers facteurs.
Pour l’optimiser, voici quelques recommandations à suivre :
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