Rendement de conversion ou rendement cellulaire
Le rendement de conversion désigne la capacité d’une cellule à convertir en électricité une partie de l’énergie solaire qu’elle reçoit. Il permet d’estimer l’efficacité d’une cellule photovoltaïque. Il est à différencier du rendement surfacique d’un panneau.
Il est possible d’estimer le rendement cellulaire d’un panneau solaire photovoltaïque avec la formule suivante :
Rendement cellulaire = [Quantité d’électricité produite / Quantité d’énergie reçue] x 100
Bon à savoir :
C’est la lumière visible du soleil qui est transformée en électricité par les cellules solaires, mais pas la chaleur, comme c’est le cas avec les panneaux solaires thermiques.
Rendement surfacique
Le rendement surfacique permet d’estimer l’efficacité du panneau solaire photovoltaïque en fonction de sa surface. Il correspond ainsi au rendement proprement dit du panneau. C’est l’indicateur de référence utilisé par les fabricants et il est mentionné dans la fiche technique de chaque panneau.
Exprimé en pourcentage, le rendement d’un panneau solaire s’obtient dans des conditions de test standard réalisé en laboratoire, soit :
- Inclinaison de 30°,
- Orientation plein sud,
- Température ambiante de 25°C,
- Ensoleillement de 1000 Watts/m2,
- Pas de zone d’ombre.
Rendement linéaire
Le rendement d’un panneau solaire baisse au fil du temps à cause de l’usure des cellules. La baisse d’efficacité se situe autour de 0,5% par an. Les fabricants indiquent ainsi pour chaque panneau ce qu’on appelle la garantie de rendement. Il s’agit de la capacité de rendement du panneau après environ 25 années de fonctionnement.
On parle aussi de rendement linéaire. Selon les fabricants, ce critère est compris entre 80% et 90% après 25 ans. Cela signifie que le panneau conserve entre 80 et 90% de sa capacité après cette période.
Comment calculer le rendement d’un panneau solaire ?
Comme le rendement d’un panneau solaire photovoltaïque correspond à son rendement surfacique, son calcul tient compte de la superficie.
Voici la formule à utiliser :
Taux de rendement (%) = Puissance-crête (Wc) / (Superficie en m2 x 1000)
Exemple :
Pour un panneau solaire photovoltaïque monocristallin de 1,7 m2 ayant une puissance nominale de 400 Watts, le rendement est de : 400 / (1,7 x 1000) = 0,2353 = 23,53%
Quels facteurs font varier le rendement d’un panneau solaire ?
Pour rappel, le rendement d’un panneau solaire photovoltaïque est fourni à titre indicatif dans la fiche technique du produit. Il correspond aux mesures issues de tests réalisés en laboratoire. Cependant, l’efficacité et les performances globales des panneaux photovoltaïques sont directement influencées par les conditions environnantes. Elles dépendent aussi de plusieurs autres facteurs comme l’orientation des panneaux solaires, l’entretien des panneaux, les conditions d’installation des panneaux solaires et la qualité de l’onduleur solaire.
Alt=»Rendement panneau solaire. Vue d’une installation photovoltaïque.»
L’orientation
Pour optimiser l’efficacité et le rendement des panneaux photovoltaïques, une orientation plein sud est l’idéal. Cependant, il est possible d’obtenir un bon rendement même avec une orientation sud-est, sud-ouest, est ou ouest.
L’inclinaison
Il est recommandé d’installer les panneaux photovoltaïques avec un angle d’inclinaison de 30 à 35° afin d’obtenir le meilleur rendement possible. Cependant, comme pour l’orientation, des valeurs proches des conditions idéales offrent aussi de bons résultats.
Le taux d’ensoleillement
En France, le taux d’ensoleillement varie d’une région à l’autre. Dans les zones les plus ensoleillées, les panneaux photovoltaïques seront plus efficaces et leur production électrique sera meilleure.
Voici un tableau récapitulatif des rendements par zone géographique.
Zone géographique |
Rendement annuel |
Moitié nord, Île-de-France |
800 à 1000 kWh par kWc |
Savoie, Pays de la Loire, Bretagne |
1000 à 1100 kWh par kWc |
Occitanie, Aquitaine |
1100 à 1200 kWh par kWc |
Côte d’Azur, Corse |
1200 à 1400 kWh par kWc |
La température extérieure
Les cellules solaires des panneaux photovoltaïques sont sensibles aux fortes chaleurs. Au-delà de 25°C, elles perdent 0,5% de leur efficacité par degré supplémentaire. Ainsi, le rendement des panneaux baisse nécessairement en été ou lorsque la température au niveau des cellules dépasse 25°C.
À noter :
La chaleur ne dégrade pas les cellules, mais elle fait seulement baisser leur rendement.
Le ratio de performance
L’efficacité des panneaux solaires dépend également des autres éléments qui composent la centrale photovoltaïque. Elle tient notamment compte des pertes systèmes par effet Joule qui ont lieu dans les câbles électriques. En outre, le rendement de l’onduleur solaire peut causer des pertes de rendement. En tenant compte de ces pertes, les fabricants indiquent ce qu’on appelle le « performance ratio » d’un panneau solaire (PR). Le ratio de performance est compris entre 80 et 90%.
Le niveau d’entretien
Pour que les panneaux solaires offrent le meilleur de leur efficacité, il est essentiel de bien les entretenir, notamment en procédant à leur nettoyage périodique. Ils doivent rester propres afin de capter le plus d’énergie solaire possible. En effet, des panneaux sales peuvent subir une perte de rendement d’environ 1,5 à 2%. Il est donc conseillé de les nettoyer entre 1 à 2 fois par an.
Quel est le panneau avec le meilleur rendement ?
Les panneaux solaires monocristallins sont les plus efficaces avec un rendement allant de 18 à 24%. Ils sont suivis par les panneaux polycristallins qui offrent un rendement allant de 13 à 18%.
Comment optimiser le rendement de ses panneaux solaires ?
Il existe quelques astuces pour optimiser le rendement de vos panneaux solaires photovoltaïques :
Choisir un emplacement dépourvu d’ombres lors du repérage de la zone d’installation est conseillé. En effet, les ombres portées peuvent avoir un impact sur l’efficacité de la centrale photovoltaïque.
- Faire installer les panneaux par un professionnel certifié
Il faut contacter un professionnel certifié RGE (Reconnu Garant de l’Environnement) et QualiPV pour installer les panneaux solaires. C’est l’assurance d’une qualité de pose réalisée dans les règles de l’art, garantissant un rendement optimal du système.
- Optimiser l’inclinaison et l’orientation
Il faut choisir un angle d’inclinaison et une orientation qui soient les plus proches possible des valeurs optimales lors de la réalisation du projet.
- Réduire les risques de surchauffe
Pour éviter que les panneaux ne surchauffent et perdent en efficacité en été, il vaut mieux opter pour une installation en surimposition. L’espace créé entre l’arrière des panneaux et la surface de la toiture assure une bonne ventilation.
- Choisir un type de panneau avec un bon rendement
Les panneaux monocristallins sont ceux qui ont le meilleur rendement.