Comment calculer le rendement de l’autoconsommation photovoltaïque ?

L’installation de panneaux solaires photovoltaïques en autoconsommation représente une démarche de plus en plus prisée, tant pour ses bénéfices environnementaux que pour la réduction des factures d’électricité. Pourtant, une question prédomine : quel sera le rendement de son installation ? Oscillant en moyenne entre 13 % et 24 %, le rendement est crucial pour évaluer la rentabilité financière du projet. La formule est la suivante : Rendement = Puissance électrique produite / Puissance solaire reçue. La puissance électrique produite est exprimée en watt-crête et la puissance solaire reçue correspond à la surface des panneaux en m2 multipliée par 1000. Ce guide vise à fournir toutes les explications nécessaires pour calculer précisément votre rendement, étape essentielle pour juger la viabilité et l’efficacité de votre investissement solaire.

Quel est le principe du rendement des panneaux solaires ?

Le rendement d’un panneau solaire est essentiel pour comprendre la capacité d’une installation photovoltaïque à transformer l’énergie solaire en électricité. Ce taux de conversion, exprimé en pourcentage, illustre la quantité d’énergie lumineuse captée qui est convertie en énergie électrique. Un rendement élevé signifie que moins d’énergie est perdue et que plus d’électricité est produite à partir d’une quantité donnée de rayonnement solaire. Le projet est donc plus rentable.

Le rendement d’un panneau solaire se formule à partir d’une puissance de référence exprimée en watt-crête (Wc) ou kilowatt-crête (kWc). Cette mesure indique la puissance maximale de production d’électricité garantie par votre installation photovoltaïque lorsqu’elle fonctionne dans les meilleures conditions possibles : 

• Ensoleillement direct ; 
• Sans ombre ;
• Température ambiante de 25°C ;
• Irradiation solaire de 1 000 watts par mètre carré.

À l’année, la météo varie ce qui affecte la production réelle d’électricité des panneaux solaires, mesurée en kilowatts-heure (kWh). Par conséquent, le taux de rendement est crucial pour déterminer l’efficacité avec laquelle un panneau solaire peut convertir l’énergie solaire en électricité, influençant directement la quantité d’énergie produite pour une superficie donnée.

Quelle est l’efficacité moyenne observée pour un panneau solaire ?

L’efficacité d’un panneau solaire varie en fonction du type de technologie utilisée dans le panneau.

La performance supérieur des panneaux monocristallins implique qu’une surface moindre est nécessaire pour produire une quantité d’électricité équivalente, comparativement aux autres technologies.

Actuellement, l’efficacité moyenne d’un panneau solaire est d’environ 20%, bien que le record de rendement observé atteigne 26,7%. Cette performance est le résultat d’années de recherche et d’amélioration technologique. En effet, des avancées prometteuses sont à l’horizon avec le développement des « cellules-tandem », utilisant notamment la pérovskite, qui pourraient porter le rendement des panneaux solaires à 40% dans le futur. En comparaison, des technologies plus anciennes comme les moteurs à explosion ou les centrales à vapeur atteignent un rendement d’environ 33%.

Quels sont les facteurs influençant la production solaire ?

La production solaire d’un panneau photovoltaïque est influencée par une variété de facteurs, chacun jouant un rôle clé dans l’efficacité globale de la conversion de l’énergie solaire en électricité. Ces facteurs incluent :

• Type de technologie des panneaux solaires : comme expliqué précédemment, la performance varie selon qu’il s’agisse de panneaux monocristallins, polycristallins, ou amorphes ;
• Puissance des panneaux : la capacité de production d’énergie d’un panneau est mesurée en kilowatt-crête (kWc), influençant directement la quantité d’électricité générée ;
• Ensoleillement : la production photovoltaïque dépend fortement de la zone géographique avec des variations importantes dues à la latitude, l’altitude et les conditions climatiques locales. De plus, l’efficacité d’un panneau solaire est grandement affectée par sa capacité à capter la lumière. Cela explique pourquoi les panneaux sont fabriqués en noir et avec une surface minimisant la réflexion de la lumière ;
• Orientation et inclinaison : une exposition sud et une inclinaison de 30 à 45 degrés sont idéales pour maximiser la production d’énergie ;
• Ombrage : les obstacles environnants tels que les arbres, les bâtiments, et d’autres structures peuvent créer de l’ombre sur les panneaux, réduisant leur rendement ;
• Qualité des composants du système : pour votre onduleur, vos câbles, et autres composants, la sélection de matériaux de haute qualité est essentielle pour optimiser la production d’énergie ;
• Température : les panneaux solaires fonctionnent moins efficacement à des températures élevées. La température optimale est d’environ 25°C.

Ces éléments ensemble déterminent le potentiel de production d’une installation solaire, soulignant l’importance d’une planification minutieuse et d’une conception optimisée pour maximiser le rendement et l’efficacité des systèmes photovoltaïques.

Comment mesurer la production actuelle de vos panneaux ?

Le ratio kWh/kWc

Le ratio kWh/kWc est un indicateur clé pour mesurer la production d’énergie de vos panneaux solaires. Il représente la quantité d’énergie électrique générée par une installation solaire en kilowatt-heures (kWh) pour chaque kilowatt-crête (kWc) de puissance installée. Autrement dit, ce rendement est calculé en divisant la puissance électrique produite par le panneau, mesurée en watt-crête (Wc), par l’énergie solaire incidente, qui se calcule en multipliant la surface du panneau en m2 par 1000.

Pour estimer la production annuelle en kWh de votre installation solaire, il suffit de multiplier sa puissance en kWc par le ratio kWh/kWc spécifique à votre région. Par exemple, une installation de 3 kWc située à Nantes, dans une zone où le ratio est de 1000 à 1100 kWh/kWc, produira entre 3000 et 3300 kWh par an. Ce calcul offre une méthode rapide et efficace pour évaluer la production énergétique de votre système solaire et comparer les estimations fournies par les professionnels.

NB : De la Bretagne à la Haute-Savoie, une installation de 1 kWc peut produire entre 1000 et 1100 kWh par an, tandis que du Nord de l’Auvergne-Rhônes-Alpes jusqu’au Sud-Ouest, cette production peut atteindre entre 1100 et 1200 kWh annuellement.

Solutions de monitoring

Pour mesurer efficacement la production actuelle de vos panneaux solaires et optimiser leur rendement, l’adoption d’une solution de monitoring se révèle indispensable. Grâce à l’évolution technologique, plusieurs applications fiables et accessibles sont à votre disposition pour suivre votre production photovoltaïque. Une application est préférable à l’autre en fonction des choix faits lors de l’installation de vos panneaux solaires (onduleurs, passerelle de communication, etc.).

Pour un suivi plus interactif de votre production et de votre consommation d’électricité, l’assistant connecté ecojoko et son application de suivi de production solaire se présentent comme une solution innovante. Cet outil intelligent affiche en temps réel votre surplus de production et vous alerte lorsqu’un seuil d’énergie est dépassé. Ces notifications vous incitent à optimiser l’utilisation de cette énergie excédentaire en activant des appareils gourmands en électricité au moment opportun, contribuant ainsi à maximiser votre autoconsommation et à faire des économies d’énergie.

Solution connectée ecojoko : boitier de consommation électrique

Comment calculer la production potentielle de vos panneaux ?

Calcul de la production

Pour estimer la production potentielle de vos panneaux solaires, il est essentiel de prendre en compte plusieurs facteurs clés : 

• Puissance des panneaux ;
• Ensoleillement de votre région ;
• Rendement des panneaux ;
• Orientation et inclinaison ;
• Irradiation solaire annuelle.

Le calcul de base de la production d’énergie solaire d’une installation peut être estimée grâce à la formule suivante :

Production solaire = Puissance des panneaux solaires (kWc) x Temps d’ensoleillement (heures) x Rendement des panneaux (%)

La puissance des panneaux, mesurée en kilowatt crête (kWc), représente leur performance maximale sous des conditions idéales d’ensoleillement. Le temps d’ensoleillement reflète le nombre d’heures pendant lesquelles les panneaux captent efficacement la lumière solaire, tandis que le rendement indique la proportion d’énergie solaire que les panneaux peuvent convertir en électricité.

Si vous souhaitez intégrer l’orientation et l’inclinaison des panneaux, utilisez la formule suivante : Production solaire = Puissance des panneaux solaires (kWc) x Facteur d’orientation x Facteur d’inclinaison x Irradiation solaire annuelle (kWh/m²/an).

Simulateurs gratuit en ligne

Pour évaluer la production potentielle de vos panneaux solaires, plusieurs simulateurs gratuits en ligne existent. Ces outils numériques offrent une approche pratique pour anticiper le rendement de votre système photovoltaïque, sans nécessiter une expertise approfondie en calculs. Parmi ces simulateurs, on distingue notamment :

• Simulateur de l’ADEME : ce logiciel est conçu pour estimer la production énergétique solaire en tenant compte de plusieurs facteurs déterminants tels que la puissance installée, l’orientation et l’inclinaison du toit, ainsi que l’espace disponible pour l’installation des panneaux. Il s’avère particulièrement utile pour adapter votre projet aux spécificités de votre habitation.
• PVGIS (Photovoltaic Geographical Information System) : cette application gratuite a été élaborée par le centre de recherche de l’Institut pour l’Environnement et le Développement Durable de la Commission Européenne. Ce logiciel simplifie grandement le processus de calcul de votre production solaire en vous permettant de renseigner simplement l’emplacement géographique de votre installation.
• AutoCalSol : ce logiciel de pré-dimensionnement est gratuit et a été développé par l’INES (Institut National de l’Energie Solaire). Cet outil va au-delà du simple calcul de production solaire, en évaluant également votre taux d’autoconsommation basé sur vos habitudes de consommation. Il fournit une analyse économique et écologique détaillée de votre projet photovoltaïque, rendant cet outil particulièrement complet et facile à utiliser.

Accessibles à tous, ces simulateurs sont généralement gratuits, bien que certains puissent proposer des options avancées sur abonnement. Leur prise en main est intuitive, permettant à chacun de bénéficier d’une estimation rapide et fiable de la production énergétique solaire de son installation.

Conseils pour ajuster les prévisions

Afin d’optimiser la production potentielle de vos panneaux solaires, il est essentiel d’ajuster vos prévisions en prenant en compte plusieurs conseils pratiques. Tout d’abord, commencez par minimiser la consommation électrique de votre maison, ce qui améliorera l’efficacité de l’autoconsommation de votre installation photovoltaïque. Un outil comme le compteur de consommation électrique ecojoko peut vous aider à surveiller et à analyser votre consommation d’électricité en temps réel, identifiant ainsi les appareils les plus énergivores. À l’aide de  son application de suivi de consommation, adoptez des éco-gestes et réduisez le gaspillage énergétique. Vous serez par la suite en mesure de mieux dimensionner votre installation solaire, évitant ainsi trop d’injection de surplus de production dans le réseau ou un trop gros investissement.

Enfin, il ne faut pas oublier que la performance des panneaux solaires diminue légèrement avec le temps (généralement de 0,5% en une année) en raison de l’usure et de la corrosion de la structure. Toutefois, avec une durée de vie moyenne estimée entre 25 à 30 ans, l’investissement dans les panneaux photovoltaïques reste rentable sur le long terme.

Comment maintenir un bon rendement ?

Maintenir un bon rendement pour vos panneaux solaires implique d’adopter des stratégies proactives et de prévoir des ajustements périodiques à votre installation. Voici quelques conseils pratiques pour optimiser la performance de votre système photovoltaïque :

• Surveillez et nettoyez votre installation : les accumulations de saleté, de neige, ou de feuilles mortes peuvent réduire significativement l’efficacité de vos panneaux. Un nettoyage annuel ou plus fréquent selon les besoins de votre site est recommandé.
• Inspectez régulièrement les ombrages potentiels : l’emplacement de votre installation peut être sujet à de nouveaux ombrages au fil du temps (exemple : croissance des arbres). Ajustez l’emplacement des panneaux si nécessaire ou élaguez les branches qui font de l’ombre.
• Optimisez l’installation pour éviter les surchauffes : les panneaux solaires perdent en efficacité avec l’augmentation de la température. Une installation en surimposition, permettant une circulation d’air sous les panneaux, peut limiter cet effet.

En adoptant ces gestes simples, vous pourrez améliorer le rendement de vos panneaux solaires et prolonger leur durée de vie. Gardez en tête que la rentabilité de votre installation n’est pas seulement une question de technologie, mais également de maintenance et d’adaptation aux conditions changeantes.