Calculer la surface optimale de panneaux solaires pour sa maison

(Guide 2019)

 

par Yann.
Dernière mise à jour le 31/05/2019
Durée : 10 mins
Panneau solaire Photovoltaique | Calculer la Surface Optimale
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Quelle surface de panneaux solaires poser ?

Avez-vous besoin de recouvrir intégralement votre toit de panneaux photovoltaïques ?

Répondre à ces questions n’est pas simple.

Il y a beaucoup de facteurs qui entrent en jeu.

Le but de ce guide est de vous aider à calculer la surface de panneaux solaires à installer sur votre toiture pour atteindre vos objectifs : rentabilité, réduction de factures, autonomie

Commençons sans plus attendre.

 

 

CHAPITRE 1 :

Calculer la production d’un panneau solaire


Avant de calculer la surface de panneaux solaires à poser, il est nécessaire de prendre en compte un certain nombre de facteurs.

Les caractéristiques techniques du panneau photovoltaïque, l’orientation et l’inclinaison de votre toiture, ou encore le niveau d’ensoleillement de votre lieu de résidence vont avoir un impact direct sur la zone optimale de pose.

Et donc la surface de modules solaires à installer.

 

 

Les caractéristiques techniques


C’est la première question à se poser.

Vous voulez savoir combien de panneaux solaires installer ?

Dans ce cas, vous avez besoin de connaître la puissance délivrée par un panneau photovoltaïque pour atteindre vos objectifs de production d’électricité.

 

Plusieurs caractéristiques vont jouer un rôle important :

  • Le type de cellule photovoltaïque ;
  • La puissance délivrée par le panneau solaire.

 

Quel type de cellule photovoltaïque choisir ?

Vos panneaux solaires sont composés de cellules photovoltaïques.

Ce sont ces minuscules composants qui, grâce à l’effet photovoltaïque, vont transformer le rayonnement solaire en électricité.

Aujourd’hui, 90 % des cellules photovoltaïques sont composées de silicium cristallin.

Or il y a deux types de cellules au silicium :

  • Les monocristallines ;
  • Les polycristallines.

 

Voici un récapitulatif des avantages/inconvénients offerts par les deux technologies :

 

Panneau solaire monocristallin Panneau solaire polycristallin
Avantages
  • Rendements plus élevés
  • Faible surface de toiture nécessaire
  • Coût plus faible que pour le monocristallin
Inconvénients
  • Coût plus élevé
  • Rendements plus faibles que pour le monocristallin
  • Surface de toiture importante

 

À puissance égale, nous recommandons de choisir un panneau solaire monocristallin car en règle générale, vous obtiendrez les meilleurs rendements.

Ils sont certes un peu plus chers, mais vous amortirez ce surcoût à l’achat en seulement quelques années grâce à leur plus grande efficacité !

 

Quelle est la puissance délivrée par un panneau solaire ?

Mesurée en kilowatt-crête (kWc), la puissance permet de donner un premier aperçu de la quantité d’électricité produite par le panneau photovoltaïque dans des conditions standards.

À l’heure actuelle, il y a de tout sur le marché. Retenez que les panneaux les plus puissants peuvent délivrer jusqu’à 360 Wc, soit 0,360 kWc.

Comme nous le verrons, cela aura son importance dans le calcul de la surface de panneaux solaire à poser.

Concrètement, voyons ce que cela veut dire pour un foyer moyen  :

 

 

③ Quelle est la taille d’un panneau solaire ?

Les panneaux solaires qui nous intéressent et qui composent l’écrasante majorité des centrales photovoltaïques en résidentiel mesurent à peu près la même taille : 1 mètre sur 1,7 mètres.

Pour une installation de 3 kWc, composée de 10 panneaux de 300 Wc, vous aurez donc besoin d’environ 17 m² de toiture disponible.

 

 

L’orientation et l’inclinaison de la toiture


Pourquoi c’est important ?

Une mauvaise orientation ou une inclinaison sous-optimale impacteront directement la surface de votre toit utilisable pour la pose de panneaux photovoltaïques !

 

Or on entend tout et n’importe quoi à ce sujet.

Je vais donc être le plus clair possible : toutes les orientations sont possibles, sauf les orientations Nord (Nord-Ouest, Nord et Nord-Est).

Bien évidemment, une installation solaire réalisée sur pan Sud affichera les meilleures performances.

Mais orientée plein Est ou plein Ouest, elle produira également d’excellents résultats.

 

Par ailleurs, l’inclinaison aura aussi un impact significatif sur la production de vos panneaux solaires.

Sous nos latitudes, une inclinaison de 30° est optimale.

Pourquoi ?

C’est l’inclinaison moyenne qui permet de capter la plus grande quantité de rayonnement solaire entre l’hiver et l’été.

Une fois de plus, cela ne veut pas dire que toute autre inclinaison rend impossible une installation sur votre toit.

Voici un tableau qui récapitule le coefficient de correction à appliquer en fonction de l’orientation et de l’inclinaison de votre toiture.

30° 60°
Est 0.93 0.90 0.78
Sud-Est 0.93 0.96 0.88
Sud 0.93 1.00 0.91
Sud-Ouest 0.93 0.96 0.88
Ouest 0.93 0.9 0.78

 

Comment lire ces résultats ?

Mettons que dans les conditions optimales (toiture orientée plein sud, inclinée à 30°), une installation est censée produire 3 800 kWh sur une année.

Que se passe-t-il si votre toiture est plate (0°) et orientée plein Est ?

Vous pouvez quand même faire installer des panneaux solaires !

Vous serez en mesure de produire (0,93 x 3 800=) 3 534 kWh. Soit un différentiel annuel d’à peine 300 kWh.

 

Comme vous pouvez le constater, la différence est vraiment minime.

Du moment que le pan de toiture sur lequel vous souhaitez faire installer des panneaux solaires n’est pas orienté Nord, Nord-Ouest ou Nord-Est, vous obtiendrez des réductions de facture et/ou des revenus très intéressants !

 

 

Le niveau d’ensoleillement


On entend souvent que faire poser des panneaux solaires dans le Nord de la France est inutile car leur production d’électricité y serait très faible.

C’est faux !

Pour s’en convaincre, regardons ce qu’il se passe chez nos voisins, sous des latitudes un peu plus hautes : l’Allemagne dispose de la 4ème plus grande capacité solaire au monde. Pas moins de 45,4 GWc installés produisent chaque année assez d’électricité pour satisfaire l’équivalent de la consommation de 3,2 millions de Français !

En définitive, peu importe votre région de résidence, vos panneaux solaires pourront toujours produire d’excellents résultats.

Évidemment, il y aura des disparités :

Si vous habitez dans le beau département du Var, vos panneaux solaires auront une production maximale.

Mais si vous habitez dans le non moins beau département du Pas-de-Calais, vos panneaux produiront un peu moins.

 

Voici une carte de France montrant les fourchettes de production par localisation.

(Il s’agit de fourchettes moyennes. Une installation dans le Nord par exemple pourra produire un peu moins de 800 kWh, tout comme elle pourra dépasser 1 000 kWh par kWc installé.)

 

carte france ensoleillement production kWh

 

Prenons deux exemples pour illustrer notre propos :

  • Dans le Var : une installation de 3 kWc orientée Sud produira annuellement 4 877 kWh ;
  • Dans le Pas-de-Calais: une installation de 3 kWc orientée Sud produira annuellement 3 152 kWh.

 

Si la différence est certes importante, la production d’un 3 kWc dans le Pas-de-Calais demeure très intéressante et répond à une bonne partie des besoins en électricité d’un foyer moyen.

 

 

 

CHAPITRE 2 :

Calculer la surface de toit disponible et exploitable


On nous pose très souvent la question : « Comment je calcule la surface de mon toit ? ».

Et oui, il est important de savoir combien de mètres carrés de panneaux solaires vous pouvez poser chez vous avant de vous lancer.

Alors, comment fait-on ?

On vous dit tout dans cette nouvelle partie.

 

 

Définir la surface exploitable de votre toiture


C’est une étape préalable indispensable : définir quelle surface de votre toiture peut effectivement accueillir des panneaux solaires.

 

① Toiture totalement inexploitable

Certains types de toiture rendent impossible la pose de panneaux solaires.

Toitures en chaume, tuiles en goudron, shingle ou encore en zinc ne vous permettront malheureusement pas de réaliser une intégration au bâti -ou IAB- (les panneaux solaires se substituent à la toiture), ni même de surimposition (les panneaux solaires sont installés au-dessus de la toiture).

Vous pouvez donc la considérer inexploitable.

Si vous êtes dans un de ces cas de figures, pas de panique. On vous donne des solutions à la fin de cet article.

 

panneau solaire zone protégée classée ABF

 

Toiture exploitable, sous conditions

Un autre élément peut venir modifier vos plans de travaux : la réglementation urbanistique.

Si vous êtes trop près d’un monument classé, ou si votre plan local d’urbanisme (PLU) le spécifie, vous aurez l’interdiction de réaliser une installation en surimposition.

Votre PLU pourra en revanche autoriser l’installation de panneaux solaires d’une certaine couleur et/ou en IAB par exemple, afin qu’ils respectent une certaine homogénéité des bâtis ou qu’ils soient les moins visibles possibles depuis la rue.

Pensez donc bien à toujours vous renseigner avant de signer le début des travaux.

 

③ Toiture exploitable

Ouf, vous n’êtes pas dans les cas cités précédemment.

Attention ! Parce que vous bénéficiez de 100 m² de toiture disponible ne veut pas dire que l’intégralité est exploitable.

Un velux, un chien assis, une cheminée ou bien un découpage arrondi / complexe de votre toiture viennent inévitablement réduire la surface exploitable de votre toiture.

La surface exploitable, c’est donc la surface disponible à laquelle on retranche ces éléments qui grignotent sur votre toiture.

Mais ce n’est pas tout.

 

Il existe un autre facteur qui aura un impact important sur les rendements de votre centrale solaire : les ombres portées.

Une cheminée ou un chien assis par exemple ne prennent pas que de la place sur votre surface de toiture disponible. Ils peuvent également projeter une ombre en fonction de leur position par rapport au soleil et au toit.

Or l’ombre, c’est le pire ennemi du panneau solaire.

Attention à donc bien prendre en compte cet ombrage, car s’il est permanent, alors votre centrale solaire ne produira pas d’électricité.

 

panneau solaire surimposition toiture complexe velux parabole

 

 

Si l’ombrage est partiel (c’est-à-dire seulement sur une petite partie de votre installation et/ou temporaire), c’est différent !

Pourquoi ?

C’est là qu’intervient l’onduleur. Élément clé, il va transformer le courant continu produit par les panneaux solaires en courant alternatif afin d’être injecté dans votre réseau domestique.

Deux choix s’offrent alors à vous :

  • L’onduleur central: il est relié aux panneaux solaires en chaîne. Un des panneaux s’arrête de produire ? Dans ce cas c’est toute l’installation qui s’arrête.
  • Microonduleurs: ce sont des onduleurs miniatures fixés derrière chaque panneau solaire, et non plus en chaîne. Résultat ? Si l’un des panneaux s’arrête de produire ou est défaillant, le reste de votre installation continue de produire.

En cas d’ombrage partiel, si le panneau solaire sur lequel est projetée l’ombre s’arrête mais que vous êtes équipé(e) de micro-onduleurs, votre installation peut donc continuer à produire.

 

En résumé, la surface exploitable de votre toiture peut se définir comme suit :

Surface exploitable = surface totale disponible – surface au toit d’éléments empêchant la pose (cheminée, chien assis etc.) – surface des ombres portées permanentes

 

 

Calculer la surface exploitable de votre toiture


Maintenant que vous savez quelle partie de votre toiture est utilisable, encore faut-il pouvoir calculer sa surface.

On ne va pas se mentir : calculer avec précision la surface de son toit n’est pas chose aisée.

Pour peu que vous ayez une toiture multi-pans, alors là ça devient vraiment un casse-tête.

 

En plus, je ne sais pas vous, mais moi je ne connais pas les dimensions de mon toit.

Et je n’ai pas vraiment envie de monter dessus pour prendre les mesures !

 

Pas de panique. Nos courtiers solaires peuvent calculer avec vous la surface de toiture qui peut accueillir des panneaux solaires.

La bonne nouvelle  ?

Ce calcul tiendra compte de tous les éléments que nous venons de voir (masque d’ombrage, orientation, inclinaison etc.).

 

Sachez que les installateurs peuvent également procéder à une mesure de votre toit.

Mais passer par notre simulateur vous permettra de faire cela plus vite, avec une bonne précision et sans que personne ne se déplace chez vous.

 

Pour les récalcitrants qui souhaiteraient calculer la surface de leur toit par eux-mêmes, il faudra s’armer de sa calculette et de son livre de géométrie de collège !

 

 

 

CHAPITRE 3 :

Calculer le dimensionnement optimal de votre installation solaire


Ça y est, vous savez quelle est la surface exploitable exacte de votre toiture.

Il ne reste plus qu’à installer les panneaux solaires.

Vraiment ?

En fait, il reste à déterminer quel va être le nombre optimal de panneaux solaires à poser, en fonction d’un certain nombre de critères.

C’est parti.

 

 

Étape 1 : définir son budget solaire


Et oui !

Nous n’avons pas encore parlé budget.

Pourtant il va évidemment jouer sur le nombre de panneaux photovoltaïques que vous allez installer.

Alors, combien ça coûte ?

 

Tout va dépendre du type d’intégration que vous privilégiez : à savoir Intégration au Bâti (IAB) ou surimposition.

Voici un récapitulatif des prix que nous négocions dans notre réseau d’installateurs, tout compris, avec onduleur central.

 

Puissance de l’installation Type d’intégration Prix

3 kWc

Surimposition

8 500 €

Intégration au bâti

9 000 €

6 kWc

Surimposition

14 000 €

Intégration au bâti

15 500 €

9 kWc

Surimposition

18 000 €

Intégration au bâti

20 000 €

 

Attention, si votre toiture est sujette à des ombrages partiels, nous vous recommandons d’investir dans des micro-onduleurs pour que vos panneaux solaires continuent de produire de l’électricité.

Ces micro-onduleurs représentent un surcoût qu’il faut prévoir dans votre budget.

 

 

Étape 2 : prendre en compte les aides de l’État


Afin de vous aider dans votre transition énergétique, vous pouvez bénéficier d’aides de l’État pour le photovoltaïque !

Elles diffèrent selon le mode de production que vous choisissez : autoconsommation avec vente du surplus ou vente totale.

 

  • En autoconsommation avec vente du surplus

Vous bénéficiez tout d’abord d’une prime à l’investissement.

Elle est calculée en fonction du nombre de kWc installés.

Voici le montant de la prime défini par la Commission de régulation de l’énergie (CRE) au deuxième trimestre 2019 :

Puissance de l’installation photovoltaïque Montant de l’aide versé pour chaque kWc installé
⩽ 3 kWc 400 €
⩽ 9 kWc 300 €
⩽ 36 kWc 190 €
⩽ 100 kWc 90 €

 

Vous bénéficiez également d’un tarif de rachat de votre surplus d’électricité à EDF Obligation d’Achat (l’organe d’EDF chargé par l’État d’acheter le surplus des particuliers).

Ce tarif s’élève à 0,10 € par kWh. Il est fixe pendant 20 ans à compter de la date de signature du contrat.

 

  • En vente totale :

C’est encore plus simple : vous bénéficiez d’un tarif de vente de votre électricité qui est subventionné par l’État.

Voici le montant de ces tarifs de rachat, toujours définis par la CRE au 2ème trimestre 2019 :

Puissance de l’installation photovoltaïque tarif de rachat du kWh
⩽ 3 kWc 0,1859 €
⩽ 9 kWc 0,1580 €
⩽ 36 kWc 0,1207 €
⩽ 100 kWc 0,1119 €

 

 

Étape 3 : maximiser la surface à poser en fonction de ses besoins


Ça y est, vous avez défini votre budget !

Reste à savoir combien de panneaux solaires poser en fonction de ce budget.

Si vous êtes en vente totale, la réponse est très simple : posez autant de panneaux solaires que votre budget et votre surface de toiture exploitable le permettent.

En effet, plus vous poserez, plus vos revenus seront importants ! En tenant compte des tarifs d’achat qui s’appliquent pour votre puissance, évidemment.

 

Si vous êtes en autoconsommation avec vente du surplus, c’est un peu plus compliqué.

Il est optimal de poser autant de panneaux photovoltaïques que nécessaire pour couvrir votre consommation d’électricité.

 

Par exemple : sur votre facture annuelle d’électricité, vous constatez que vous consommez 10 000 kWh.

Dans ce cas, si votre budget vous le permet, il est optimal de poser assez de panneaux pour répondre à ce besoin.

 

Toutefois, il existe des cas où maximiser la surface de pose aura un impact négatif sur la rentabilité de votre investissement.

 

① Petite toiture VS grande consommation : attention à la TVA !

Votre toiture exploitable ne mesure pas plus de 17 m².

Alors même que votre consommation est de 8 500 kWh par an.

Une installation de 3 kWc est toute indiquée.

Mais pourquoi ne pas poser le maximum de puissance, soit 10 panneaux de 360 Wc ?

À cause de la TVA !

Et oui, pour toutes les installations d’une puissance inférieure ou égale à 3 kWc, la TVA est réduite à 10 %. Au-delà, elle repasse au taux normal de 20%.

 

Prenons un exemple.

Comme nous l’avons vu ensemble, le prix TTC d’une installation de 3 kWc s’élève à 8 500 €.  Que se passe-t-il pour une installation de 3,6 kWc ?

Avec la nouvelle TVA de 20 % , le prix est désormais de 11 000 €. C’est donc 2 500 € de plus que si vous n’installez que 3 kWc.

Dans ce cas, la puissance supplémentaire ne viendra pas compenser le surcoût de la TVA avant bon nombre d’années !

 

surface panneau solaire adaptée consommation électrique

 

② Grande toiture VS petite consommation

Autre cas particulier.

Vous avez une grande surface de toiture disponible : 100 m².

Mais votre consommation d’électricité est faible : 3 500 kWh à l’année.

Dans ce cas :

  • Vous n’utilisez qu’une petite partie de votre toiture pour être en autoconsommation et couvrir vos besoins ;

OU

  • Vous passez en vente totale et posez le maximum de panneaux solaires.

 

Attention : si vous voulez absolument être en autoconsommation, ne posez pas le maximum de panneaux solaires.

Sinon, vous ne pourrez pas être rentable. En effet, vous produirez trop de surplus qui ne sera pas assez valorisé pour couvrir le coût élevé de votre centrale solaire.

 

 

Les solutions alternatives à l’intégration sur toiture


Votre toiture ne peut pas recevoir de panneaux solaires ?

Ombrage permanent ? Orientation Nord ? Pas assez de surface exploitable ?

Tout n’est pas perdu !

Plusieurs solutions s’offrent à vous.

 

panneau solaire au sol alternative à l'intégration sur toiture

 

Les panneaux solaires au sol

C’est l’option la plus répandue.

Vous en avez peut-être déjà vu : les panneaux solaires au sol sont montés sur des châssis solidement fixés dans le sol ou lestés pour ne pas s’envoler en cas de vents forts.

Les + :

  • Ils sont faciles à poser
  • Ils coûtent moins cher à installer
  • Ils sont de plus en plus design

Les – :

  • Ils ne bénéficient pas des aides de l’État
  • Ils ne permettent pas de revendre le surplus

 

② La pergola photovoltaïque

En plus de créer un nouvel espace de vie allant de 8 à 24 m², la pergola photovoltaïque offre une alternative intéressante à votre toiture.

La bonne nouvelle ? Que ce soit pour l’autoconsommation ou la vente totale, la pergola photovoltaïque vous permet de toucher les aides de l’État !

Le prix ?

Comptez environ 12 000 € pour 18 m² de panneaux solaires.

 

prix panneaux sur pergola solaire

 

③ Le carport photovoltaïque

Vous avez réalisé un devis pour faire construire un garage, et le prix vous paraît prohibitif ?

Il existe une solution : le carport solaire.

En plus de protéger votre voiture des intempéries, il vous permet de produire votre électricité !

Le tout à un prix inférieur à celui d’un garage traditionnel : 12 000 € pour 18 m² de panneaux solaires, comme pour la pergola.

Le plus ? Vous pouvez là encore toucher les aides de l’Etat !

Pas mal non ?

 

Maintenant, c’est à vous !


Voilà, vous savez à présent tout ce qu’il faut savoir sur le dimensionnement d’une installation solaire.

J’aimerais à présent vous laisser la parole :

Aviez-vous déjà essayé de calculer vous-même la surface exploitable de votre toit ?

Étiez-vous au courant des alternatives intéressantes à l’intégration de panneaux solaires sur toiture ?

Faites-le moi savoir en réagissant juste en-dessous !

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