Vous souhaitez rejoindre les 14 000 foyers qui consomment leur propre énergie ou les 350 000 producteurs individuels qui revendent leur électricité à EDF Obligation d’Achat ? Parfait !
Par contre, vous ne voulez pas grossir les rangs des 10 000 particuliers actuellement victimes d’arnaques aux panneaux solaires ?
Ce guide est tout ce qu’il vous faut.
Aujourd’hui, nous allons voir ensemble comment calculer la production, les rendements et la rentabilité de vos (potentiels) panneaux photovoltaïques.
C’est parti !
Sommaire :
Cliquez sur un élément ci-dessous pour consulter directement ce qui vous intéresse.
- Chapitre 1 : le rendement des différents types de panneaux photovoltaïques
- Chapitre 2 : puissance et surface d’une installation
- Chapitre 3 : quelles sont les conditions pour optimiser votre production solaire ?
- Chapitre 4 : rentabilité des panneaux solaires
- Chapitre 5 : calculer facilement les rendement des panneaux solaires
- FAQ
Chapitre 1 :
Le rendement des différents types de panneaux photovoltaïques
Qu’est-ce que le rendement d’un panneau solaire ?
Le rendement des panneaux photovoltaïques correspond à la quantité d’électricité produite par rapport à l’énergie solaire reçue.
Aujourd’hui, les rendements des panneaux solaires varient entre 7 % et 24 %.
Qu’est-ce qui explique une telle différence ?
En fait, c’est plutôt simple : la technologie utilisée et la qualité (intrinsèque) des panneaux photovoltaïques.
Il est donc primordial de choisir le bon type de panneaux solaires afin de maximiser la production d’électricité.
Et c’est ce que nous allons voir maintenant.
Le monocristallin, toujours incontournable
Si vous êtes intéressé(e) par une installation solaire pour alimenter votre maison, vous avez dû entendre parler de panneaux « polycristallins » ou « monocristallins ».
Alors qu’est-ce que c’est exactement ?
Et bien, ce sont des panneaux fabriqués à base de silicium cristallin, un matériau semi-conducteur extrait de la silice qui est l’élément chimique le plus présent sur Terre (après l’oxygène).
Bref. C’est donc à partir de ce matériau de base que sont fabriquées les cellules photovoltaïques des fameux panneaux monocristallins et polycristallins.
L’avantage de ces panneaux ?
Ils bénéficient de très bons rendements.
En effet, nous avons d’un côté, les panneaux polycristallins avec des rendements compris entre 14 à 18 %.
Et de l’autre, la star des toitures, les panneaux monocristallins qui affichent de loin les meilleures performances du marché avec des rendements compris entre 16 et 24 %.
Leur coût et leur rendement incomparables en font souvent les meilleurs panneaux solaires pour une installation en autoconsommation.
Les panneaux solaires « nouvelle génération »
Bien que les panneaux solaires monocristallins et polycristallins composent plus de 90 % des installations réalisées, il existe des « alternatives » (si on peut vraiment appeler ça ainsi).
① Panneaux solaires en perovskite
Ça fait des ANNÉES qu’on entend parler cette supposée révolution, alors clarifions les choses…
Les cellules en perovskite sont encore au stade de développement.
Et les rendements actuellement obtenus en laboratoires sont de l’ordre de 22 %.
Rien de bien bouleversant donc.
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Et même s’il est théoriquement possible qu’on atteigne des rendements de près de 30 %, il reste encore beaucoup de problématiques à résoudre.
Comme par exemple le fait que les cellules en perovskite se dégradent rapidement sous l’effet de l’humidité, de la chaleur et des ultraviolets.
Ce qui est plutôt gênant pour des panneaux solaires posés sur un toit.
② Panneaux solaires bifaces
Autre « nouveauté », les panneaux photovoltaïques bifaces.
Ces modules sont simplement conçus pour utiliser les deux faces des panneaux.
Plutôt évident donc.
Alors quelle est l’utilité de ce type de panneaux photovoltaïques ?
Absorber les rayons de lumière qui pourraient se « glisser derrière » vos panneaux.
Oui, vous avez bien lu.
Il s’agit des rayons du Soleil frappant indirectement (on parle alors d’albédo) le panneau solaire sur la face orientée vers le bas.
De ce fait, comme vous pouvez vous en douter, cette technologie n’a strictement aucune utilité si l’installation est réalisée en toiture.
En effet, l’écart entre les panneaux solaires et la toiture est trop petit.
Il ne laisse pas passer assez de rayons pour créer la moindre quantité d’électricité.
En fait, cette technologie est utilisée afin d’optimiser la production des grands parcs au sol.
En effet, des études ont montré qu’une installation de panneaux bifaces réalisée sur de l’herbe, ou du gravier blanc, pouvait augmenter la production d’électricité entre 10 et 20 % par rapport à une installation classique.
③ Panneaux aérovoltaïques
Selon les constructeurs, les panneaux aérovoltaïques ont des performances supérieures (5 à 10 %) à celles des panneaux photovoltaïques classiques.
Cela dit, cette production potentielle supplémentaire n’est, selon nous, pas intéressante dans la mesure où les panneaux aérovoltaïques sont très onéreux.
En effet, là où une installation photovoltaïque de 3 kWc coûte ± 8 000 €, il faudra débourser entre 11 000 et 15 000 € pour une installation aérovoltaïque.
Conclusion :
Que faut-il retenir de tout cela ?
Et bien très sincèrement, que dans 99 % des cas, les panneaux solaires mono ou polycristallins seront le plus indiqués.
Ils bénéficient d’un très bon rendement toute l’année, d’un excellent rapport qualité-prix et sont plus esthétiques.
Et c’est bien pour ça qu’ils représentent plus de 90 % des ventes de panneaux solaires.
Une question reste toutefois en suspens : quelle puissance de panneaux solaires devez-vous choisir ?
Chapitre 2 :
Puissance et surface d’une installation
Calculer la puissance d’un panneau solaire
Si nous savons maintenant ce qu’est le rendement d’un panneau, à quoi correspond sa puissance ?
En fait, la puissance électrique d’un panneau solaire s’exprime en watts-crête, abrégé Wc.
Elle est déterminée en soumettant le panneau aux conditions suivantes :
- Un ensoleillement de 1000 watts/m² ;
- Une température ambiante de 25° ;
- Orientation au sud ;
- Une inclinaison d’environ 30° ;
- Et une absence d’ombrage.
Grâce aux avancées technologiques, la puissance des panneaux solaires est en constante évolution.
Bien que la puissance moyenne des panneaux photovoltaïques est généralement comprise entre 250 Wc et 325 Wc, certains modèles atteignent aujourd’hui jusqu’à 400 Wc.
Cela dit, devez-vous chercher à obtenir le panneau le plus puissant à tout prix ?
La réponse courte : non.
Voyons pourquoi.
Lien entre puissance et surface
En général, un panneau solaire monocristallin mesure 1,7 m x 1 m pour une puissance de 300 Wc.
Du coup, si on veut réaliser une installation de 3 kWc, ce qui équivaut à 3 000 Wc, nous avons besoin de 10 panneaux.
Cela représente une surface d’environ 17m² sur votre toiture.
De l’autre côté, un panneau polycristallin mesure également 1,7 m x 1 m mais il délivre cette fois une puissance de 250 Wc.
Dans ce cas, il nous faudra (3000 Wc / 250 Wc) = 12 panneaux pour obtenir une puissance de 3 kWc.
Cela représente cette fois une surface d’environ 20m² pour une installation de même puissance.
Alors que faut-il retenir ?
① Une installation de 3 kWc de panneaux polycristallins produit autant d’électricité qu’une installation de 3 kWc de panneaux monocristallins.
② La puissance d’un panneau joue uniquement sur le nombre de panneaux qu’il faudra installer pour atteindre une puissance d’installation souhaitée.
Chapitre 3 :
Quelles sont les conditions pour optimiser votre production solaire ?
Nous connaissons la puissance d’un panneau solaire.
Voyons à présent quelle quantité d’électricité ils seront en mesure de produire.
Mais avant de commencer, il faut préciser qu’on utilise le kilowatt-heure (ou kWh) pour mesurer la quantité d’énergie effectivement produite par un panneau solaire.
Ce terme vous semble familier ? C’est normal !
C’est aussi avec le kWh qu’on mesure votre consommation électrique.
Très concrètement, 1 kilowatt-heure correspond au fonctionnement d’un appareil d’une puissance de 1 000 watts pendant 1 heure.
Maintenant que c’est plus clair, combien peut produire une installation de panneaux photovoltaïques en France ?
Et bien… ça dépend de pas mal de variables.
Parmi elles, on peut citer :
- Le niveau d’ensoleillement de votre maison ;
- Les effets de microclimats ;
- L’orientation de votre maison ;
- L’inclinaison de votre toiture ;
- Le type d’intégration (Intégration au bâti ou surimposition) ;
- Les ombrages provenant des obstacles proches ou lointains ;
- La puissance de l’installation ;
- La température ;
- La nature du câblage ;
- La distance entre vos panneaux et votre onduleur ;
- Et la liste est encore longue…
Vous pouvez donc imaginer à quel point il peut être complexe de calculer précisément la production d’une installation photovoltaïque.
Passons en revue sans plus attendre les différentes variables qui influent sur la production d’une installation solaire.
Votre niveau d’ensoleillement
Commençons par l’élément le plus évident : le niveau d’ensoleillement de votre toiture (ou de votre terrain si vous souhaitez installer vos panneaux solaires au sol).
Assez logiquement, plus votre maison bénéficie d’un ensoleillement prolongé, meilleurs sera la production de votre installation solaire.
Mais installer des panneaux solaires est-il réservé aux habitants du sud de la France ?
Absolument pas.
Malgré les idées préconçues, l’énergie solaire est rentable dans toute la France, qui dispose d’un ensoleillement favorable par rapport à ses voisins européens. Même dans la moitié nord de notre pays !
Nos amis alsaciens, qui côtoient l’Allemagne et son million de foyers déjà équipés en panneaux photovoltaïques, en savent quelque chose.
Votre désir de passer à l’énergie solaire ne doit donc pas être freiné par votre position géographique !
Pour vous aider à y voir plus clair, on a réalisé une carte indicative.
Vous y trouverez la production potentielle annuelle moyenne (en kWh) par kWc de panneaux photovoltaïques dans les conditions optimales (inclinaison de 30° et orientation plein Sud).
Les effets de microclimats
Dans la partie précédente, nous avons parlé du niveau d’ensoleillement de votre toiture et non de celui de votre région.
Ce n’est pas un hasard.
En effet, pour calculer précisément la production d’énergie solaire, il est important de tenir compte des effets de microclimats.
Qu’est-ce qu’un microclimat ?
Cela désigne simplement des conditions climatiques spécifiques à une zone géographique restreinte et différentes du climat général de la région.
Et ces phénomènes engendrent des résultats parfois étonnants !
Le bassin d’Arcachon, situé au cœur des Landes de Gascogne, bénéficie par exemple d’un taux d’ensoleillement particulièrement important.
Les étés sont chauds et les hivers doux.
Ce microclimat a des effets notables sur les rendements des panneaux solaires dans cette région.
En effet, une installation posée dans des conditions optimales produira plus de 4 100 kWh dans le bassin d’Arcachon contre 3 900 kWh pour la même installation à Bordeaux.
L’orientation des panneaux solaires
De par notre latitude, c’est toujours au Sud que vos panneaux solaires capteront le plus de luminosité tout à long de l’année.
Bien qu’idéale, cette orientation n’est toutefois pas obligatoire.
Si votre toiture n’est pas orientée vers le Sud, cela ne veut pas dire que vous ne pouvez pas profiter d’une installation solaire rentable.
Voyons cela avec un exemple.
Si vous êtes un(e) lecteur/trice assidu(e), vous le savez… je suis originaire de la Région Auvergne-Rhône-Alpes et j’aime beaucoup en parler…
Repartons donc dans ma ville natale avec cet exemple :
| Caractéristiques de la maison | |
| Situation : | Grenoble |
| Inclinaison : | 30° |
| Puissance de l’installation photovoltaïque | 3kWc |
| Orientation | Production en kWh | Facteur de puissance | Détails du calcul |
| Sud | 3 900 | 100 % | 3 900 * 1 = 3900 |
| Sud-Est | 3700 | 94 % | 3900 * 0.94 = 3700 |
| Est | 3160 | 81 % | 3 900 * 0.81 = 3160 |
| Ouest | 3 000 | 77 % | 3 900 * 0.77 = 3 000 |
| Sud-ouest | 3 650 | 94 % | 3 900 * 0.94 = 3 650 |
Alors très concrètement, quel sera l’impact de l’orientation sur la rentabilité de votre installation photovoltaïque ?
Dans les conditions mentionnées ci-dessus :
Une installation orientée au Sud est rentabilisée en 11 ans.
Et dans la moins bonne condition, c’est-à-dire avec une orientation plein Ouest, l’installation sera rentable en 14 ans.
Cette différence est tout à fait négligeable quand on sait que les panneaux solaires ont aujourd’hui une durée de vie atteignant près de 40 ans.
Bon.
Si l’orientation impacte bien la production d’une installation mais n’est pas un critère décisif, qu’est-ce qui peut l’être ?
L’inclinaison des panneaux solaires
Pour produire le maximum d’électricité, les rayons du Soleil doivent atteindre perpendiculairement vos panneaux photovoltaïques.
Mais vous l’aurez remarqué, la course du Soleil varie au fil de l’année.
En hiver, le soleil est bas par rapport à l’horizon.
Et en été, le Soleil est … haut – c’est bien, vous suivez.
Alors comment faire ?
En fait, la réponse est toute simple.
En France, afin de produire un maximum d’électricité tout au long de l’année, vos panneaux solaires doivent être inclinés de 30 à 35° par rapport à l’horizontal.
Mais encore une fois, soyons clairs : l’inclinaison de votre toiture n’influence pas le rendement de vos panneaux solaires de manière drastique.
Un exemple ?
Repartons à Grenoble et reprenons les mêmes caractéristiques :
| Inclinaison |
Production la première année (en kWh) |
| 10 ° | 3 765 |
| 30 ° | 4 050 |
| 60 ° | 3 798 |
Alors que retenir ?
On observe une différence de production inférieure à 10 % entre l’inclinaison optimale et la moins avantageuse.
Une inclinaison supérieure ou inférieure à 30 ° ne doit donc pas vous empêcher de réaliser une installation photovoltaïque.
Les ombrages
Votre toiture subit les ombrages de la maison du voisin, d’un arbre ou encore d’une chaîne de montagne avoisinante ?
Alors ces derniers peuvent avoir un impact important sur la production de vos panneaux.
Et je dis bien « peuvent ».
Pourquoi ?
Simplement car des ombrages « partiels » ne sont pas nécessairement problématiques si vous choisissez le bon matériel.
(Je fais référence ici à l’utilisation d’optimiseurs ou de micro-onduleurs photovoltaïques .)
Donc, avant de réaliser une installation solaire, il est primordial de faire un état des lieux des potentiels ombrages pouvant affecter votre toiture.
L’influence de la température
La température a également un impact sur la production de votre installation photovoltaïque.
En effet, un panneau solaire subissant une température supérieure à 25°, perd jusqu’à 0,5 % de rendement par degré supplémentaire.
Alors concrètement, qu’est-ce que ça veut dire ?
Et bien, mettons qu’il fasse 40°.
Il fait alors (40-25 =) 15 ° de plus que la température optimale de 25°.
Les rendements de vos panneaux seront donc dégradés de 15° x 0,5 % = 7.5 %.
Si vos panneaux ont des rendements de 24 %, ils seront donc de (24 % x (100 % – 7,5 % =) 22,2 % durant cette période.
Donc oui, les très fortes températures impactent à la baisse votre production photovoltaïque.
Toutefois, il est possible de limiter drastiquement ces pertes de rendement.
Comment ?
① Choisissez des panneaux solaires de qualité
En effet, les panneaux solaires nouvelle génération souffrent moins des fortes chaleurs et limitent les pertes à 0.25 % par degré au-dessus de 25°.
Dans ce cas, lors d’un épisode de canicule, on obtient des rendements proches de 24 % x (100 – (15*0,25)) = 23,1 % !
Il est donc primordial de bien choisir ses panneaux et de ne opter pour n’importe quel panneau bas de gamme afin d’économiser quelques dizaines d’euros.
Surtout quand on sait que les températures ne sont pas près de baisser…
② Installez les panneaux en surimposition
La surimposition consiste à installer les panneaux solaires au-dessus de votre toiture.
Ainsi, ils ne se substituent pas au toit.
Un des nombreux avantages de ce mode d’intégration est le fait que les panneaux solaires bénéficient d’une meilleure aération.
Ils peuvent ainsi évacuer plus facilement la chaleur et maintenir un niveau élevé de production en cas de très forte chaleur.
La salissure des panneaux
Enfin, il faut considérer le rythme de nettoyage de vos panneaux solaires.
En effet, différentes études allemandes ont révélé que les installations nettoyées régulièrement produisent 2 à 7 % de plus que celles non entretenues.
Alors n’oubliez pas de passer un coup d’éponge une fois par an.
Conclusion
Voici un tableau récapitulatif des facteurs ayant le plus d’impact sur votre production.
Ici, 100 % correspond à la production maximale que vous pouvez atteindre dans les conditions optimales.
| < | 1° | 30° | 60° |
| Est | 86 % | 81 % | 65 % |
| Sud-Est | 86 % | 94 % | 84 % |
| Sud | 86 % | 100 % | 92 % |
| Sud-Ouest | 86 % | 94 % | 85 % |
| Ouest | 86 % | 77 % | 65 % |
Chapitre 4 :
Rentabilité des panneaux solaires
J’entends partout :
« Depuis la baisse des subventions au solaire, ce n’est plus rentable ! Et l’autoconsommation, c’est pire que tout ! »
Je m’en vais de ce pas vous prouver le contraire.
Et j’irai même plus loin !
Avec un taux de rentabilité pouvant atteindre 9 %, le solaire est le placement le plus intéressant et le plus sûr que vous puissiez faire.
Vous doutez ? Vous pensez qu’il y a mieux ?
L’immobilier peut-être ? 4,5 % en moyenne.
Alors les assurances vie ? Pire, moins de 3,25 %.
Votre livret A ? N’en parlons même pas, 0,75 %.
Et oui, avec un taux de rentabilité pouvant atteindre 9 %, le solaire est définitivement la meilleure option.
Voyons ça avec un exemple.
Autoconsommation Photovoltaïque :
Commençons avec le cas de l’autoconsommation.
Car oui, il est aujourd’hui possible de produire et de consommer votre propre électricité.
C’est non seulement possible, mais surtout très rentable.
En effet, entre les économies sur la facture d’électricité et les différentes aides de l’État, il est facile d’atteindre un rendement financier de 9 %.
Considérons les éléments suivants :
| Orientation toiture | Nord-Sud |
| Inclinaison | 30° |
| Puissance de l’installation | 6 kWc |
| Type de pose | Surimposition |
| Coût de l’installation | 13 000 € |
| Consommation électrique | 10 000 kWh |
| Montant de la facture | +/- 1 500 € |
| Habitant(s) | 2 adultes et 2 enfants |
| Superficie de la maison | +/- 150 m² |
| Postes de consommation |
Ballon
électrique ; Chauffage électrique ; Four et plaques électrique ; Électroménager classique |
| Investissement (prix TTC) | 13 000 € |
| Economies sur 30 ans | 35 532 € |
| Vente du surplus sur 20 ans | 6 859 €* |
| Prime de l’Etat | 1 680 € |
| Gains nets | 30 616 € |
| Retour sur investissement | 10 ans |
| Taux de rendement financier | 10.3 % |
*Tarif de vente du surplus et prime en vigueur au 4ème trimestre 2020
Précisions importantes : afin de simplifier la lecture du tableau, nous n’avons pas fait figurer les frais relatifs aux impôts ou au TURPE bien qu’ils soient effectivement comptabilisés. Enfin, nous prenons en compte un scénario de l’augmentation du prix de l’électricité, relativement conservateur, de 3 % par an conformément au scénario fourni par l’ADEME.
Que retenir de ce tableau parfaitement (in)digeste ?
3 choses :
– L’installation est rentabilisée en 10 ans ;
– L’investisseur/euse récupère ici 3 fois sa mise ;
– Le taux de rendement financier est de 10.3 %.
Et une dernière pour la route : l’autoconsommation photovoltaïque est rentable.
Vous préférez vendre directement l’intégralité de vendre production ?
Alors analysons ensemble la rentabilité d’une installation en vente totale.
Je vous rassure, c’est bien plus simple !
Panneau solaire en vente totale
Dans le cadre de la vente totale, il n’y qu’une seule chose à prendre en compte : la puissance de l’installation.
En effet, le prix de vente de votre électricité est directement lié à la puissance de celle-ci.
Au 1er trimestre 2021, les tarifs d’achat sont les suivants :
| Puissance de l’installation photovoltaïque | Tarif de rachat du kWh |
| ⩽3 kWc | 0,1789 € |
| ⩽9 kWc | 0,1521 € |
| ⩽36 kWc | 0,1121 € |
| ⩽ 100 kWc | 0,0974 € |
Reprenons l’exemple de notre installation de 3 kWc à Grenoble.
| Investissement | 8 000 € |
| Production totale | 74 581 kWh |
| Tarif d’achat | 0,1789 € |
| Durée du contrat de revente | 20 ans |
| Revenu total | 13 820 € |
Cela nous donne une rentabilité en une douzaine d’années.
Conclusion
Avec de tels taux de rentabilité, le solaire est définitivement l’investissement le plus intéressant et le plus sûr que vous puissiez faire.
D’ailleurs, pourquoi est-ce l’investissement le plus sûr ?
Simplement car vous signez un contrat avec EDF OA qui s’engage à vous racheter tout ou partie de votre production à un prix fixe pendant 20 ans.
Aucun autre investissement ne propose ce type de garantie.
Chapitre 5 :
Calculer facilement le rendement des panneaux solaires
Pour vous aider à passer facilement à l’énergie solaire, nous avons mis au point un simulateur précis et gratuit aussi appelé cadastre solaire.
Comment ça marche ?
Notre simulateur utilise des clichés de satellites de l’Agence spatiale européenne et des données pyranométriques de Météo France pour connaître l’ensoleillement précis à votre adresse.
Nous combinons ensuite des données de la NASA et de l’Institut national de l’information géographique et forestière (IGN) qui permettent de détecter s’il y un masque d’ombrage sur votre toiture, provoqué par une montagne ou un bâtiment.
Tout ça n’est que la première étape.
Vous souhaitez calculer la rentabilité d’une installation en autoconsommation avec vente du surplus sur votre maison ?
Nous avons constitué une base de données répertoriant les consommations électriques de centaines d’appareils à partir d’études de plusieurs centres de recherche renommés.
Nous pouvons ainsi modéliser votre consommation électrique heure par heure sur toute une année en tenant compte des disparités intra-hebdomadaires et des effets de saisonnalité.
Vous êtes plutôt vente totale ?
Nous croisons nos calculs avec les dernières informations et tarifs fournis par la Commission de Régulation de l’Énergie (CRE).
Résultat ? Vous obtenez de manière incroyablement précise la rentabilité de votre projet d’installation de panneaux solaires.
Cette précision nous permet aujourd’hui de travailler avec plus de 80 départements, métropoles et communes qui nous ont demandé d’accompagner les projets solaires des administrés de leur territoire.
Maintenant, c’est à vous !
Voici donc tout ce qu’il faut savoir sur les rendements des panneaux solaires avant de vous lancer dans votre projet.
Maintenant j’aimerais en savoir plus sur vous :
Comptez-vous faire une simulation solaire et demander un devis à nos experts ?
Aimeriez-vous que nous approfondissions un point particulier ?
Dans tous les cas, partagez ce guide et laissez-moi un commentaire ci-dessous !
FAQ
Qu’est-ce que le rendement d’un panneau solaire ?
Le rendement des panneaux photovoltaïques correspond à la quantité d’électricité produite par rapport à l’énergie solaire reçue. Aujourd’hui, les rendements des panneaux solaires varient entre 7 % et 24 %.
Comment calculer la puissance d’un panneau solaire ?
La puissance électrique d’un panneau solaire s’exprime en watts-crête, abrégé Wc. Elle est déterminée en soumettant le panneau à des conditions bien spécifiques qualifiées de ‘optimales’.
Une installation photovoltaïque est-elle rentable ?
Oui, une installation photovoltaïque est généralement rentable entre 10 et 12 ans et bénéficie d’un taux de rentabilité pouvant atteindre 9 %.