Comment calculer la production de vos panneaux solaires ?

Il ne faut pas confondre production et rendement* solaire : l’un désigne la quantité d'énergie produite et l’autre désigne plutôt la capacité du panneau à convertir l'énergie solaire perçue en électricité utilisable dans votre logement.

Plus concrètement, les cellules photovoltaïques du panneau reçoivent une certaine quantité d'énergie (on parle d’irradiation), et la totalité ne sera pas transformée en électricité. Le rendement désigne donc seulement la quantité de cette énergie qui sera valorisée par le système. Il s’exprime en pourcentage (%).

Lorsqu’on parle de production solaire, c’est plutôt pour désigner la quantité d'électricité produite par des panneaux solaires photovoltaïques sur une période donnée. Exprimé en kWh (kilowattheure), le taux de production dépend de plusieurs paramètres que l'on vous détaille à la suite de cet article !

Pour calculer la production de vos panneaux solaires, il est essentiel de tenir compte des facteurs suivants, car ils sont tous susceptibles d’impacter leur production réelle.

La puissance des panneaux solaires

Exprimée en Watt-crête (Wc) ou en kilowatt-crête (kWc), la puissance de votre installation solaire joue un rôle déterminant dans la quantité d'énergie qu'elle produit. On parle de puissance crête : plus elle est puissante et plus vos modules pourront produire d'électricité.

La puissance crête désigne la production électrique maximale d’une installation lorsque celle-ci fonctionne dans des conditions optimales : à midi (lorsque le soleil est à son zénith, avec une irradiation maximale), par temps dégagé, sans projection d'ombres sur la toiture et à une température de 25 °C.

La puissance des panneaux est également déterminante dans le prix d'une installation photovoltaïque.

Le taux d’ensoleillement et les zones d’ombres

Les modules photovoltaïques fonctionnent grâce aux rayons du soleil : ils convertissent la lumière solaire perçue par leurs cellules en électricité et sont donc entièrement dépendants du niveau d’ensoleillement.

De fait, une installation de même puissance produira généralement davantage dans le sud de la France qu’au nord, où le rayonnement solaire est généralement moins important.

La saison et l’heure de la journée ont également leur rôle à jouer : plus le soleil est haut dans le ciel (l’idéal : l'été et/ou à midi) et meilleure sera la production des panneaux. 

Dans la même logique, la projection d’ombres sur la toiture a aussi son impact, car elles réduisent le taux d'irradiation du module et donc son rendement. Il est alors important d'étudier leur emplacement en conséquence sur la toiture avant de les faire installer, pour éviter les zones d'ombres.

🔎 À noter : contrairement aux idées reçues, un panneau peut très bien fonctionner par temps nuageux, avec un ensoleillement diffus, mais son rendement sera moins important que sous un ciel bleu.

L’orientation et l’inclinaison des modules photovoltaïques

Vos modules solaires doivent être orientés et inclinés de sorte à recevoir au maximum les rayons du soleil. Les orientations et inclinaisons optimales dépendent de la localisation géographique. En France, on recommande :

• une orientation plein sud (mais les orientations ouest, sud-ouest, est et sud-est sont aussi envisageables, seules les orientations nord sont à proscrire) ;

• une inclinaison de 30 à 35 °, pour recevoir un maximum d'énergie solaire sur l’ensemble de l’année.

La technologie des panneaux

Tous les panneaux solaires sont fabriqués à partir de silicium, mais on distingue 2 technologies principales, qui ne présentent pas les mêmes taux de rendement :

1. conçus à partir d’un seul cristal de silicium, les panneaux monocristallins sont plus onéreux, mais plus performants : leur rendement moyen se situe entre 18 et 24 % ;

2. fabriqués à partir de chutes de silicium, les panneaux polycristallins sont moins coûteux, mais affichent aussi de moins bons rendements, entre 14 et 18 %.

🔎 À noter : même s’ils fonctionnent en conditions optimales, vos panneaux solaires ne pourront pas couvrir l’intégralité de vos besoins énergétiques. Leur mise en place ne peut en effet couvrir que jusqu'à 70% des besoins en électricité d’un ménage.

Le type d’onduleur

L’onduleur est l'une des pièces centrales d’un module photovoltaïque : c’est lui qui permet de convertir le courant continu (généré par les panneaux) en courant alternatif (utilisé dans la maison).

Avec un onduleur central, le dysfonctionnement d’un panneau unique peut impacter toute la chaîne de production. Au contraire, avec des micros-onduleurs, chaque panneau est dissocié et le reste de l’installation continue de fonctionner en cas de problème ou d’ombre projetée sur un module par exemple.

La température des panneaux

En usine, les modules photovoltaïques sont étudiés pour fonctionner dans des conditions optimales, avec une température de 25 °C. Seulement, en fonction de la température extérieure ou de l’ensoleillement, les panneaux peuvent vitre devenir plus chauds.

Or, le rendement d’un panneau solaire diminue lorsque sa température augmente : ils peuvent perdre jusqu'à 0,5 % de leur efficacité par degré supplémentaire.

L’âge de l’installation

Les modules solaires perdent progressivement en rendement à force d'utilisation, à raison de -0,5 à -1 % par an environ. La plupart des fabricants garantissent toutefois un rendement entre 80 et 85 % du niveau de rendement initial après 25 ans de fonctionnement.

Bien que minime, cette perte en efficacité peut impacter votre production solaire après plusieurs années.

Ne confondez pas garantie et durée de vie ! Souvent garantis 25 ans « seulement », les panneaux solaires ont une durée de vie moyenne de 30 à 40 ans. Et, à titre d’information, on estime qu’ils sont rentabilisés en 7 à 12 ans !

Bien qu’elle dépende essentiellement des facteurs cités précédemment, il est possible d'estimer la capacité de production d’un panneau solaire si l’on connaît les 3 paramètres suivants :

1. la puissance nominale de l'installation : c’est la puissance totale de vos panneaux. En France, les puissances de 3, 6 et 9 kWc sont les plus communément installées par les particuliers ;

2. l’ensoleillement perçu par les panneaux : il dépend de votre région. Pour le connaître, vous pouvez consulter l’une des nombreuses cartes disponibles en ligne à ce sujet ;

3. le rendement global du système : il est normalement indiqué par les fabricants sur les fiches techniques de leurs produits (pour une estimation plus juste, vous pouvez soustraire 0,5 % de rendement à cette donnée par année de fonctionnement des modules).

Vous pouvez ainsi déterminer votre capacité de production solaire annuelle pour estimer vos économies grâce au calcul suivant :

Production (en kWh) = puissance (en kWc) × ensoleillement reçu (en h) × rendement (en %)

Mais attention : ce calcul ne permet que d’estimer la production de vos panneaux dans des conditions optimales. Dans les faits, celle-ci est fortement impactée par des éléments extérieurs, tels que leur température, l’orientation ou encore l’inclinaison de votre installation solaire.

Exemple : combien de kWh produit une installation de 3 kWc par jour, par mois et par an ?

En prenant l’exemple d’une installation photovoltaïque de 3 kWc, qui reçoit environ 9 heures d’ensoleillement par jour et avec un rendement de 22 %, on obtient la formule suivante :

3 kWc × 9 h × 0,22 %

Pour cette configuration, la production d'électricité moyenne des panneaux solaires serait de :

• 5,94 kWh par jour ;

• 178,2 kWh par mois ;

• 2 168,1 kWh par an.

Selon les moyennes nationales constatées, un panneau solaire de 1 kWc peut produire entre 900 et 1 400 kWh/an en France, en fonction notamment de la zone géographique de son installation et donc du temps d’ensoleillement perçu par le module.

On estime en effet une production moyenne de 900 kWh/kWc/an au nord du pays, contre 1 400 kWh/kWc/an dans le sud, notamment du fait d’un ensoleillement différent.

En vue de ces données nationales, on peut estimer les productions annuelles moyennes des puissances photovoltaïques les plus couramment installées en France, soit 3, 6 ou 9 kWc :

• 2 700 à 4 200 kWh/an pour une installation de 3 kWc ;

• 5 400 à 8 400 kWh/an pour une installation de 6 kWc ;

• 8 100 à 12 600 kWh/an pour une installation de 9 kWc.

🔎 À noter : en amont des travaux, votre installateur aura normalement réalisé le calepinage de votre installation photovoltaïque. Cette étude de faisabilité permet de s’assurer de la rentabilité de votre projet. Entre autres, elle étudie donc son potentiel de production et vous en donne une estimation !

Il est possible d'améliorer la production électrique d'une installation photovoltaïque en optimisant certains éléments et/ou en prenant de bonnes habitudes. Afin de produire un maximum d'électricité et d’optimiser votre autoconsommation, vous pouvez entre autres :

• choisir l'orientation la plus au sud et privilégier une inclinaison entre 30 et 35 ° ;

• éviter les zones d'ombres, en élaguant par exemple les arbres susceptibles d'en projeter sur votre toiture ;

• entretenir vos panneaux, en les nettoyant régulièrement pour en retirer la saleté et optimiser ainsi leur rendement ;

• suivre votre production solaire grâce aux nombreux outils de suivi disponibles sur le marché.

Pour un meilleur retour sur investissement, pensez par ailleurs à adapter vos habitudes de consommation afin d'utiliser au maximum votre électricité solaire. Par exemple, vous pouvez programmer vos appareils en journée, pour qu’ils fonctionnent lors du pic de production photovoltaïque, ou associer des batteries de stockage aux panneaux.

💡 Notre conseil : dans tous les cas, la meilleure manière d'optimiser la production de vos panneaux solaires, c'est de confier leur installation à un installateur RGE (Reconnu Garant de l'Environnement).