Comme nous allons le voir dans ce guide, de nombreux éléments peuvent avoir une influence sur le rendement d’une installation photovoltaïque. D’après les études de l’Ademe (Agence de l’Environnement et de la Maîtrise de l’Énergie), le rendement d’un panneau solaire se situe généralement entre 8 et 22 %. Pourquoi un tel écart ? Parce que comme vous le verrez, il existe plusieurs technologies de modules et de multiples variables qui peuvent influencer ce taux. Et pourquoi pas plus ? Parce que, théoriquement, 100 % du rayonnement solaire reçu par les panneaux ne peut pas être converti en électricité : il y a des pertes d’énergie sur le parcours.
Comme toute chose, la puissance de votre panneau photovoltaïque est soumise au temps qui passe. Ainsi, elle diminue habituellement de moins de 1 % chaque année et c’est tout à fait normal : les cellules photovoltaïques vieillissent au fil des saisons et certaines peuvent même griller avec le temps. Il est d’ailleurs à noter que la baisse intervient principalement au cours des premières années d’utilisation. La diminution est ensuite moins significative. Aujourd’hui, la plupart des fabricants assurent que, même après 25 ans de fonctionnement, les panneaux solaires conservent au moins 80% de leur puissance initiale. Le rendement demeure quant à lui inchangé.
Le rendement, la capacité de production et la rentabilité des panneaux solaires sont 3 éléments essentiels, qu’il convient de ne pas confondre.
Exprimée en kilowatt-crête (kWc), la capacité de production d’une installation photovoltaïque exprime en fait sa puissance électrique maximale. Cette puissance crête (maximale) peut être atteinte uniquement lorsque toutes les conditions optimales sont réunies (ensoleillement idéal sans ombrage, température douce, inclinaison des panneaux parfaitement adaptée etc.).
De son côté, la rentabilité est une notion fondamentale qui met en parallèle le coût de l’installation solaire et les gains qu’elle peut générer sur la durée. La rentabilité potentielle est d’ailleurs souvent l’élément qui finit de convaincre les particuliers de s’engager dans un projet photovoltaïque. Généralement, on dit qu’un dispositif photovoltaïque est rentable en une quinzaine d’années mais, cela peut être plus ou moins : cela dépend de nombreux facteurs.
Ces coûts sont ensuite à mettre en relation avec plusieurs facteurs, tels que :
Ainsi, un rendement important permet une bonne capacité de production. Ensemble, ces deux éléments favorisent alors la rentabilité des panneaux solaires.
Le rendement de vos panneaux solaires dépend de nombreux facteurs qui peuvent être techniques ou environnementaux.
À l’heure de la transition énergétique, la recherche sur le solaire photovoltaïque s’intensifie. En clair, de nouvelles solutions pourraient se développer dans les années à venir. On distingue aujourd’hui 2 grandes familles sur le marché : les cellules au silicium cristallin et les cellules dites “couches minces”.
Avec la technologie cristalline, vous disposez de cellules assez fines (de moins de 0,2 mm) qui sont encapsulées sous un verre protecteur. Toutes les cellules sont connectées en série.
Là encore, on distingue deux types de cellules cristallines. En effet, ces dernières peuvent être :
Plus fines que les cellules évoquées précédemment, les cellules photovoltaïques “couches minces” se composent d’une couche de semi-conducteurs composés de différents éléments. Actuellement, les principales technologies de couches minces sont :
Pour l’heure, ces technologies permettent un rendement de l’ordre de 15 à 16 %.
(source : Ministère de la Transition écologique, le photovoltaïque).
Comme vu auparavant, la puissance crête détermine la capacité de production électrique de votre installation photovoltaïque. Elle va donc de pair avec son rendement. Toujours sur les recommandations de votre installateur, la puissance de votre installation solaire est définie en fonction de vos objectifs, de vos besoins, des caractéristiques de votre lieu de vie et de votre consommation personnelle (dans le cas d’une autoconsommation).
Différents niveaux de puissance et de modules sont disponibles sur le marché, allant pour la plupart de 100 W à 400 W. Il est d’ailleurs à noter que, grâce au développement de la filière photovoltaïque, les panneaux solaires disponibles sur le marché sont de plus en plus puissants. L’installateur pourra ainsi vous proposer le nombre adéquat de panneaux à une certaine puissance afin de favoriser le rendement global de votre installation.
La puissance crête est mesurée dans les conditions standard d’essai du module (à savoir les conditions les plus optimales au niveau de la température, de l’inclinaison, de l’ensoleillement etc.). On parle d’ailleurs de puissance maximale (Pmax) et de STC (Standard Test Conditions) sur les fiches techniques des produits. En réalité, la puissance de vos panneaux ne pourra que très rarement bénéficier de telles conditions. On distingue alors la puissance crête et la puissance réelle.
Il s’agit d’une pièce incontournable de votre installation solaire. En effet, l’onduleur a pour rôle de convertir le courant continu (produit par les panneaux) en courant alternatif (adapté à la consommation électrique de nos appareils et au réseau public d’électricité). Aujourd’hui, le micro-onduleur et l’optimiseur sont souvent utilisés dans le résidentiel et ont un avantage de taille par rapport à l’onduleur centralisé : chaque panneau est relié à eux de façon indépendante. Ce qui veut dire que si une ombre vient occulter le soleil sur un seul et unique panneau, il n’y aurait pas de conséquence sur le rendement des autres panneaux qui composent le dispositif. L’optimiseur tire sa carte du jeu en dotant les panneaux d'une intelligence. Sans limite de puissance il offre également un rendement plus élevé ainsi que plusieurs sécurités supplémentaires, pour un coût plus bas que l'onduleur de chaîne.
DC : Direct current, courant continu
AC : Alternative current, courant alternatif
Contrairement à ce que l’on pourrait croire, les modules photovoltaïques sont sensibles aux températures trop élevées. En effet, le rendement des panneaux diminue lorsque la température grimpe au-dessus de 25°C. D’ailleurs, il s’agit de la température utilisée pour réaliser les tests du constructeur définissant la puissance des panneaux. En clair, les modules solaires n’aiment pas la surchauffe. Dans certains cas, la solution est d’opter pour une installation avec des panneaux en surimposition. De cette manière, ils ne sont pas en contact direct avec la toiture et peuvent profiter d’une température plus adaptée.
Si et seulement s’ils sont très faciles d’accès, vous pouvez nettoyer vos panneaux avec un balai télescopique (qui s’avère souvent très pratique), une raclette ou un chiffon doux avec de l’eau tiède (la moins calcaire possible et sans détergent). L’objectif ici est de ne pas abîmer ou rayer la surface des panneaux, ni de créer de choc thermique qui pourrait ralentir votre dispositif pendant quelques instants.
Et voilà ! Désormais, vous avez toutes les cartes en main pour mieux comprendre l’importance du rendement d’un panneau solaire. En pratique, il est incontournable de faire appel à un expert pour la réalisation de votre projet solaire : son rôle est de vous conseiller sur les choix techniques les plus adaptés à votre situation pour vous offrir le meilleur rendement possible.
Tout savoir sur le rendement des panneaux solaires
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