Calcul du rendement d’un panneau solaire : Méthodologies et optimisation de la production

Quand vous décidez d’investir dans la production d’énergie solaire, le rendement des panneaux est au centre de votre préoccupation. En autoconsommation avec option de revente ou en autonomie, le calcul du rendement des panneaux est déterminant pour vous motiver à investir dans l’énergie solaire photovoltaïque. Notons que le rendement d’un panneau n’est pas une donnée statique. Combinés avec d’autres éléments, la puissance nominale d’un panneau est nécessaire pour savoir la quantité d’énergie que vos panneaux produisent.

Avant de passer au processus de calcul, d’autres notions sont à différencier au préalable. Le rendement d’un panneau s’évalue en pourcentage. De ce pourcentage dépend la quantité (en kWh) d’énergie produite. Rappelons que la puissance du panneau s’exprime en kWc. Vous devez comprendre ces unités de mesure pour calculer le rendement d’un panneau solaire.

Rendement d’un panneau solaire : l’essentiel à retenir

Il ne faut pas confondre le rendement du panneau et sa puissance. La prise en compte de la puissance du panneau solaire est pourtant liée au calcul du rendement. Le rendement d’un panneau solaire s’entend comme la capacité du module solaire à transformer la lumière du soleil qui balaie sa surface en courant électrique. Cette énergie électrique ainsi obtenue alimente les appareils et on la quantifie pour évaluer le rendement du panneau.

Importance du kWc et du kWh dans le calcul du rendement d’un panneau solaire

La confusion est fréquente, nous ne faisons pas toujours la différence entre ces deux unités de mesure. L’importance de la mesure de puissance(kWc) se trouve en amont du calcul du rendement. La donnée relative au kWh se retrouve en aval pour la quantification du rendement du panneau solaire.

Le Watt-crête, unité de mesure de la puissance d’un panneau solaire

Dans le langage courant, on entend souvent parler de panneaux solaires de tel ou tel watt. On devrait plutôt indiquer en watts-crête la puissance d’un panneau solaire.Le watt-crête est la puissance maximale produite par un panneau dans les conditions optimales d’ensoleillement. C’est cette mesure qui est le premier élément qui sert à calculer le rendement d’un panneau solaire. Vous retrouverez cette valeur sur la fiche technique de chaque panneau.

Nuances à faire entre kWc et kWh

kWh et kWc ont en commun l’unité de mesure qu’est le watt (w). Une mesure ainsi nommée d’après l’écossais James Watt, qui contribua de façon active à l’invention de la machine à vapeur. Mais, qu’est-ce qu’un watt en unité de mesure ?

Le watt correspond à un joule qui n’est autre que l’énergie fournie par un circuit électrique ou un système thermique en un temps donné. Un watt est l’équivalent d’un joule par seconde.

Le kWh représente le nombre de watts consommés par un appareil au bout d’une période d’une heure. Cette mesure quantifie aussi la quantité d’énergie ou le nombre de watts (ou kilowatts) qu’une installation comme un panneau solaire permet de produire. Pour déterminer de manière prévisionnelle le nombre de kilowattheures d’électricité que produira un panneau, la connaissance du rendement est indispensable.

Pour résumer, le watt-crête renseigne sur la capacité du panneau à produire de l’électricité, tandis que le kWh mesure la quantité d’énergie produite par le panneau solaire. C’est la nuance entre les deux unités de mesure.

Retenez que les deux unités de mesure ne se convertissent pas entre elles. On peut par contre faire des évaluations . Si 1 kWc n’est pas l’équivalent de 1 kWh, cela s’explique par les paramètres qui influencent le rendement.

Calcul du rendement d’un panneau solaire : les facteurs d’influence

Les panneaux solaires ne convertissent pas en totalité les photons de la lumière solaire en électricité. Seule une partie de la lumière du soleil est transformée en électricité, même si les conditions d’ensoleillement sont parfaites. C’est pourquoi le rendement théorique ou réel d’un panneau se situe souvent dans un intervalle, il n’est pas fixe.

En pratique, le rendement théorique du panneau solaire le plus performant de nos jours atteint à peine 30 %. Ce qui veut dire que dans le meilleur des cas, les panneaux photovoltaïques transforment moins de 30 % de la quantité d’énergie qui provient du soleil. En plus de cette limitation, d’autres éléments impactent le rendement.

Technologies de fabrication du panneau solaire photovoltaïque

Vous savez déjà qu’il existe une variété de panneaux solaires avec des rendements différents. On rencontre dans le commerce des panneaux :

• Monocristallins avec un rendement d’au plus 25 % ;
• Polycristallins dont le rendement varie de 13 à 18 % ;
• Amorphes avec un rendement d’environ 10 % au maximum.

La catégorisation des panneaux solaires photovoltaïques explique les différences de rendement et les coûts d’acquisition. Les panneaux solaires monocristallins convertissent mieux le rayonnement solaire en électricité. Ils offrent de meilleurs rendements que tous les autres types de panneaux. Les panneaux amorphes, quant à eux, transforment moins les rayons du soleil par rapport aux panneaux solaires polycristallins.

D’autres technologies voient le jour et influencent aussi le rendement des panneaux solaires.

• Kits solaires à deux faces ;
• Modules photovoltaïques biverre ;
• Panneaux solaires en pérovskites…

Une petite précision concernant les technologies évoquées : elles sont capables d’augmenter le rendement des panneaux solaires.

Autres facteurs influençant le rendement d’un panneau solaire

Des conditions indépendantes de toute volonté humaine agissent sur le rendement des panneaux solaires. D’un autre côté, certaines bonnes pratiques d’installation permettent aux panneaux solaires d’exploiter tout leur potentiel. C’est pourquoi vous devez faire appel à un installateur agréé pour vous accompagner. Il est évident qu’une mauvaise installation des panneaux solaires entraîne des problèmes de rendement.

À part les caractéristiques techniques des panneaux, les autres facteurs qui impactent le rendement d’un panneau solaire comprennent :

• La zone géographique ;
• Les conditions météo ;
• Les cas d’obstruction de la face des panneaux ;
• L’orientation et l’inclinaison pendant l’installation…

Méthodologie de calcul du rendement d’un panneau solaire

Formule simple

La démarche à suivre pour calculer le rendement d’un panneau solaire est relativement simple. 3 éléments servent de base de calcul pour connaître le rendement d’un module solaire :

• Puissance du panneau en Wc ;
• Superficie du kit solaire en m² ;
• Puissance du rayonnement solaire en watt par m².

La puissance du panneau est inscrite en Wc sur l’unité. Vous saurez la superficie du panneau solaire en multipliant la longueur par la largeur. Pour ce qui est de la puissance solaire, elle est fixée à 1000 watts par m².

Pour connaître la puissance du rayonnement solaire reçue par le panneau, multipliez d’abord par 1000 la superficie du panneau en m².

Pour obtenir le rendement R de votre panneau, on aura comme calcul :

R = puissance du panneau en Wc / puissance du rayonnement solaire reçue par le panneau X 100

Exemple de calcul du rendement d’un panneau solaire

Supposons que vous avez un panneau solaire dont la puissance est de 300 Wc avec une superficie de 1,6 m².

Avec ces données, on sait d’office que la puissance du rayonnement solaire qui balaie le panneau est de 1600 watts. Pour avoir ce résultat, on multiplie la superficie du panneau par 1000. La valeur 1000 correspond donc à la puissance du rayonnement solaire par m².

On obtient le rendement du panneau de notre exemple en faisant :

R = 300 / 1600 × 100 = 18,75

Le rendement de notre panneau solaire témoin est de 18,75 %. Avec ce rendement, le panneau en question affiche un pourcentage qui permet de supposer que nous sommes face à un panneau monocristallin. Il peut aussi s’agir d’un panneau polycristallin au rendement très élevé.

Optimisez la production énergétique de vos panneaux

Même si toutes les dispositions sont prises pour que les panneaux solaires délivrent un bon rendement, cela ne suffit pas pour qu’ils continuent à être toujours performants.L’entretien des panneaux solaires est important pour que le rendement soit au meilleur niveau. Programmez le nettoyage des panneaux selon une fréquence bien déterminée.

Vous les débarrassez de cette façon de :

• La poussière ;
• Déjections d’oiseaux ;
• Couches de sel marin…

Toutes ces salissures limitent le rendement qu’un panneau peut fournir.

L’installation d’un tracker motorisé est une autre alternative pour optimiser le rendement des panneaux solaires. En inclinant le panneau à mesure que le soleil se déplace, le tracker solaire lui permet de mieux recevoir la lumière du soleil afin de la transformer en énergie.