Bien choisir la puissance des panneaux solaires

Qu’est-ce que la puissance d’un panneau solaire ?

La puissance des panneaux solaires est un élément fondamental à prendre en compte lors de la conception d’une installation photovoltaïque. Elle s’exprime en watt-crête (Wc) ou kilowatt-crête (kWc) et reflète la capacité maximale de production électrique d’un panneau dans des conditions idéales :

• un ensoleillement de 1 000 W/m² ;
• une température de 25 °C ;
• une inclinaison optimale de 30°.

La puissance nominale, souvent indiquée sur les fiches techniques, correspond à cette valeur maximale. Cependant, dans la réalité, les panneaux solaires produisent rarement à pleine capacité en raison des fluctuations d’ensoleillement et des conditions environnementales. La puissance réelle d’un panneau est généralement située entre 75 % et 80 % de sa puissance nominale.

La puissance variable, quant à elle, représente les variations de production en fonction des moments de la journée ou des saisons. Cette puissance sera plus élevée en été et aux alentours de midi. Il est donc essentiel de comprendre ces distinctions pour évaluer précisément le potentiel d’une installation solaire et éviter les mauvaises surprises.

Facteurs influençant la puissance des panneaux solaires

La capacité de production d’un panneau solaire dépend de plusieurs facteurs externes :

• Ensoleillement et orientation : un panneau orienté plein sud bénéficiera d’un rendement optimal. Toute déviation de cette orientation peut entraîner une baisse de la production.
• Inclinaison et ombrage : un angle d’inclinaison mal ajusté ou la présence d’ombres (arbres, bâtiments, etc.) réduit considérablement la puissance produite.
• Température et conditions météorologiques : si l’ensoleillement est bénéfique, une température trop élevée peut, en revanche, affecter négativement la performance des cellules photovoltaïques.

Ces paramètres doivent être pris en compte dès la phase de dimensionnement pour garantir une production optimale tout au long de l’année.

Les différentes technologies de panneaux solaires

Le choix de la technologie est déterminant pour la puissance du panneau solaire et son rendement. Les principaux types de panneaux sont :

• Les panneaux en silicium monocristallin, qui offrent le meilleur rendement, mais sont souvent plus coûteux ;
• Les panneaux en silicium polycristallin, légèrement moins performants, mais plus accessibles financièrement ;
• Les panneaux à couches minces, en développement, qui sont plus légers et adaptés à certaines configurations spécifiques, bien que leur rendement soit inférieur ;
• Les panneaux hybrides, combinant photovoltaïque et thermique, permettent même de produire à la fois de l’électricité et de l’eau chaude, augmentant ainsi leur efficacité globale.

Formule de base : tension x courant

Le calcul de la puissance des panneaux solaires repose sur une formule simple : Puissance (W) = Tension (V) x Courant (A).

Cette méthode permet de déterminer la puissance instantanée d’un panneau en fonction de ses caractéristiques électriques.

Par exemple, un panneau affichant une tension de 40 volts et un courant de 10 ampères produit 400 watts en conditions optimales. Lorsque plusieurs panneaux sont reliés, il suffit de multiplier le nombre de panneaux par la puissance nominale de chaque unité pour obtenir la puissance totale de l’installation.

Exemple concret de calcul de production

Prenons l’exemple d’un panneau solaire de 300 Wc installé dans une région bénéficiant d’environ 5 heures d’ensoleillement quotidien. Si son rendement réel est de 80 %, on peut estimer sa production journalière à :

300 Wc x 5 h x 0,80 = 1,2 kWh/jour.

Pour une installation composée de 10 panneaux, la production journalière atteindra 12 kWh, soit environ 4 380 kWh par an.

Outils et simulateurs en ligne pour affiner le calcul

Pour obtenir des estimations précises, il est recommandé d’utiliser des outils comme AutoCalSol, le simulateur de l’Institut National de l’Énergie Solaire (INES). Ce type d’outil prend en compte :

• L’inclinaison et l’orientation des panneaux ;
• L’ensoleillement local ;
• Les éventuelles zones d’ombre.

Ce type de simulateurs est particulièrement utile pour évaluer la production réelle et anticiper les variations saisonnières.

Analyse des besoins énergétiques

Pour choisir la puissance des panneaux solaires, il est indispensable de déterminer vos besoins énergétiques. Cette étape se base sur l’analyse de votre consommation annuelle d’électricité, que vous pouvez consulter sur les factures de votre fournisseur d’énergie.

Un indicateur clé est le talon de consommation, c’est-à-dire la consommation minimale d’énergie de votre maison, qui inclut les appareils fonctionnant en continu (réfrigérateur, congélateur, box internet, etc.). Cette consommation de base est un bon point de départ pour dimensionner une petite installation solaire en autoconsommation.

Scénarios d’utilisation

Selon vos objectifs, plusieurs configurations sont possibles pour adapter la puissance de votre installation :

• Autoconsommation totale : la production est intégralement consommée par votre foyer, sans surplus envoyé sur le réseau. Ce modèle est idéal pour des petites puissances, entre 1 et 3 kWc, couvrant les besoins essentiels comme l’éclairage et les appareils électroménagers de base.
• Autoconsommation avec vente de surplus : si votre production dépasse votre consommation, vous pouvez vendre le surplus à un fournisseur d’énergie, comme avec le mécanisme d’Obligation d’Achat (OA) du fournisseur historique.
• Vente totale : Toute l’énergie produite est revendue au réseau. Cette option est pertinente pour des puissances plus importantes, notamment pour ceux qui souhaitent transformer leur toiture en source de revenus supplémentaires.

Dimensionner selon la surface disponible

La surface disponible sur votre toit est un critère déterminant dans le choix de la puissance de votre installation. On estime qu’un panneau solaire de 400 Wc occupe environ 1,8 m². Voici une estimation de la surface nécessaire selon différentes puissances :

• 3 kWc : environ 15 m² (8 panneaux)
• 6 kWc : environ 30 m² (16 panneaux)
• 9 kWc : environ 45 m² (24 panneaux)

L’orientation et l’espacement entre les panneaux influencent également la production. Idéalement, les panneaux doivent être orientés plein sud, avec une inclinaison de 30°. Si l’espace est limité, il est possible d’envisager des solutions comme les panneaux bifaciaux, qui captent la lumière des deux côtés.

Optimisation des performances

Pour maximiser la puissance des panneaux solaires, il est essentiel d’optimiser certains paramètres :

• Inclinaison et orientation : une inclinaison de 30° et une orientation plein sud offrent la meilleure production annuelle. Si l’objectif est de renforcer la production en hiver, une inclinaison jusqu’à 45° peut être envisagée.
• Micro-onduleurs : contrairement aux onduleurs centraux, les micro-onduleurs optimisent la production de chaque panneau individuellement. Ils sont particulièrement efficaces en cas d’ombrage partiel ou de différences d’inclinaison entre les panneaux.
• Systèmes de suivi solaire : ces dispositifs permettent aux panneaux de suivre la trajectoire du soleil, augmentant ainsi la production d’électricité jusqu’à 30 % de plus par rapport à une installation fixe.

Le stockage de l’énergie dans des batteries peut également améliorer votre autonomie énergétique. Cela vous permet de consommer l’énergie produite même en l’absence d’ensoleillement, notamment la nuit.

Maintenance et nettoyage

Un entretien régulier est indispensable pour maintenir la puissance de vos panneaux solaires à un niveau optimal. Voici 3 bonnes pratiques :

1. Inspecter les panneaux au moins deux fois par an pour vérifier leur état général.
2. Nettoyer les panneaux pour enlever la saleté, les feuilles et autres dépôts pouvant réduire leur rendement. Utilisez de l’eau claire et un chiffon doux pour éviter les rayures.
3. Surveiller l’onduleur, car il est crucial pour la conversion du courant continu en courant alternatif. Un défaut de l’onduleur peut entraîner une baisse significative de la production.

Pendant les périodes de fortes chaleurs, il est conseillé de contrôler les panneaux pour prévenir les risques de surchauffe, notamment si l’aération sous les modules est insuffisante. Une bonne maintenance prolonge la durée de vie de l’installation tout en maintenant une production stable.

Coût d’une installation selon la puissance des panneaux solaires choisie

Le coût d’une installation solaire dépend principalement de la puissance installée et du type de matériel choisi. Voici une estimation des tarifs en 2023 fournie par Photovoltaique.info pour une installation en surimposition en toitures (en comprenant la pose et les démarches) :

• 3 kWc : entre 7 500 et 9 000 € ;
• 6 kWc : entre 14 000 à 16 000 € ;
• 9 kWc : entre 18 000 et 20 000 €.

Ces coûts peuvent être réduits grâce aux aides financières mises en place par l’État, telles que :

• La prime à l’autoconsommation (220€/kWc pour une puissance ≤ 3 kWc) ;
• Le rachat du surplus d’électricité à un tarif réglementé par EDF OA (0,1269 €/kWh de surplus pour une installation ≤ 9 kWc) ;
• Un taux de TVA réduit à 10 % pour les installations ≤ 3 kWc ;
• Les aides locales, selon les collectivités territoriales.

Ces dispositifs rendent les installations solaires beaucoup plus accessibles et accélèrent leur rentabilité.

Calcul du retour sur investissement

Le retour sur investissement d’une installation solaire dépend de plusieurs facteurs :

• La localisation géographique et l’ensoleillement ;
• La qualité du matériel et de l’installation ;
• Vos habitudes de consommation (autoconsommation totale vs. vente de surplus).

Pour une puissance de panneaux solaires de 3 kWc en vente totale, avec des panneaux orientés sud inclinés à 30°, Photovoltaique.info estime un temps de retour sur investissement :

• de 20 ans pour une installation de 3 kWc à Lille (et 18 ans pour une installation de 9 kWc) ;
• de 14 ans pour une installation de 3 kWc à Nice (et 12 ans pour une installation de 9 kWc).

Il est important de considérer la revente du surplus comme une opportunité supplémentaire de rentabiliser l’investissement. Les revenus générés peuvent couvrir les coûts d’entretien de l’installation, voire constituer un complément de revenus.