L’autoconsommation d’électricité solaire est devenue la nouvelle tendance qui est éventuellement poussée par la hausse incessante des prix de l’électricité et la promotion de la transition énergétique par l’État français. Pour rendre son projet d’installation photovoltaïque le plus rentable possible, il est crucial de connaître la quantité d’énergie produite par le système vis-à-vis de la lumière qu’il reçoit, c’est-à-dire son rendement, et les différents moyens de l’optimiser.
Qu’entend-on par rendement d’un panneau solaire ?
De manière générale, un module photovoltaïque convertit entre 18 et 24 % du rayonnement solaire qu’il capte en électricité et le reste de la production se dissipe sous forme de chaleur. Ce pourcentage représente le rendement d’un panneau solaire photovoltaïque, qui n’est autre que le rapport entre la quantité d’énergie qu’il reçoit et la quantité d’énergie produite.
Comment calculer le rendement d’un panneau solaire ?
Connaître le rendement de vos panneaux solaires photovoltaïques va vous permettre :
- de savoir si vos panneaux pourront fournir l’électricité nécessaire afin d’alimenter vos équipements électriques ;
- de faire le bon choix quant au modèle de panneaux lors de votre achat.
La formule de calcul du rendement d’un panneau solaire
Le calcul du rendement d’un panneau solaire se base sur la puissance du panneau mesurée en conditions de tests standards STC en laboratoire pour un ensoleillement de 1 000 W/m2. Il est donné par la formule suivante :
Rendement d’un panneau solaire = Puissance (Wc) / (Superficie (m2) x 1 000)
Voici un exemple d’application :
Pour un panneau photovoltaïque d’une surface utile de 1,7 m2 présentant une puissance de 375 Wc, son rendement est de : 375 / (1,7 x 1 000) = 0,22 (soit 22 %).
Les paramètres qui conditionnent l’efficacité des panneaux solaires photovoltaïques
En plus de la quantité de rayons solaires captés par les cellules solaires, le taux d’efficacité des panneaux solaires est conditionné par plusieurs facteurs.
La technologie utilisée dans la fabrication du panneau solaire
On distingue principalement deux grands types de cellules photovoltaïques :
- les cellules au silicium cristallin qui sont conçues à partir d’un seul cristal de silicium (cellules monocristallines) ou à partir de plusieurs cristaux de silicium (cellules polycristallines). Avec un rendement variant entre 16 et 24 %, les panneaux solaires monocristallins offrent une meilleure performance que les panneaux solaires polycristallins dont le rendement oscille entre 14 et 20 %.
- les cellules à base de couches minces qui sont fabriquées à partir de fins dépôts de matériaux tels que le silicium amorphe, le tellurure de cadmium ou encore un alliage de cuivre, de gallium, de sélénium et d’indium. Ce type de cellule propose un rendement compris entre 7 et 13 %.
Des cellules à base de polymères ou de molécules organiques, telles que le carbone, le soufre et l’azote, sont en cours de développement. Si ces cellules photovoltaïques organiques (PVO) ont affiché un rendement faible, de l’ordre de 5 %, les récentes avancées scientifiques ont permis d’obtenir un rendement qui s’élève à 25 %.
La température
La puissance crête d’un panneau solaire, un élément crucial pour le calcul du rendement, est définie pour une température de 25 °C (conditions STC). Au-delà de ce seuil, une baisse de production d’énergie solaire sera détectée, car le panneau photovoltaïque perd 0,5 % de son rendement pour chaque degré de température supplémentaire.
Par exemple, si vos panneaux solaires affichent un rendement de 20 %, ce dernier passera à 15 % en temps de canicule (température extérieure égale à 35 °C).
La dégradation des composants
Avec le temps, la vitre qui protège les cellules photovoltaïques peut se détériorer et ne plus laisser passer les rayonnements solaires comme à ses débuts. Ce qui peut engendrer une baisse de rendement de l’ordre de 2 à 3 % après une vingtaine d’années d’utilisation.
Les autres facteurs
L’environnement des panneaux solaires ainsi que leurs conditions d’installation peuvent également influer sur le taux de rendement d’un système solaire photovoltaïque. Il s’agit ici de tous les facteurs externes qui peuvent empêcher les capteurs solaires d’absorber le maximum de rayonnements, comme les ombrages, la neige, la grêle, le vent, la saleté et la chaleur humide.
Si vous souhaitez garder une bonne production d’énergie, il est essentiel de prendre en compte certains paramètres susceptibles de faire varier le rendement des panneaux solaires lors de l’installation, à savoir le taux d’ensoleillement, l’orientation et l’inclinaison des panneaux.
Quelques conseils pour préserver le rendement de vos panneaux solaires et pour obtenir un rendement optimal
- En théorie, vos capteurs photovoltaïques doivent être maintenus à 25° C pour obtenir un rendement optimal ou pour éviter la baisse de rendement due à la variation de température extérieure, chose qui est difficilement réalisable. Vous pouvez quand même aérer vos panneaux solaires ou les poser en surimposition afin de laisser circuler l’air.
- Plus vos panneaux photovoltaïques sont exposés au rayonnement solaire direct, plus vous aurez de production d’électricité et plus votre rendement s’approchera de son maximum. Lors de l’installation de votre centrale solaire, placez vos modules photovoltaïques de manière à obtenir le plus d’ensoleillement possible au cours d’une journée soit une orientation plein Sud et une inclinaison comprise entre 30 et 35 degrés.
- Limitez, dans la mesure du possible, les effets des éléments pouvant empêcher les rayons du soleil d’atteindre vos panneaux en évitant les zones ombragées et en procédant au nettoyage et à un entretien réguliers. Vous pouvez également ajouter des micro-onduleurs pour limiter l’impact des ombrages sur tout l’ensemble de votre installation photovoltaïque. Pour avoir un bon rendement, quelle que soit la saison, vous avez la possibilité d’utiliser un support amovible pouvant suivre la trajectoire du soleil.
Afin de vous assurer un rendement optimal pour vos panneaux solaires, il est conseillé de faire appel à l’expertise d’un professionnel en photovoltaïque tel que Sun Connect. Nous saurons vous conseiller et vous aider à maximiser votre production d’énergie solaire.
