Comment déterminer l’efficacité des panneaux solaires photovoltaïques ?

Que signifie le rendement d’un panneau solaire ?

Le rendement d’un panneau solaire est le rapport entre l’énergie produite et le rayonnement des lumières de soleil capté. En réalité, les panneaux solaires interceptent les rayons du soleil pour ensuite les transformer en électricité, mais cette transformation occasionne quelques pertes involontaires.

On parle alors de rendement d’un panneau solaire lorsque la part d’énergie tangible que l’on peut consommer sous forme d’électricité est perçue en temps réel une fois tout le processus de transformation terminé. Par exemple, si votre panneau solaire fournit un rendement de 20%, cela veut dire que 20% de la lumière du soleil captée s’est réellement transformé en électricité.

En général, le rendement d’un panneau solaire est fonction de nombreux facteurs. Plus le nombre de facteurs est élevé, plus les économies seront importantes.

Détermination du rendement d’un panneau photovoltaïque

Le rendement est déterminé par une formule simple et s’exprime en pourcentage. Le calcul du rendement de conversion s’opère en divisant la puissance électrique maximale issue du panneau solaire par la puissance du rayonnement solaire capté. Le rendement est exprimé en pourcentage (%) et représente la part exacte d’énergie solaire qui a été transformée en énergie électrique. Plus cette valeur est élevée, plus le panneau solaire est dit efficace.

Quand on prend deux panneaux A et B de surface égale avec le panneau B de rendement supérieur, le B serait clairement celui qui produira plus d’énergie. Dans ce cas précis, il faudra donc plus de surface au panneau de type A pour la production de la même quantité d’énergie. Dans le cadre de l’installation, si vous êtes limité par l’espace, parce que la toiture de votre maison dispose de très peu d’espace exploitable, miser sur les panneaux à fort rendement.

Nous vous conseillons les panneaux à fort rendement pour vos camping-cars transportant des appareils demandant beaucoup de puissance. Si vous n’avez pas de contrainte d’espace et que si la puissance que vous recherchez n’est pas trop importante, les panneaux solaires à faible rendement vous conviennent exactement.

Rendement des panneaux photovoltaïques

De nombreuses technologies de cellule photovoltaïque existent avec un rendement qui dépasse les 60% pour certains. En raison de leur coût, ils ont été développés pour des utilisations très spéciales comme dans le spatial. La cellule photovoltaïque mise à la disposition du grand public est construite à partir de silicium. Le rendement peut s’étendre jusqu’à une valeur de 25% et est lié à la qualité du cristal de silicium. Il existe trois types de cellules à base de silicium. Nous avons :

Le silicium amorphe qui a la capacité de produire jusqu’à 60 Wc/m², pour un rendement plein soleil qui fait environ 6%. Sa production revient moins chère et elles sont retrouvées dans les calculatrices les montres et les petits appareils électriques.

Le silicium monocristallin qui peut produire jusqu’à 150 Wc/m², pour un rendement de 16 à 24 %. Ces cellules sont reconnaissables par leurs jolies couleurs bleues uniformes. Elles sont faites dans un seul cristal de silicium qui est découpé en tranches fines. Obtenues par un procédé de fabrication coûteux, elles sont chères. Enfin, leur rendement baisse considérablement lorsqu’elles sont faiblement exposées à la lumière du soleil.

Le silicium polycristallin présente un rendement de près de 15% et peut produire 100 Wc/m². Les nuances bleutées observées sont dues aux cristaux qui se forment lors du refroidissement du silicium fondu. Leurs rendements sont également affectés par un faible éclairage solaire.

Les paramètres qui affectent la puissance produite

Une des phases les plus importantes est l’installation de vos panneaux solaires. L’effectivité du rendement dépend de l’orientation d’abord et ensuite de l’inclinaison. Lorsque vos panneaux ne sont pas bien disposés, les pertes peuvent aller jusqu’à 30%. Vous pouvez vous procurer un panneau solaire de très bonne performance, mais le rendu sera très bas tout simplement parce que vous l’avez mal installé. La meilleure orientation est vers le Sud.

Si votre panneau est orienté vers le Sud-ouest ou le Sud-est vous observerez une perte de 4-5 %. Cette perte passera rapidement à 20% si vous l’orientez vers l’Ouest ou l’Est. Pour un panneau solaire, l’inclinaison idéale recommandée pour un meilleur rendement est de 30-35° par rapport à l’horizontale. Choisissez avec précaution le lieu d’installation de vos panneaux photovoltaïques pour bénéficier de leurs pleins potentiels. Tâchez de nettoyer de temps en temps leurs surfaces.

Les autres paramètres d’influence

Au-delà des paramètres de bases déjà connus, d’autres paramètres non négligeables affectent aussi le rendement.

L’influence de la température

La température peut également influencer le rendement d’un panneau solaire de manière non négligeable. La température optimale pour un bon rendement est de 25°. Un panneau solaire qui reçoit une température supérieure à 25° perd jusqu’à une valeur 0,5% de rendement par degré supplémentaire.

Grâce à l’évolution de la technologie, une solution a été trouvée pour limiter de moitié ces pertes de rendement. Il est donc recommandé aujourd’hui de choisir des panneaux solaires de nouvelle génération. Une nouveauté qui séduit déjà par la solution qu’il apporte. Il présente un haut rendement et limite les pertes à 0,25% par degré au-dessus des 25°.

De petites techniques existent pour amortir les pertes. L’une de ses techniques consiste en la surimposition des panneaux solaires permettant ainsi une meilleure aération donc un rendement plus excellent. Ce rendement est également dû au fait que les panneaux ne sont plus directement posés sur le toit.

L’influence des ombrages

Les ombrages font partie des premiers facteurs à prendre en compte avant d’installer vos panneaux. Il ne sert à rien de se procurer les panneaux solaires si c’est pour les installer à l’ombre. Elles ont un impact très négatif sur le rendement d’un panneau solaire. L’ombrage peut provenir d’un arbre, d’un poteau ou encore d’une montagne environnante par exemple. Pour éviter ce genre de situation, il est primordial de faire un état des lieux des ombrages potentiels qui pourraient affecter l’installation.

Par contre, s’il s’agit d’ombrages partiels, ils sont partiellement négligeables parce qu’ils n’influencent pas en temps réel votre installation. Le rendement d’un panneau solaire photovoltaïque n’a rien à craindre d’une ombre partielle encore moins le rendement d’un panneau solaire thermique.

La technologie du panneau solaire

Il est essentiel de bien sélectionner ses panneaux solaires. La technologie utilisée est en fait un facteur qui fait osciller le rendement d’un panneau solaire fortement : les panneaux solaires monocristallins offrent les rendements les plus hauts. En effet, ces panneaux solaires présentent des rendements pouvant atteindre entre 14% et 19%. Ensuite, les panneaux solaires polycristallins ont en général un rendement maximal compris entre 11% et 15%. Ils sont légèrement moins efficaces qu’un panneau solaire monocristallin et principalement quand l’ensoleillement n’est pas important.

Enfin, les panneaux solaires amorphes quant à eux, proposent le plus faible rendement, soit entre 5% et 7%. Ce type de panneau fonctionne correctement avec un niveau d’ensoleillement faible, mais le rendement de ce panneau solaire au m² reste faible. Ces types de panneaux sont les plus souvent recommandés pour des utilisations particulières, par exemple sur des bateaux ou lors de randonnées.

L’entretien des panneaux solaires

Bien que négligé le plus souvent, l’entretient des panneaux solaires est très important pour maintenir une certaine constance au niveau du rendement. Entretenir régulièrement ses panneaux solaires est une très bonne habitude. Établissez juste un bon rythme de nettoyage de vos panneaux solaires et passez à l’action.

En réalité, les installations bien entretenues et régulièrement nettoyées offraient un rendement de 2 à 7% de plus que celles qui ne sont pas du tout entretenues.

Comment rentabiliser une installation de panneaux solaires ?

Si vous recherchez une solution écologique et économique, les panneaux solaires représentent cette solution. Prenez soin de les installer dans le strict respect des conditions les plus optimales afin d’obtenir un rendement exceptionnel. Cependant, savoir les utiliser afin de rentabiliser s’avère aussi nécessaire. Des utilisations connues, deux choix sont possibles : l’autoconsommation et la vente partielle ou totale de l’énergie produite.

L’autoconsommation qui est d’ailleurs la plus répandue consiste à produire et consommer sa propre électricité en utilisant des énergies renouvelables (cela ne concerne pas uniquement les panneaux solaires, mais également d'autres sources d'énergie comme les éoliennes par exemple). Elle permet spécifiquement de ne plus subir l’augmentation des prix de l’électricité, mais également de protéger son environnement en limitant les émissions de CO2 que suscitent les énergies non renouvelables.

Il existe également de nombreuses subventions venant de l’État qui permettent le financement des installations de panneaux solaires pour les logements. Grâce à cette subvention, les économies sur la facture d’électricité sont garanties et il est possible d’atteindre un rendement financier de 9%.

La vente partielle ou totale de l’énergie produite : il est conseillé ici de projeter vendre la totalité de l’électricité produite à des fournisseurs d’énergie qui ont l’obligation de racheter l'électricité. Ou de consommer l’électricité qui vous est utile et de vendre le surplus. Noter que l’installation doit être d’une certaine puissance à prendre en compte lors de l’établissement du prix de vente.