Conseiller en économies d'énergies : panneau solaire, pompe à chaleur, isolation, chaudière Quelle Energie Antoine Chatelain, Julien Lestavel logo Quelle Energie
Connaissez-vous le rendement des panneaux solaires ?
Les panneaux photovoltaïques sont-ils adaptés à votre situation ?

Le rendement des panneaux solaires thermiques et photovoltaïques

Les systèmes de valorisation de l'énergie solaire permettent de fournir de l'électricité, de produire de l'eau chaude sanitaire ou encore d'alimenter un réseau de chauffage central. De nombreux paramètres influencent l'efficacité de ces installations : les conditions météorologiques, l’angle d'inclinaison, l’exposition, la conception de l'équipement… Le rendement des panneaux solaires traduit la quantité d'énergie reçue qui a effectivement été valorisée : il se situe généralement autour de 10 % à 20 % pour les panneaux photovoltaïques et dépasse souvent 80 % pour les panneaux solaires thermiques. Les économies associées dépendent de nombreux facteurs et varient souvent de 300 € à 600 € pour la génération d'électricité en autoconsommation et entre 1 000 € et 1 500 € pour le chauffage ou la production d'eau chaude sanitaire.

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Qu'appelle-t-on le rendement des panneaux solaires ?

Les panneaux solaires utilisent l'énergie émise par le soleil, soit pour générer de l'électricité avec des capteurs photovoltaïques, soit pour produire de l'eau chaude avec des capteurs thermiques, pour un usage sanitaire ou pour le chauffage. La quantité d'énergie reçue lorsque les rayons arrivent au niveau des capteurs est appelée irradiation solaire. Elle est variable en fonction des régions : en France, elle est d'environ 1 000 kWh/m² dans les villes les plus au nord et 1 500 kWh/m² sur le pourtour méditerranéen.

Seule une partie de l'énergie arrivant sur les capteurs est valorisée : le rendement des panneaux solaires représente cette proportion d'énergie captée, il s'exprime en pourcentage. La puissance de l'installation est liée au rendement et certains équipements sont fournis avec des données de puissance plutôt que de rendement. Pour les panneaux photovoltaïques, la puissance exprimée en Watt-crête représente à la puissance maximale.

Exemples de rendements de panneaux solaires photovoltaïques ou thermiques

Le rendement des panneaux solaires dépend du type de capteur utilisé et de leur usage (chauffage de l’eau sanitaire ou production d’électricité) :

 

Exemples de rendements de panneaux solaires thermiques et photovoltaïques

Panneaux solaires thermiques Panneaux solaires
• Capteurs solaires à plans vitrés (les plus courants) : rendement de 80 % qui diminue graduellement quand l'eau est chauffée à haute température et/ou quand la température extérieure baisse
• Capteurs non vitrés : le rendement peut atteindre 90 % mais diminue fortement quand ils sont beaucoup sollicités ou en hiver
• Capteurs à tubes sous vide : le rendement est d'environ 55 % mais diminue peu suivant les conditions climatiques
• Silicium monocristallin : 18 %
• Silicium multicristallin ou en ruban : 12 à 15 %

De quoi dépend l'efficacité de vos panneaux solaires ?

Les rendements indiqués dans les données techniques sont théoriques : ils correspondent généralement à des situations optimales et à une irradiation solaire de 1 000 kWh / m². Cependant, les rendements réels sont souvent différents car de nombreux autres facteurs ont une influence sur la production de chaleur ou d'électricité :

  • L'ensoleillement et donc l'irradiation également varient au cours de l'année et suivant l’heure de la journée.
  • Plus le capteur chauffe, moins le rendement est élevé, à la fois pour les panneaux solaires thermiques et pour les panneaux solaires photovoltaïques.
  • L'angle d'incidence des rayons solaires, et donc l'orientation des panneaux solaires, modifie le rendement effectif : la configuration idéale est lorsque que les rayons arrivent perpendiculairement au panneau.
  • La présence de masques, c'est-à-dire d'éléments qui bloquent l'arrivée de la lumière : arbres, bâtiments, lampadaires…
  • Différentes sources de déperdition diminuent la productivité des panneaux solaires :
    • Pour les panneaux solaires thermiques : dissipation de la chaleur, notamment quand l'eau est chauffée à haute température ou que la température extérieure est basse, pertes au moment du stockage de l'eau chaude ou de sa circulation…
    • Pour les panneaux solaires photovoltaïques : pertes au niveau du réseau électrique, pertes liées aux variations de tension, pertes liées aux connexions entre les modules…

Pour les panneaux solaires thermiques, le rendement moyen en situation réelle est couramment estimé entre 35 et 40 %.

Pour les panneaux solaires photovoltaïques, un coefficient de pertes peut être calculé pour tenir compte de ces éléments : le rendement doit être multiplié par ce coefficient. Il est estimé entre 0,7 et 0,9 dans la plupart des cas.

le rendement dfes panneaux solaires

Calculez la rentabilité de vos panneaux solaires

 

À partir du rendement des panneaux solaires que vous souhaitez installer, vous pouvez estimer vos futures économies d'énergie en multipliant ce rendement par la surface de panneaux solaires et l'ensoleillement annuel moyen dans votre région. Pour ne pas surestimer la productivité de vos panneaux solaires, pensez à moduler le rendement annoncé par le fabricant pour tenir compte des pertes.

 

Ces deux exemples simplifiés donnent un aperçu de la rentabilité d'une installation solaire pour une maison de 100 m² chauffée à l'électricité :

 

Ordres de grandeur de la rentabilité de 20 m² de panneaux solaires pour une maison de 100 m²

Types de panneaux solaires Panneaux solaires thermiques Panneaux solaires photovoltaïques
Rendement moyen sur l'année en tenant compte des pertes 40 % 12 %
Production annuelle en kWh 9 600 2 880
Économies correspondantes par an 1 344 € 403,2 €

Ces valeurs sont indicatives, la production effective d'une installation solaire et les dépenses d'énergie étant très variables selon les logements. Ici, les calculs prennent comme base :

 

  • Une irradiation de 1 200 kWh / an
  • Une installation de 20 m² de panneaux solaires
  • Un prix de 0,14 € / kWh pour l’électricité

De manière plus générale, les économies d'énergie sont souvent comprises entre 300 € et 600 € par an pour les panneaux photovoltaïques avec une autoconsommation de l'électricité et entre 1 000 € et 1 500 € pour les panneaux solaires thermiques.

 

Quant à la rentabilité de votre projet d’installation solaire, elle dépend également de l’option choisie, notamment pour la production d’électricité solaire :

 

  • Autoconsommation totale de l’électricité produite
  • Production réinjectée dans le réseau d’électricité local
  • Autoconsommation et injection du surplus dans le réseau électrique

Que vous optiez pour un chauffe-eau solaire alimenté par des capteurs thermiques ou pour la production d’électricité avec des panneaux photovoltaïques, faire appel à un artisan RGE certifié Qualisol, Qualit'EnR ou QualiPV vous permettra de tirer le meilleur parti de votre installation et de bénéficier des aides écologiques associées.

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Panneaux Solaires Photovoltaïques : vos questions