Calepinage photovoltaïque

lundi 15 avril

Réaliser le calepinage photovoltaïque et planifier son projet solaire

Le calepinage photovoltaïque est d’une importance cruciale, à la fois pour diviser par deux sa facture d’électricité et pour rentabiliser son investissement dans l’énergie solaire le plus vite possible . Il s’agit de prendre en compte différents facteurs afin de planifier l’installation des capteurs le plus précisément possible. Chez Ensol, nous réalisons le calepinage de vos panneaux solaires en nous rendant directement sur place. Une première visite en personne est réalisée avant l’envoi d’un devis. Pour mesurer l’importance de cette étude de faisabilité, découvrez les 6 facteurs à prendre en compte pour planifier correctement son projet solaire.

Paul

Publié par Paul de Preville

Qu’est ce que le calepinage photovoltaïque ?

Le calepinage photovoltaïque consiste à étudier la faisabilité d’un projet solaire en déterminant le nombre, l’orientation, l’inclinaison et la disposition des panneaux solaires afin qu’ils génèrent un maximum d’électricité le plus longtemps possible.

C’est une étape indispensable à toute installation de panneaux photovoltaïques. Un bon calepinage photovoltaïque a une grande influence sur les performances et la rentabilité d’un projet solaire.

Pour réaliser cette étude, il faut passer par 3 étapes :

  1. Prendre en compte l’inclinaison et l’orientation qui peuvent être données aux panneaux

  2. Choisir la disposition idéale des panneaux solaires (portrait ou paysage)

  3. Calculer le nombre de panneaux nécessaires pour générer suffisamment d’énergie

Définir l’inclinaison et l’orientation des panneaux

L’orientation et l’inclinaison d’un panneau solaire impacte directement son rendement, c’est-à-dire sa capacité à transformer l’énergie solaire qu’il reçoit en électricité.

C’est un choix important : en moyenne, un panneau orienté plein Sud produit 20% d’électricité de  plus qu’un panneau (de même puissance) orienté à l’Est ou à l’Ouest. Autrement dit, 4 panneaux orientés Sud produisent la même quantité d’énergie que 5 panneaux identiques orientés Est ou Ouest. 

Remarque

Il s’agit bien évidemment d’une moyenne, le rendement d’un panneau solaire peut également varier en fonction de la saison, de son environnement (ex : ombre d’un arbre) et de la qualité du module photovoltaïque (ex : les panneaux monocristallins ont un bon rendement, même peu ensoleillés).

Pour maximiser la quantité d’électricité que peut produire un panneau solaire, il doit être : 

  1. Orienté plein Sud

  2. Incliné entre 30 et 35°

La surimposition est une technique de pose des panneaux qui consiste à installer sur le toit d’une maison des fixations sur lesquels reposent les panneaux solaires. En plus d’être la technique de pose la plus économique, les fixations permettent d’ajuster l’inclinaison des panneaux. Cela est particulièrement utile lorsque le toit est plat.

Panneaux solaires sur un toit plat

A l’inverse, la technique d’intégration au bâti ne permet pas d’ajuster l’inclinaison des panneaux car ceux-ci sont intégrés à la toiture, remplaçant une partie des tuiles ou des ardoises.

Remarque

Si votre propriété est située sur un site classé ou inscrit, l’Architecte des Bâtiments de France peut exiger une installation avec intégration au bâti car ce mode de pose est considéré comme plus esthétique. Cela dit, face au défi climatique de notre époque, les exigences de l’ABF ont tendance à s’assouplir afin de faciliter l’installation de panneaux solaires.

Malheureusement, il n’est pas toujours possible d’orienter et d’incliner parfaitement tous les panneaux solaires qui composent une centrale photovoltaïque.

C’est pourquoi le plan de calepinage prend en compte la superficie des pans de toitures exposés Sud, au Sud-Est, au Sud-Ouest, à l’Est ou à l’Ouest.

En revanche, les pans de toitures exposés au Nord, Nord-Est et Nord-Ouest sont déconseillés car ces orientations diminuent trop le rendement des panneaux photovoltaïques.

Ainsi, le plan de calepinage photovoltaïque priorise l’installation de panneaux solaires sur la face Sud de la toiture. Si la surface disponible ne permet pas d’accueillir tous les panneaux, alors les pans de toitures Sud-Est, Sud-Ouest, Est et Ouest peuvent être envisagés.

En effet, même si leur rendement est sensiblement plus faible, un panneau solaire exposé à l’Est ou à l’Ouest reste rentable.

OrientationRendement (en % de la puissance maximale)
Sud100 %
Sud Est ou Sud Ouest95 %
Est ou Ouest80 %

Remarque

Une double exposition peut même être un avantage dans certains cas. Par exemple, si votre foyer consomme plus d’énergie en fin d’après-midi (à l’heure du retour de l’école des enfants par exemple), une exposition Sud et Sud-Ouest peut être intéressante.

En faisant appel à Ensol, notre équipe se rend à votre adresse pour réaliser le calepinage photovoltaïque de votre projet solaire. Dans un premier temps, vous pouvez utiliser notre simulateur et découvrir la taille idéale de votre installation solaire.

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Murielle Liccia

Disposition des panneaux (portrait ou paysage)

Le calepinage photovoltaïque permet de trouver la disposition idéale des panneaux afin :

  • de maximiser les performances de l’installation solaire,

  • de maintenir l’étanchéité de la toiture,

  • d’assurer la sécurité électrique de l’installation.

Même si votre habitation dispose d’un pan de toiture exposé plein Sud, elle ne peut accueillir qu’un nombre limité de panneaux solaires. En effet, la taille standard d’un panneau solaire est de 1,8 m sur 1,1 m.

Une question se pose alors : combien de panneaux solaires peuvent être posés sur le toit de votre propriété ?
La disposition des panneaux solaires à l’horizontal (format paysage) ou à la verticale (format portrait) n’a pas d’impact sur le rendement de l’installation. En revanche, en fonction de la superficie du toit et de sa forme, il est parfois possible de maximiser le nombre de panneaux solaires installés sur le toit en les disposant en format paysage ou en format portrait.

Panneaux solaires format portrait ou paysage

Cependant, la durée de vie d’un panneau solaire est longue (environ 30 ans). Le calepinage photovoltaïque doit déterminer la disposition des panneaux qui favorise le fonctionnement normal du système solaire le plus longtemps possible.

En effet, une disposition particulière peut aider à garantir l’étanchéité de la toiture et la résistance des panneaux solaires face aux éléments.

Par exemple, derrière chaque panneau se trouvent des composants électriques, comme un boîtier contenant une diode de jonction. Dans ce cas, il est recommandé de positionner le panneau de sorte que la porte du boîtier soit orientée vers le bas. Ainsi, en cas de pluie, l’eau peut facilement être évacuée, ce qui limite la détérioration des composants électriques du panneau solaire.

Calculer le nombre de panneaux solaires nécessaires

Pour définir le nombre de panneaux solaires nécessaires pour alimenter une maison, il faut prendre en compte :

  1. La puissance de l’installation dont vous avez besoin,

  2. La manière dont vous souhaitez exploiter l’énergie produite

Il est assez simple de déduire le nombre de panneaux solaires recherché à partir de la puissance du système que vous souhaitez obtenir. Il suffit de diviser la puissance du système par la puissance nominale des panneaux à installer. Par exemple, si vous avez besoin d’une installation photovoltaïque d’une puissance de 3 kWc (soit 3 000 Wc) et que chaque panneau a une puissance de 300 Wc, vous avez besoin de 3 000 / 300 = 10 panneaux solaires.

Remarque

La puissance nominale d’un panneau correspond à la quantité d’électricité qu’il est capable de produire dans des conditions optimales. En réalité, les conditions ne sont pas toujours optimales. C’est pourquoi la puissance réelle d’un panneau solaire est, en général, 15% inférieure à sa puissance nominale. Ce critère peut être pris en compte pour calculer le nombre de panneaux nécessaire pour produire la quantité d’électricité dont vous avez besoin.

Cependant, le mode de consommation de l’énergie photovoltaïque peut avoir un impact sur les dimensions de l’installation :

  • En autoconsommation totale, vous consommez l’électricité produite et ce que vous ne pouvez pas consommer immédiatement est perdu ou stocké dans des batteries solaires.

  • En vente totale, l’électricité produite n’est pas consommée, elle est intégralement vendue à EDF OA (ou à un autre acteur).

  • En autoconsommation avec vente du surplus, vous consommez l’électricité produite et le surplus est réinjecté sur le réseau (et vendu).

A savoir

La prime à l’autoconsommation est une subvention accordée uniquement  aux systèmes solaires en autoconsommation avec vente du surplus.

La manière dont l'électricité produite est exploitée a une incidence sur le dimensionnement de l’installation et donc le calepinage photovoltaïque.

En effet, en autoconsommation totale ou en vente totale, surdimensionner l’installation permet d’améliorer la rentabilité du projet solaire.

En revanche, en autoconsommation avec vente du surplus, surdimensionner l’installation est déconseillé car le tarif de revente de l’électricité solaire est nettement inférieur au prix d’achat de l’électricité sur le réseau. Autrement dit, vous rentabilisez plus rapidement le prix d’achat des panneaux solaires en autoconsommant un maximum l’électricité issue des panneaux tout en limitant la production de surplus.

En règle générale, les panneaux solaires nécessaires à une installation en autoconsommation avec vente du surplus doivent fournir une quantité d’énergie légèrement supérieure au talon de consommation du logement. Cela fait référence à la quantité d’électricité consommée par les appareils qui fonctionnent en continu (comme le réfrigérateur, la box internet etc…).

Pour obtenir votre talon de consommation, rapprochez-vous de votre compteur Linky (lorsque vous ne faites rien de particulier chez vous) et appuyez 4 fois sur le bouton “+”. L’écran affiche alors la consommation instantanée de la maison (en Watts).

Consommation instantée Linky

Remarque

Il est possible de légèrement surdimensionner une installation photovoltaïque afin d’anticiper l’arrivée de futurs équipements électriques. Par exemple, si vous souhaitez pouvoir recharger une voiture grâce au soleil, vos panneaux solaires doivent être capables d’alimenter une borne de recharge solaire.

C’est grâce à un bon calepinage photovoltaïque et à une bonne gestion de leur autoconsommation solaire que les clients d’Ensol parviennent à réaliser 50% d’économie sur leur facture d’électricité !
Faites nous part de votre projet et nous nous rendons directement chez vous (avant la signature d’un devis) afin de réaliser une étude de faisabilité de votre installation solaire et un plan de calepinage sur-mesure. Avec Ensol, votre projet est entre de bonnes mains : nos installateurs certifiés RGE QualiPV ont tous plus de 10 ans d’expérience dans le solaire.

Les contraintes à prendre en compte lors du calepinage solaire

Pour réaliser un calepinage photovoltaïque à un niveau professionnel, d'autres éléments doivent être pris en compte :

  1. L’espace nécessaire à la sécurité et au bon fonctionnement des panneaux solaires

  2. Les zones d’ombres générées par l’environnement

  3. La solidité de la toiture

L’espace nécessaire à la sécurité et au bon fonctionnement des panneaux solaires

Une installation solaire ne couvre pas la totalité de la surface d’un toit. Bien qu’un panneau solaire fasse 2m² en moyenne, une toiture de 10m² ne peut pas accueillir 5 panneaux photovoltaïques.

Même s'il n’existe pas de distance réglementaire, le calepinage de l’installation solaire implique de laisser entre 30 cm et 1 mètre entre les panneaux et les bords du toit. Cela permet d’éviter une prise au vent trop importante, pouvant entraîner le décollage des panneaux en cas de tempête.

Par ailleurs, lorsqu’ils sont exposés au soleil, les panneaux solaires ont tendance à chauffer. Or, quand un panneau surchauffe, son rendement diminue. Par conséquent, le calepinage des panneaux solaires doit prendre en compte la ventilation des modules photovoltaïques en espaçant de quelques centimètres les panneaux les uns des autres.

Remarque

En surimposition, les fixations permettent d’espacer les panneaux du toit, assurant leur aération. C’est pourquoi cette technique de pose favorise les performances d’une centrale photovoltaïque pendant toute sa durée de vie.

Enfin, le calepinage photovoltaïque doit prendre en compte les éléments de toitures, tels qu’une cheminée, une antenne, un velux, une sortie de VMC (Ventilation Mécanique Contrôlée), un chien-assis etc…

A MODIFIER

Par mesure de sécurité, il est préférable que le plan de calepinage laisse un espace de quelques dizaines de centimètres entre les panneaux et les éléments de toiture de votre propriété.

Remarque

Lorsque les espaces de sécurité réduisent beaucoup la surface disponible pour installer les panneaux solaires, il peut être pertinent d’utiliser le toit des bâtiments annexes (garage, appentis, abri de jardin etc…).

Prendre en compte les zones d’ombre pendant la journée

La trajectoire du soleil dans le ciel varie en fonction des saisons. L’hiver, le soleil est plus proche de l’horizon, ce qui peut favoriser l’apparition de zones d’ombre. Or, le rendement d’un panneau solaire chute s’il se trouve à l’ombre.

Par conséquent, le calepinage photovoltaïque doit prendre en compte les zones d’ombre pouvant être projetées par un arbre, un bâtiment voisin ou un élément de toiture comme une cheminée.

Pour faire face à ce risque, il est recommandé de placer les panneaux à une distance équivalente à deux fois la hauteur de l’élément générant de l’ombre. Ainsi, même si le soleil est bas dans le ciel, les panneaux continueront à être exposés à ses rayons.

A noter

En moyenne, un arbre pousse de 25 cm par an. Comme vos panneaux ont vocation à fonctionner pendant des dizaines d’années, le calepinage doit prendre en compte les arbres entourant votre propriété.

Par ailleurs, lorsque les capteurs photovoltaïques sont configurés en série, les panneaux solaires forment une chaîne. Si le premier module de la chaîne est à l’ombre ou tombe en panne, les panneaux suivants ne fonctionnent plus (ou mal). C’est pourquoi, il est préférable d’adopter une configuration en parallèle. Ainsi, même si un panneau solaire est à l’ombre, les autres capteurs continuent de fonctionner normalement.

Évaluer la solidité de la toiture

En fonction du modèle, le poids d’un panneau solaire se situe entre 12 et 25 kg. Cela dit, même si vos panneaux pèsent 12 kg chacun, le poids d’une installation solaire composée de 5 panneaux est supérieur à 50 kg.

En effet, le toit du bâtiment doit également supporter le poids des câbles, des fixations et  autres éléments associés à certaines techniques de pose. 

Par exemple, une installation solaire intégrée au bâti inclut la pose d’un bac d’étanchéité d’une dizaine de kilos sous les capteurs, afin d’éviter l’infiltration de l’eau. Sur les toits plats, les panneaux solaires sont parfois posés sur un support lesté afin qu’ils restent stables année après année. Ce type d’installation pèse 50 à 60 kg par mètre carré.

Remarque

L’installation en surimposition est la technique la plus légère, la plus performante et la plus économique.

Le calepinage photovoltaïque doit donc prendre en compte la solidité de la toiture afin que les panneaux n’endommagent pas la couverture du bâtiment. En cas de besoin, il est possible de réaliser des travaux de renforcement de la charpente.

Il est vivement recommandé de faire appel à un professionnel afin d’évaluer le plus précisément possible la charge que peut supporter le toit de votre propriété. Utilisez le simulateur ci-dessous pour nous partager les paramètres de votre projet. Notre équipe revient vers vous afin d’organiser une visite technique (gratuite et sans engagement) à votre domicile.

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Lucas

Pourquoi confier le calepinage photovoltaïque à un professionnel ?

A première vue, réaliser le calepinage photovoltaïque de son installation solaire semble être à la portée de tout bricoleur. En réalité, il existe de nombreux facteurs à prendre en compte. Au regard des risques importants auxquels s’expose une installation mal dimensionnée ou mal configurée, il est fortement recommandé de confier cette étape à un professionnel. 

En effet, un calepinage photovoltaïque faussé ou incomplet peut :

  • affecter la rentabilité du projet (pouvant parfois être impossible),

  • affecter le bon fonctionnement du système à moyen ou long terme,

  • endommager la toiture et compromettre son étanchéité,

  • être une cause d'exclusion des dommages pris en charge par l’assurance.

En faisant appel à Ensol, aucun devis n’est envoyé avant qu’un chargé de projet visite en personne votre habitation. Ce premier rendez-vous est l’occasion de nous rencontrer et de nous poser toutes les questions que vous souhaitez.

De notre côté, cette visite nous aide à mieux cerner les objectifs de votre projet et à étudier en détail les particularités de votre habitat et de son environnement.

Après la signature du devis, un chef de chantier réalise une deuxième visite afin de récolter les informations qui permettent d’affiner le calepinage photovoltaïque de votre installation.

Faites appel à Ensol et profitez du soleil l’esprit léger ! 🌞


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Jean-Christophe Granel

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Nous avons hâte de vous accompagner pour ce beau projet.

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