Quelle est la production des panneaux solaires par jour et par année ?

Une installation photovoltaïque produit de l'électricité en transformant la lumière du soleil en énergie grâce aux cellules photovoltaïques qui composent les panneaux.

Cependant, le rendement d'un panneau solaire varie d'un modèle à l'autre. La quantité d'énergie qu'un panneau est capable de générer dépend directement de sa puissance nominale, exprimée en watts-crête (Wc).

À titre d'exemple, un panneau de 500 Wc produit 500 watts s'il est exposé au soleil pendant une heure. Toutefois, cette performance s'obtient uniquement dans des conditions de laboratoire optimales :

• Une irradiation solaire de 1 000 W/m².

• Une température ambiante de 25 °C.

• Un coefficient air/masse de 1,5.

En réalité, un panneau posé sur un toit ne bénéficie pas toujours de ces conditions optimales. Son rendement réel fluctue en permanence en fonction de nombreux critères extérieurs et techniques (voir plus bas). Par conséquent, il faut distinguer la puissance-crête, qui est une capacité théorique, de la véritable production photovoltaïque, qui se mesure en kilowattheures (kWh).

Avant de vous lancer dans un projet solaire, il est primordial d'estimer avec précision la quantité d'électricité que votre toiture peut générer. Pour y parvenir, vous pouvez :

• Estimer la production journalière d'un panneau selon sa puissance.

• Utiliser des outils adaptés pour calculer la production annuelle.

Avant de vous lancer dans un projet solaire, il est nécessaire d'estimer avec précision la puissance et le nombre de panneaux nécessaires pour alimenter la maison afin d’être en capacité de couvrir l'essentiel de votre consommation d'électricité.

Pour donner un ordre d'idée, un panneau solaire de 500 Wc produit en moyenne entre 1,2 et 1,9 kWh par jour selon la région et l'ensoleillement. Sachant qu'un panneau solaire standard mesure environ 2 m², la production d'un panneau solaire par m² se situe donc entre 0,6 et 0,95 kWh, soit 600 et 950 Watt-heures.

Voici une estimation de la production journalière selon la puissance de l'installation :

• Une installation de 3 kWc produit en moyenne entre 7,5 et 11,4 kWh par jour.

• Une installation de 6 kWc produit en moyenne entre 15 et 22,8 kWh par jour.

• Une installation de 9 kWc produit en moyenne entre 22,5 et 34,2 kWh par jour.

Pour savoir précisément combien d'énergie produit une installation de panneaux solaires sur le toit d'une maison, il faut croiser la puissance installée avec les conditions locales.

Concrètement, le rendement d'un panneau se calcule avec la formule suivante :

Rendement = Puissance électrique produite / Puissance solaire reçue. 

Au niveau de l'installation globale, la formule mathématique est la suivante : 

Production (kWh) = Puissance de l'installation (kWc) × Ensoleillement local (kWh/kWc) × Coefficient de performance (généralement 0,8 pour déduire les pertes naturelles du système).

Pour connaître le productible solaire de votre région, consultez une carte de l'ensoleillement en France comme celle de photovoltaique.info.

Voici une estimation de la production annuelle selon la ville et la puissance installée :

Toutefois, l'ensoleillement ne fait pas tout ! S’il est mieux orienté et mieux incliné, un panneau situé dans le Nord de la France peut produire plus d’énergie qu'un panneau installé dans le Sud de l’Hexagone.

Chez Ensol, nous avons développé un simulateur qui utilise des images satellites pour évaluer le potentiel solaire du toit de votre maison. Essayez-le et découvrez en 1 minute la quantité d’énergie que vous pouvez produire grâce au soleil et les économies que vous pouvez réaliser dans les 30 prochaines années !

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5 éléments techniques et environnementaux influencent directement le rendement d’une installation :

1. La technologie et la puissance des panneaux solaires.

2. Le rendement de l'onduleur.

3. L'ensoleillement régional et les ombres portées.

4. L'orientation et l'inclinaison de la toiture.

5. La température extérieure.

Le rendement d'un panneau définit sa capacité à convertir efficacement la lumière captée en électricité. Il existe différents types de panneaux photovoltaïques, avec un rendement variable :

• Les panneaux monocristallins : ils dominent le marché grâce à des rendements élevés, situés entre 16 % et 23 %.

• Les panneaux polycristallins : plus anciens, ils plafonnent souvent entre 14 % et 18 %, nécessitant donc plus de surface de toiture pour produire la même quantité d'énergie.

• Les panneaux amorphes (ou couches minces) offrent des rendements encore plus faibles (autour de 6 à 9 %) mais ils ont l’avantage d’être souples et performants par faible luminosité.

• Les panneaux solaires rouges sont conçus pour s'intégrer discrètement sur les toitures en tuiles ; il s'agit de panneaux monocristallins recouvert d’un filtre de couleur. Cependant, en raison de leur couleur, ils captent moins bien la lumière et leur rendement se situe entre 15 et 18 %.

• Les panneaux pérovskite représentent la prochaine révolution du secteur. En associant une couche de pérovskite au silicium, ils atteignent des rendements records en laboratoire (jusqu'à 33 %) mais ils ne sont pas encore commercialisés à grande échelle.

La puissance nominale d'un panneau solaire a fortement augmenté ces dernières années. Il y a encore quelques années, un panneau standard affichait une puissance de 250 à 300 Wc. Aujourd'hui, les nouveaux panneaux solaires affichent des puissances comprises entre 375 et 500 Wc (certains atteignent même plus de 700 Wc).

Chez Ensol, nous installons principalement des panneaux solaires 500 W afin de maximiser la production solaire par mètre carré. Confiants en leur qualité, nous garantissons les panneaux que nous installons pendant 30 ans !

Commençons par préciser qu’une installation de panneaux photovoltaïques peut être rentable partout en France. À titre de comparaison, l'Allemagne est un des plus gros producteurs d'énergie photovoltaïque d’Europe alors que l'ensoleillement du pays est inférieur à celui de la France.

Cela dit, deux installations photovoltaïques avec la même puissance, la même orientation et la même inclinaison ne produisent pas la même quantité d'énergie si l'une est installée dans le Nord de la France et l'autre au Sud. Par exemple : 

• Une installation photovoltaïque à Nice produit chaque année environ 1 400 kWh par kWc installé.

• Une installation solaire installée à Nancy produit chaque année environ 1 100 kWh par kWc installé.

Mais attention, même dans la région la plus ensoleillée, la présence d'obstacles physiques bloquant la lumière peut réduire significativement la production. Une cheminée, un arbre ou un bâtiment adjacent peuvent projeter de l'ombre sur les panneaux solaires.

Sur les vieux modèles de panneaux solaires, toute la production photovoltaïque s'arrête si une partie des cellules photovoltaïques est à l'ombre. Aujourd'hui, la quasi-totalité des panneaux intègrent des diodes by-pass. Ces diodes permettent d'isoler les cellules à l'ombre et de préserver une partie du rendement du panneau. En revanche, au niveau de la production de l'installation toute entière, c’est une autre histoire…

Même si les panneaux produisent énormément d'électricité en courant continu, celle-ci doit être convertie en courant alternatif afin de pouvoir être utilisée par les appareils de la maison. C’est l’onduleur qui est chargé de convertir ce courant. 

Cependant, s'il n'est pas correctement dimensionné ou s'il n'est pas de bonne qualité, une partie de la production peut être perdue avant d'arriver dans le réseau électrique de la maison.

Le choix entre un onduleur central ou micro-onduleur peut avoir un impact important sur le rendement d'une installation solaire :

• Un onduleur central (ou "onduleur de chaîne") relie tous les panneaux en série. Si un panneau est à l'ombre, c'est toute la chaîne qui voit sa puissance chuter au niveau du panneau le plus faible.

• Des micro-onduleurs (placés sous chaque panneau) permettent de rendre chaque module indépendant. Dans cette configuration, la baisse de régime d'un panneau n'affecte pas le rendement des autres capteurs.

En fonction de son orientation et de son inclinaison, un panneau solaire capte plus ou moins de lumière chaque jour. Comme la France est un pays situé dans l'hémisphère Nord, le soleil est plus proche du Sud que du Nord lorsqu’il est à son zénith. C'est particulièrement vrai en hiver car la trajectoire du soleil est plus basse, ce qui l'éloigne du Nord.

Pour produire un maximum d'énergie, un panneau solaire doit être orienté vers le Sud. Une orientation vers le Nord est à éviter car la production baisse de 30 à 40 % par rapport à une orientation Sud.

Par ailleurs, le rendement d'un panneau est optimal lorsque les rayons du soleil frappent les cellules photovoltaïques avec un angle de 90°. Pour une installation sur toiture en France, l'inclinaison idéale des panneaux solaires se situe entre 30° et 35° par rapport à l'horizon. 

Si l'inclinaison de votre toit n'est pas idéale, pas de problème ! Les panneaux installés en surimposition de la toiture reposent sur des fixations qui permettent d'ajuster l'inclinaison des capteurs. C'est pourquoi il est même possible d'installer des panneaux solaires sur toit plat.

Le tableau ci-dessous vous permet de calculer la production annuelle de votre installation solaire en fonction de l’orientation et de l’inclinaison de vos panneaux photovoltaïques.

Il est courant de penser que les panneaux solaires tournent à plein régime durant les journées d'été les plus ensoleillées. En réalité, la chaleur excessive est un problème : les cellules photovoltaïques sont conçues pour fonctionner de manière optimale à 25 °C.

Au-delà de cette température, les composants surchauffent et le rendement chute. On estime que les panneaux perdent environ 0,4 à 0,5 % de rendement par degré au-delà de 25 °C. En plein été, la surface sombre des panneaux peut facilement atteindre 65 °C, ce qui freine significativement la production photovoltaïque.

Chez Ensol, chaque projet commence par une visite à votre adresse pour réaliser une étude de faisabilité sur-mesure. Cette visite (gratuite et sans engagement) nous permet de vous proposer la configuration idéale de votre installation photovoltaïque et de vous donner une estimation précise de la quantité d’énergie que vous pouvez produire sur votre toit.

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De nombreux particuliers craignent une baisse (voire un arrêt) de la production des panneaux solaires en hiver. En réalité, le froid hivernal évite la surchauffe des panneaux, ce qui les maintient dans de bonnes conditions pour produire de l'électricité.

Si la production des panneaux solaires en hiver représente seulement 15 à 25 % de la production annuelle, c'est parce que les journées sont plus courtes et que le soleil est plus bas sur l'horizon (ce qui favorise la création d'ombres). En effet, on estime que 70 % de la production a lieu entre avril et septembre.

Par ailleurs, la neige sur les panneaux solaires peut poser un problème si elle recouvre entièrement le verre des capteurs. Cependant, dans la majorité des cas, l'inclinaison des modules aide la neige à s'évacuer naturellement.

Voici 3 recommandations pour maximiser durablement la quantité d’énergie que vos panneaux solaires peuvent produire :

• Nettoyer régulièrement la surface de vos panneaux photovoltaïques.

• Installer des optimiseurs de puissance ou un régulateur de charge.

• Remplacer le matériel vieillissant avant une panne.

Avec le temps, un voile de saleté (poussière, pollution, pollen, déjection d'oiseaux) s'accumule sur les panneaux. Cette couche opaque bloque une partie des rayons du soleil et peut réduire la production  au fil des mois.

L'entretien des panneaux photovoltaïques peut donc avoir un impact positif sur la production. Nettoyer le verre des panneaux solaires chaque année, idéalement au printemps, permet d’optimiser le rendement de l'installation. 

Pour cela, il faut toujours utiliser de l'eau douce et une brosse non abrasive. L'utilisation d'un nettoyeur haute pression est déconseillée car cela risque de détériorer l'étanchéité des cadres.

Comme évoqué précédemment, l'installation de micro-onduleurs permet à chacun de vos panneaux de fonctionner indépendamment et donc de pallier à l'impact de l'ombre sur la production solaire. 

Cependant, dans le cas d'une installation raccordée à un onduleur central, vous pouvez ajouter un optimiseur de puissance sous chaque panneau afin de bénéficier du même avantage.

Ainsi, en utilisant des micro-onduleurs ou des optimiseurs de puissance, un panneau ombragé n'empêche pas les autres de fonctionner à pleine puissance.

Enfin, si votre centrale solaire est connectée à des batteries de stockage solaire, installer un régulateur de charge permet de contrôler la charge de la batterie et de limiter sa décharge. Bien qu'un régulateur solaire n'ait pas d'impact direct sur la quantité d'énergie produite, il évite des charges ou des décharges trop importantes, ce qui allonge la durée de vie de la batterie.

Si les panneaux solaires peuvent fonctionner plus de 30 ans, la durée de vie d'un onduleur central est plus courte, souvent comprise entre 10 et 15 ans. En vieillissant, cet appareil peut avoir de plus en plus de difficultés à convertir l'électricité des panneaux en courant alternatif. Dans ce cas, la production de l'installation chute car l'onduleur n'arrive plus à suivre le rythme.

En cas de panne de l'onduleur central, c'est toute la production qui s'interrompt. Il est donc important de repérer le plus tôt possible les premiers signes de faiblesse d'un onduleur afin d'éviter une baisse ou une coupure de la production.

Chez Ensol, nous garantissons les panneaux solaires que nous posons pendant 30 ans, et nous offrons une garantie de 20 ans sur votre onduleur central et de 25 ans sur vos micro-onduleurs.

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Une fois l'installation en marche, il est important de surveiller son bon fonctionnement. Les onduleurs modernes sont connectés au Wi-Fi de la maison et transmettent les données de production à une application qui permet de suivre en temps réel la production des panneaux solaires.

Une application de suivi permet ainsi de repérer rapidement si la production chute de manière anormale. Surtout, le suivi de la production permet d'adapter vos habitudes de consommation et d'augmenter votre taux d'autoconsommation, ce qui est le meilleur levier pour amortir le prix de vos panneaux solaires.

Sous l'effet prolongé des rayons ultraviolets et des intempéries, les cellules solaires s'usent lentement au fil des décennies. Cette dégradation naturelle est inévitable et entraîne une perte de rendement généralement estimée à 0,5 % par an.

Cependant, les meilleurs panneaux solaires conservent au moins 80 à 85 % de leur puissance initiale après 25 ans d'utilisation.

Chez Ensol, vos panneaux sont couverts par une garantie de puissance. Par exemple, vous pouvez faire jouer cette garantie si au bout de 30 ans, la puissance de vos panneaux photovoltaïques est inférieure à 87,4 % de la puissance d'origine.

Le prix de l'électricité est passé de 12,5 à 20 centimes le kWh entre 2012 et 2026

En raison de l’augmentation du prix de l’électricité, l'autoconsommation avec revente du surplus est aujourd'hui la solution la plus intéressante. Dans cette configuration :

• l'électricité produite sert d'abord à alimenter les appareils de la maison (réduisant immédiatement la facture d'énergie),

• l'excédent non consommé est vendu à EDF OA (à un tarif subventionné et garanti pendant 20 ans). 

La vente totale (ou revente totale) a été une solution rentable mais en raison de l'inflation du prix de l'électricité et de la baisse des tarifs de rachat de l'électricité photovoltaïque, ce n'est plus le cas aujourd'hui. 

L'autoconsommation sans revente reste une option envisageable mais elle implique souvent d'installer des batteries afin d'éviter de perdre une partie importante de votre production solaire.