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Comment calculer la surface et la puissance de panneaux solaires ?

par La rédaction

Produire sa propre énergie solaire, cela fait envie… À condition de bien dimensionner son installation solaire, d’évaluer la puissance du panneau, la production d’électricité réelle et le rendement. Plusieurs formules entrent en jeu pour optimiser votre projet : consommations d’électricité, calcul de surface, nombre de panneaux nécessaires… Le calcul d’un panneau solaire ? Tout est résumé dans ce guide pratique.

calcul panneau solaire maison

Comment calculer la puissance d’un panneau solaire ?

La puissance d’un panneau solaire fait référence à sa capacité de production, ou à la quantité d’énergie produite. Elle s’exprime en watts-crête (Wc), une unité de mesure que nous vous conseillons de garder en tête pour évaluer votre projet d’installation solaire.

Le calcul de la puissance d’un panneau solaire se base sur la puissance maximale de l’appareil (comprise entre 270 et 400 watts-crête par panneau). Le tout, dans des conditions climatiques et géographiques idéales, telles que :

  • 25°C de température extérieure ;
  • 1 000 watts/m² de lumière (ensoleillement) ;
  • une orientation des panneaux optimale, sans ombrage.

Pour obtenir le savant calcul du panneau solaire, entourez-vous d’un professionnel spécialisé dans le photovoltaïque (bureau d’études, installateur solaire par exemple). 

Pour vous donner toutefois une idée, il vous faut déterminer :

  • le nombre d’heures d’ensoleillement annuel de votre secteur géographique ; 
  • l’angle d’inclinaison des panneaux solaires à privilégier ;
  • les pertes de température de la zone concernée (orientation, ombres). 

Aussi, comme le soleil ne brille pas tous les jours de l’année estimés, un taux de dégressivité est appliqué pour obtenir la production réelle d’énergie du panneau. On estime d’ailleurs la perte de rendement d’un panneau à 15 % en moyenne, ce qui nous permet d’obtenir un taux d’ensoleillement à 85 %. Dans certaines régions françaises très ensoleillées, ce facteur de conversion s’élève à 90 %. Le calcul dépend donc de votre situation. 

Voici la formule à appliquer :

Puissance du panneau = nombre d’heures d’ensoleillement X taux de dégressivité X puissance du panneau (Wc convertis en kWc).

Le calcul de puissance doit absolument être évalué en amont de votre projet, pour décider d’investir ou non dans l’énergie solaire et pour optimiser la rentabilité des panneaux

Comment calculer le rendement d’un panneau solaire ?

Maintenant que vous venez de définir la puissance d’un panneau solaire, voyons ensemble comment calculer le rendement d’un panneau. Pourquoi est-ce si important ? Le rendement renseigne le rapport en pourcentage entre l’énergie produite et la puissance du rayonnement. Le rendement d’un panneau se situe généralement entre 7 et 20 % ; le rendement des cellules au silicium cristallines étant supérieur aux cellules à base de couches minces.

Au moment de convertir les rayons du soleil en électricité, le panneau perd une certaine quantité d’énergie. Mais ce n’est pas tout. Le rendement dépend également de nombreux paramètres techniques et environnementaux :

  • la technologie (panneaux monocristallins, polycristallins ou amorphes) ;
  • la puissance des panneaux solaires ;
  • l’orientation du toit ;
  • l’inclinaison des panneaux ;
  • le secteur géographique ;
  • le niveau d’ensoleillement ;
  • la surface des panneaux ;
  • les ombrages (végétation, bâtiments obturant le rayonnement).

Au final, le rendement vous sert à calculer les économies potentielles, car plus il est élevé, plus importantes seront vos économies. La formule à retenir est la suivante :

Rendement = puissance électrique produite / puissance solaire reçue.

calcul de la dimension et surface de panneaux solaires

Comment déterminer le nombre de panneaux solaires ?

Avant de procéder au calcul de surface du panneau solaire, regardons de plus près combien de panneaux sont requis pour votre projet. Vous avez normalement évalué, à ce stade du guide, l’ensoleillement propre à votre région et vos besoins énergétiques à l’année. Si ce n’est pas déjà fait, utilisez vos consommations d’électricité sur 12 mois, à l’aide de vos factures d’énergie.

Projet de panneaux en autoconsommation ou avec revente partielle ou totale de l’électricité ? Ce critère détermine en partie vos besoins en énergie et la puissance d’installation requise en conséquence.

Dans le cas d’une maison de 100 m² fonctionnant à l’électricité uniquement, on estime qu’un système de 3 kWc est nécessaire, soit l’équivalent de 8 à 10 panneaux pour une surface de 12 à 15 m². Plus votre consommation d’énergie augmentera (climatisation, piscine, extras), plus nombreux seront les panneaux à installer.

Voici le nombre de panneaux nécessaires lorsque le panneau mesure 1,5 m² pour 375 Wc de puissance à l’unité :

Puissance installée requise Nombre de panneaux Surface nécessaire
3 kWc 8 panneaux 12 m²
6 kWc 16 panneaux 24 m²
9 kWc 24 panneaux 36 m²

Quelle surface pour des panneaux solaires ?

La question de la surface exploitable pour installer des panneaux solaires est primordiale. Sans surface disponible, il est tout simplement impossible de rendre votre projet solaire viable. La surface va dépendre de vos besoins, notamment votre consommation annuelle d’énergie, la puissance de l’installation et son rendement. Il est peu probable qu’un seul et unique panneau couvre l’ensemble de vos besoins, que vous viviez seul ou à plusieurs sous le même toit.

Voyons d’abord combien mesure un panneau solaire ? De forme rectangulaire, on estime sa surface à environ 1,5 m². Pour installer 8 panneaux solaires, vous devez ainsi disposer de 12 m² de surface sur votre toiture. Il existe néanmoins des panneaux aux dimensions plus grandes, variables d’un fabricant à l’autre. 

Voici comment calculer la surface de l’installation solaire :

Surface des panneaux solaires = nombre de panneaux X taille du panneau à l’unité.

À  ce dimensionnement, prévoyez une marge de sécurité de l’ordre de 50 cm de part et d’autre de l’installation, pour sécuriser la pose des panneaux solaires.

Attention, ce n’est pas parce que vous disposez d’une grande toiture, qu’elle sera totalement exploitable. Les toits mal inclinés et les toits multipans sont de véritables casse-têtes pour les installateurs de panneaux, au même titre que les aménagements spécifiques sur toit (cheminée, velux, sortie de VMC, etc.). Votre toiture doit pouvoir aussi supporter une certaine charge. Un panneau, cela pèse lourd : environ 14 kg/m².

Foire aux questions

Quelle puissance de panneau choisir ?

Calculer la puissance d’un panneau, c’est au final évaluer la puissance d’une installation selon plusieurs critères de situation (ensoleillement, orientation, ombrage, etc.). Mais pour choisir l’installation la plus optimale, vous devez également vous référer à vos consommations d’électricité. Si vous êtes par exemple en autoconsommation totale, optez pour une installation puissante pour couvrir tous vos besoins.

Comment calculer la surface des panneaux solaires ?

Le calcul de surface dépend de la surface disponible et exploitable de votre toiture. Il tient aussi compte du nombre de panneaux solaires nécessaires. En sachant qu’un panneau mesure 1,5 m² en moyenne et jusqu’à 1,9 m² chez certains fabricants, vous devez alors multiplier la surface unitaire par le nombre de panneaux envisagé.

Comment définir ses besoins en électricité ?

Pour aller à l’essentiel, consultez vos factures d’électricité sur un an. Le total des consommations indique vos besoins en énergie à l’échelle de votre foyer. Si vous disposez d’un compteur Linky, accédez au détail de vos consommations. Autrement, vous pouvez vous référer aux standards de consommation : 110 kWh/m² annuels pour le chauffage, 1 100 kWh/ménage annuels pour les appareils électriques, 800 kWh/personne annuels pour l’eau chaude sanitaire et 200 kWh/personne annuels pour la cuisson.

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