Le rendement des panneaux solaires

On définit le rendement* des panneaux solaires photovoltaïques comme étant la proportion du rayonnement solaire transformée en courant électrique continu. Une fois cette opération réalisée, le courant continu est lui-même transformé via un onduleur en courant alternatif compatible avec son utilisation domestique.

Exprimé en pourcentage, ce rendement détermine la rentabilité d’une installation photovoltaïque, c’est-à-dire le rapport entre l’investissement alloué pour l'installation (le prix des panneaux solaires avec la déduction des aides financières) et le bénéfice obtenu.

La pertinence économique et énergétique de l’énergie solaire est par conséquent directement liée au rendement des panneaux photovoltaïques. Plus ce dernier est élevé, plus la fabrication et l’installation se justifient !

Oui, les panneaux solaires sont rentables et peuvent couvrir jusqu'à 70% de vos besoins en électricité. En moyenne, ils sont rentables à partir de 7 à 12 ans pour une durée de vie moyenne de 30 à 40 ans.

Le calcul du rendement d'un panneau solaire est plutôt complexe, car de nombreux facteurs entrent en jeu. Il est tout de même possible de déterminer quel sera le rendement d'une installation en appliquant cette formule :

puissance électrique produite (en Watt-crête) / puissance solaire reçue (surface du panneau en m² x 1000) = rendement (en kWh par an)

Pour information, le rendement qui est affiché sur les équipements solaires est défini à partir d'un test en laboratoire dans des conditions standardisées (STC).

Vous comprenez pourquoi il est difficile de mesurer le rendement précis de votre dispositif. Plusieurs facteurs entre en jeu, comme l'ensoleillement de votre zone géographique, l'orientation de vos panneaux, la qualité de l'équipement et son entretien.

Il existe des technologies différentes pour les panneaux solaires. De nos jours, l'enjeu consiste à s’affranchir du silicium dont les réserves ne sont pas illimitées.

Les rendements, propres à chaque type de panneau, atteignent parfois des records en laboratoire. Pour rester concrets, nous avons choisi d’afficher les rendements moyens, obtenus ou escomptés en conditions réelles de production.

• Le silicium cristallin (panneau solaire monocristallin ou polycristallin) : ces panneaux de première génération sont reconnaissables par leur couleur bleue uniforme. Ils affichent un rendement compris entre 11 et 20 %.

• Le silicium amorphe : de couleur marron ou gris, ces panneaux ont d’abord été utilisés sur les petits appareils solaires (montres ou calculatrices). Leur faible rentabilité, autour de 5 %, est toutefois compensée par leur faible coût de production.

• Le cuivre/indium/sélénium : de couleur noire, ces panneaux sont constitués d’un assemblage de couches minces aux composants plus simples à trouver que le silicium. Ils affichent une rentabilité de 9 à 11 %.

• Le cuivre/indium/gallium/sélénium (CIGS) : économique à produire, ce type de panneaux solaires fait l’objet de toutes les attentions. Les rendements obtenus varient selon les fabricants, de 13,5 à 21 %.

• Le cuivre/zinc/étai/soufre (CZTS) : constitué de cellules photovoltaïques très fines, ce type de panneaux est encore au stade de l’expérimentation. Son rendement de 6,5 % pourrait avoisiner les 20 %.

• La concentration (CPV) : constitués de cellules multijonctions, ces panneaux solaires sont encore relativement coûteux mais affichent sans peine un rendement de 30 %. Ce dernier pourrait même atteindre les 40 ou 50 % !

La technologie n'est pas le seul facteur à prendre en compte dans le calcul du rendement. Pour estimer votre retour sur investissement, nous vous conseillons de considérer d'autres paramètres :

• le niveau d'ensoleillement ;

• l'équipement (marque, qualité, technologie, micro-onduleur...) ;

• l'installation (surface, orientation et inclinaison optimales, et ombrage) ;

• l'entretien et la durée de vie des panneaux ;

• la performance ratio et la température des cellules.

Le professionnel RGE (Reconnu Garant de l'Environnement) est un expert capable de vous accompagner dans votre projet et de procéder à la pose des panneaux solaires.

Déterminant, le rendement théorique d’un panneau photovoltaïque ne fait pourtant pas tout ! La quantité de rayonnement solaire reçue est tout aussi importante.

Contrairement à ce que l'on pourrait croire, ce ne sont pas uniquement les régions les plus au sud de la France qui sont concernées ! En attestent ces données regroupées par Effy :

*Source : l’internaute.com d’après Meteo France - année 2020 et www.actualitix.com année 2011

L’installation doit être elle aussi optimale : face au sud, si possible sur un pan de toit incliné de 30 à 35° et bien évidemment non ombragé !

Lorsque ces conditions sont réunies, un particulier propriétaire d’une installation de 3 kWc dans le Sud de la France peut produire entre 3 000 et 4 000 kW par an. De quoi couvrir de 30 à 50 % la consommation d’un ménage.

La recherche sur l'énergie solaire ne cesse d'avancer et la rentabilité des panneaux solaires augmente aussi ! Si la concrétisation industrielle des résultats obtenus en laboratoire prend du temps, gageons cependant que les installations photovoltaïques afficheront dans un futur proche un rendement bien plus élevé qu’actuellement.

Face à l’épuisement des énergies fossiles, le coût et les risques du nucléaire, ainsi qu’aux enjeux climatiques, les énergies renouvelables font l’objet d’un travail de recherche sans précédent. Une très bonne nouvelle pour privilégier une consommation d'énergie plus respectueuse de l’environnement !

De nombreux laboratoires, publics et privés, travaillent à l’amélioration du rendement des panneaux solaires. Un travail et des efforts financiers qui portent leurs fruits : en 1950, ce rendement est passé très rapidement de quasi 0 % à plus de 10 %. Aujourd’hui, aux environs de 20 % en moyenne, il dépasse parfois 40 % en laboratoire !

Les spécialistes estiment possible d'atteindre un rendement de 85 % dans l'avenir.

Estimez le coût de vos travaux et de votre installation photovoltaïque, et faites jusqu'à 40% d'économies !