Quelle est la production d’un panneau solaire ?
La capacité de production d’un panneau solaire correspond à la quantité d’énergie électrique qu’il fournit. Cette quantité d’énergie délivrée dépend de la puissance crête du panneau, de son rendement, et de l’ensoleillement.
Puissance et rendement d’un panneau solaire
La puissance d’un panneau solaire s’exprime en watts-crête. Le watt-crête photovoltaïque se note plus souvent kilowatts-crête (kWc). Il correspond à la puissance théorique maximale du panneau. C’est une estimation de la production instantanée d’un panneau solaire. Le rendement du panneau s’exprime en %. Voyons en détail ces deux notions.
Puissance d’un panneau solaire pour installation off grid
Panneaux solaires monocristallins, panneaux solaires polycristallins : la production d’un petit panneau solaire quelle que soit la technologie se situe entre 0,1 Wc et 25 Wc. Ces panneaux photovoltaïques sont parfaits pour alimenter des équipements électroniques hors réseau (off grid). Par exemple, un panneau solaire PET de 0.16 m2 (92 x 17 cm) délivre une puissance maximum de 23 W.
Quel est le rendement d’un panneau solaire ?
Le rendement d’un panneau solaire est la quantité électrique produite par rapport à l’énergie solaire captée. La production d’un panneau solaire ne restitue pas 100 % de l’énergie solaire. Le panneau monocristallin a un rendement solaire de 18 à 21 %. Le panneau polycristallin a un rendement solaire de 14 à 18 %. Ces deux technologies représentent la quasi-totalité des installations solaires actuelles.
L’ensoleillement des panneaux solaires
Pour les panneaux solaires de maison, le calcul de la puissance de l’installation s’effectue à partir du rendement énergétique annuel (en kWh/an). Pour la connaitre, on mesure la quantité de soleil reçue par kWc de panneau solaire par an (kWh/kWc/an). Cela permet de connaitre la production d’énergie moyenne sur un an, sur un site géographique précis.
Mais pour des panneaux solaires utilisés en site isolé, sur des appareils électroniques, il est plus utile de connaitre la production d’énergie électrique quotidienne.
L’ensoleillement quotidien des panneaux solaires
Pour connaitre la puissance fournie par le panneau solaire (monocristallin ou polycristallin) sur une journée, il faut s’intéresser à l’ensoleillement journalier.
Quelle est la quantité de soleil potentielle reçue chaque jour par le panneau solaire ?
Ensoleillement au sud vs ensoleillement au nord
Selon le site géographique où l’installation off grid se trouve, l’ensoleillement quotidien n’a pas la même puissance. C’est une donnée à prendre en compte également pour déterminer la puissance fournie par les panneaux solaires. Retenez ces données d’ensoleillement :
- nord de la France en hiver : 1.09 kWh/m2/jour ;
- nord de la France en été : 3.83 kWh/m2/jour ;
- sud de la France en hiver : 2.44 kWh/m2/jour ;
- sud de la France en été : 5.44 kWh/m2/jour.
Capacité de production d’un panneau photovoltaïque
La capacité de production d’un panneau photovoltaïque dépend du rendement et de l’ensoleillement réel journalier.
Installation de panneau photovoltaïque off grid à Lille
Prenons un exemple de panneau solaire pour alimenter une installation off grid à Lille :
- ensoleillement journalier d’hiver à Lille : 1.09 kWh/m2/jour ;
- rendement du panneau poly/monocristallin 17 %.
Capacité de production de 1 m2 de cellules photovoltaïques du panneau par jour : 1.09 x 0.17 = 0.1853 kWh/m2/jour ou 185,8 Wh/m2/jour.
Un panneau de 0.1564 m2 (et 17 % de rendement) aura une capacité journalière de production hivernale de : 185.8 x 0.1564 = 29 W.
Ce chiffre donne la capacité de production minimale journalière du panneau. En été, la production électrique triple (3.83 x 0.17 x 0.1564 = 100 W).
Capacité du panneau solaire : pondération horaire
Un panneau solaire, en pratique, ne reçoit pas 8 heures de soleil (nuages, durées des journées, etc.).
1 à 5 heures de soleil par jour en France sont les chiffres d’ensoleillement moyen donnés par les études publiées. Mais la variation saisonnière est forte :
- 1 heure de soleil par jour en hiver (soit 29 / 8 = 3.6 W pour notre exemple) ;
- 3 à 5 heures de soleil par jour l’été (entre 10 et 18 W pour notre exemple).
Vous devrez configurer votre panneau solaire en fonction de la puissance de votre équipement électronique off grid, mais aussi en tenant compte de l’ensoleillement du site d’exploitation.