Production électrique annuelle des panneaux solaires : quel calcul ? Quid de l'hiver ?

L'électricité photovoltaïque produite par une installation dépend de plusieurs facteurs, dont notamment sa puissance nominale ou encore son emplacement. 

Quelle est la puissance des panneaux solaires ?

Chaque panneau solaire à une puissance unitaire qui peut varier selon la génération ou la technologie de celui-ci. En 2023, un panneau de dimension standard a généralement une puissance unitaire comprise entre 375 et 450 Wc pour des installations professionnelles. Ces panneaux mesurent en moyenne 1,7 m².

Note : 1 Watt-crête (1 Wc) est une unité de puissance théorique maximale, en conditions optimales. Par exemple, un panneau de 400 Wc génèrera une puissance de 400W maximum, et ce en conditions d’ensoleillement idéales. Aujourd’hui, les panneaux installées pour des projets professionnels (agricole, collectivité, tertiaire ou industriel) font au minimum 400Wc, et peuvent aller au-delà en fonction de la technologie (et de leur dimension unitaire).

La production d'énergie d’un panneau solaire photovoltaïque W/m2

Pour connaître la production d’un panneau solaire en watt par m², il nous suffit de faire le calcul suivant : Puissance-crête divisée par Surface du panneau. Autrement dit, pour un panneau de 400Wc :

400/1,7 = 235.3 Wc/m² 

Ainsi, la puissance d’un panneau solaire en watt-crêtes par m² (Wc/m²) s’élève en moyenne à environ 235.3 Wc/m².

Exemple : Si la toiture de votre magasin ou hangar un toit mesure 850m² vous pouvez poser jusqu’à 850 m² x  235.3 Wc/m² = 200 005 Wc soit environ 200 kW crète.

La production d'énergie d’un panneau photovoltaïque en hiver

Un facteur non négligeable est le taux d’ensoleillement (calculé en Wh/Wc/an) ou encore le taux d’irradiation du soleil (calculé en W/m²) qui dépend de votre géolocalisation et de l’orientation/inclinaison de votre surface exploitée (toiture ou ombrière de parking par exemple).

Le taux utilisé est une moyenne à l’année mais nous pouvons tout de même le décortiquer tout au long de l’année :

Répartition mensuelle de l’irradiation annuelle globale horizontale en France

Source : Centre Observation, Impacts, Energies – O. I. E - Mines ParisTec& ACOFI

D’après ce tableau, et si l’on considère les autres facteurs toutes choses égales par ailleurs, les deux mois les plus productifs pour vos panneaux solaires sont les mois de Juin et Juillet où l’irradiation solaire est la plus importante.

Ainsi, prenons l’exemple d’une installation de 100 kWc, dans le centre de la France, bien orientée, qui produit en moyenne 125 000 kWh par an. Cette dernière produirait environ 2.3% x 125 000 = 2 875 kWh en décembre, mais produira 18 000 kWh en Juin. A noter que d’autres phénomènes techniques peuvent avoir tendance à réduire cet écart dans les faits (notamment les températures des panneaux ou l’écrêtage des onduleurs).

Ainsi, la production des panneaux solaires photovoltaïques est plus faible en hiver, parfois d’un facteur 5 ou 6 par rapport à l'été. 

Comment mesurer combien de panneaux solaires installer selon la puissance désirée ?

Comme évoqué plus haut, les panneaux solaires standards mesurent environ 1,7 m² chacun et ont chacun une puissance de 375 Wc au minimum. Ainsi, en admettant que la surface disponible ne soit pas un problème et soit illimitée, quel est le nombre de panneaux photovoltaïques à installer pour une puissance de 36kWc ? 100kWc ? 300kWc ? 500kWc ? 

Combien de panneaux solaires pour 36 kWc, 100 kWc, 210 kWc, 300 kWc, 420 kWc et 500 kWc ?

Note : pour le calcul du nombre de panneaux solaires ainsi que de la surface, les résultats sont arrondis à l'unité supérieure

Si vous souhaitez vous renseigner sur d'autres sujets, on parle également de :

• L'arrêté tarifaire sur la tranche 100-500kWc 
• La rentabilité d'un projet photovoltaïque - Installer des panneaux dans le but de baisser votre facture d'électricité ou d'avoir un revenu supplémentaire
• Les tarifs de rachat de l'électricité solaire pour les installations en revente totale ou en autoconsommation avec revente de surplus 
• La réglementation en cours en faveur des énergies renouvelables

Le niveau de production d'électricité d’un panneau photovoltaïque

Le niveau de production va dépendre du type de rayonnement solaire reçu par les panneaux chaque jour. Il en existe plusieurs :

• Le rayonnement solaire direct : les rayons du soleil sont directement capturés par les cellules photovoltaïques sans obstacles.

• Le rayonnement solaire indirect : les rayons du soleil passent par des obstacles comme les nuages avant d’être capturés par les cellules photovoltaïques.

• Le rayonnement solaire réfléchi : les rayons du soleil « rebondissent » par exemple sur des vitres, avant d’être capturés par les cellules photovoltaïques.

Les trois types de rayonnements bénéficient aux cellules photovoltaïques.

Par ailleurs, comme n’importe quelle technologie, les panneaux solaires perdent en efficacité chaque année. Les panneaux solaires vieillissent ce qui entraîne une légère diminution dans leur capacité de production énergétique.

On estime qu’ils perdent en moyenne moins de 1% de leur efficacité productive par an à partir du moment où ils sont installés. La plupart des fabricants garantissent par ailleurs une perte d’efficience annuelle inférieure ou égale à 0,6% par an sur 25 ans.

En résumé, ce qu'il faut retenir de la production des installations photovoltaïques 

• La puissance unitaire d'un panneau peut varier, généralement entre 375 et 450Wc le panneau.
• L'irradiation évolue pendant l'année calendaire. Les mois de juin et de juillet seront les plus productifs pour les panneaux solaires.
• Les études de rentabilité prennent en compte ces différents éléments 
• Le niveau de production solaire dépend du rayonnement (direct, indirect ou réfléchi) et de l'ensoleillement