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Comment calculer la puissance et la taille d’un panneau solaire

Guide écrit par :
Jean-François, Bricoleur & développeur informatique, Les Yvelines

Jean-François, Bricoleur & développeur informatique, Les Yvelines

58 guides
Vous souhaitez alimenter un équipement électrique dans un cabanon isolé ou avoir facilement de l’électricité lors de vos voyages en camping-car. Si l’installation d’un panneau solaire est une évidence, reste à calculer la puissance nécessaire et la taille du panneau solaire. Voici les formules de calcul à appliquer.

Caractéristiques importantes

  • Energie électrique produite ou consommée
  • Puissance
  • Ensoleillement
  • Rendement
  • Perte de rendement

Prix

de 13,00 € à 1 625,00 €

Comment calculer la quantité d’énergie électrique produite ou consommée


Une quantité d’énergie électrique s’exprime en watts heure ou Wh. Il s’agit tout simplement de multiplier la puissance, en watts, par le temps pendant lequel elle est consommée ou débitée. Par exemple, un radiateur de 1000 Watts allumé pendant une heure aura consommé 1 000 Wh ou 1 kWh. Le kWh est d’ailleurs l’unité que vous pouvez retrouver sur les factures de votre fournisseur d’énergie.
 
Pour estimer votre besoin en énergie de chacun de vos appareils, il suffit de multiplier la puissance nominale par le temps d’utilisation en heures. Vous obtenez en Wh la quantité d’énergie minimale à produire pour alimenter vos appareils.

A noter que la puissance produite par un panneau solaire est plus importante à midi qu’en début de matinée ou en fin de soirée, vous devrez donc sûrement recourir à une batterie pour stocker l’électricité et à un convertisseur pour alimenter vos appareils.

Quels facteurs jouent sur la production d’un panneau photovoltaïque

La production d’énergie d’un panneau photovoltaïque dépend à la fois de la qualité de l’équipement, de son environnement et du circuit qu’il alimente.

La puissance du panneau solaire


Exprimée en kWc pour kilowatt-crête, il s’agit de la puissance électrique produite dans des conditions idéales.

Selon la technologie, un m² de panneau solaire peut produire de 60 à 150 Wc. Vous pourrez donc une fois la puissance crête connue calculer la surface de panneaux solaires dont vous aurez besoin.
 

L’ensoleillement de la région d’installation


On produit moins de kilowattheure (kWh) par kilowatt-crête (kWc) installé à Lille qu’à Nice.

Cette grandeur, l’ensoleillement, est intéressante car elle permet d’évaluer la production annuelle en tenant compte du lieu où le panneau est installé à partir de la puissance crête des panneaux.
 

Rendement  de l’installation


Si le panneau n’est pas orienté plein sud et à un angle de 30-35° par rapport à l’horizontale, il produit moins d’électricité que son potentiel car la surface ensoleillée est moindre.

Ce rendement permet de tenir compte de cette installation sous-optimale.

Comment calculer l’énergie produite

L’énergie totale produite E_p représente le nombre de kilowatts heure (kWh) produit par le panneau en une année. Elle se calcule en utilisant la formule suivante :
  • E_p = r*Ens*P_c

Mais ce qui vous intéresse est de calculer la puissance crête du panneau que vous souhaitez acheter pour couvrir vos besoins électriques ou vendre une certaine quantité d’énergie à un fournisseur d’électricité. 

En transformant la formule précédente, on obtient :  
  • P_c ≥ (E_p*F_CO)/E_ns 
*avec F_CO=1/r avec un facteur correctif pour compenser les pertes de rendement.

Rendement d'un panneau

Le rendement d'un panneau est fonction de ses composants, comptez environ :
  • 6 % pour le silicium amorphe ;
  • 15 % pour le silicium polucristallin ;
  • 16 à 24 % pour le silicim monocristallin.

Abréviations utilisées 

  • kWh : kilowhattheure
  • kWc : kilowatt-crète
  • E_p : énergie totale produite
  • r : rendement 
  • Ens : ensoleillement 
  • P_c : puissance crète 
  • F_co : facteur correctif

Comment déterminer l’ensoleillement E_ns

Reportez-vous à la carte suivante.

Localisez votre résidence, regardez dans une zone de quelle couleur elle se trouve et reportez-vous à la légende.

En cas de doute, prenez la valeur d’ensoleillement la plus petite pour plus de sérénité.



Comment compenser les pertes de rendement

Dans le tableau ci-dessous, vous pouvez trouver par quel facteur multiplier la production annuelle du panneau pour compenser les pertes liées aux problèmes d’orientation.

 

Ouest

Sud-Ouest

Sud

Sud-Est

Est

1,075

1,075

1,075

1,075

1,075

33°

1,111

1,042

1

1,042

1,111

45°

1,190

1,087

1,042

1,087

1,190

60°

1,282

1,136

1,099

1,136

1,282

90°

1,818

1,515

1,471

1,515

1,818


Facteur correctif d’orientation F_CO=1/r

Les pertes lors de la conversion, du stockage en batterie ou du passage dans les câbles, sont de l’ordre d’une dizaine de pourcents. Elles dépendent de votre installation et sont difficiles à évaluer précisément sans connaître la nature de votre installation. Prenez de la marge si vous n’êtes pas sûr.

Récapitulatif des différentes abréviations et de leur signification

Abréviation
Définition
W
Watt
Wh
Watt-heure
kWh
Kilowatts heure
kWc
Kilowatts crête
P
Puissance
 P_c
Puissance crête
E
Energie
 E_p
Energie totale produite
r
Rendement
 F_CO
Facteur correctif
 E_ns
Ensoleillement



 

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Jean-François, Bricoleur & développeur informatique, Les Yvelines 58 guides écrits

Jean-François, Bricoleur & développeur informatique, Les Yvelines
Intéressé depuis l'enfance par le travail manuel et la technique, toujours fasciné par le bricolage et le travail du bois, j'ai profité de l'achat d'un appartement pour avoir un terrain de jeu grandeur nature. Au programme, de l'électricité, bien sûr dans le respect des normes, et quelques déplacements de cloisons ; mais aussi de la décoration avec l'aide de Madame, des meubles sur mesure et des astuces pour optimiser les mètres carrés tout en restant original. Avec l'arrivée de petit bonhomme, je me suis lancé dans la confection de petits meubles pour lui !

Faute de place, je n'ai pas d'atelier fixe et certains des outils dont je rêve n'ont pas encore rejoint ma collection. Ne vous inquiétez pas, j'en connais déjà beaucoup et j'ai un profil technique qui me permettra j'espère de vous guider dans vos choix !

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