Le calcul de la production photovoltaïque de votre installation vous aidera à savoir si l’installation proposée correspond à vos besoins. Les quelques formules et les exemples que vous trouverez ici vous faciliterons la tâche. En les utilisant avec votre projet, vous aurez assez de données pour les confronter avec les propositions de votre installateur. Cette démarche vous donnera l’occasion de trier et de juger la pertinence des offres des entreprises installateurs.
Sommaire
- Tout ce que vous devez savoir pour faire le calcul de la production photovoltaïque
- Étapes pour faire le calcul de la production d’une installation solaire
- Déterminer la différence entre kWp ou kWc, kWh, et kVA pour faire le calcul
- Première étape pour le calcul de la production photovoltaïque : calculer la puissance totale en kWc
- Étape n° 2 : Connaître l’irradiation solaire locale en kWh/m2/an
- Étape n°3 : Connaître le facteur de perte moyenne
- Quatrième étape : Faire le calcul de la production brute annuelle
- Étape finale : calculer la production solaire avec le rendement
- Faire le calcul de la production photovoltaïque : exemple une maison de 100 m²
- Résumé sur comment faire le calcul de production photovoltaïque
Tout ce que vous devez savoir pour faire le calcul de la production photovoltaïque
Pour commencer, voici quelques termes à connaître pour faire un calcul avec le plus de précision possible.
Puissance des panneaux solaires
La puissance des panneaux solaires est exprimée en watts-crête (Wc). Elle est déterminée par la quantité maximale d’électricité qu’un panneau peut générer dans des conditions standards de test (CST) :
- irradiation solaire de 1000 W/m²,
- température de cellule de 25 °C,
- et spectre lumineux standard.
Vous devez vous souvenir que plus la puissance des panneaux est élevée, plus le potentiel de production est important. En effet, des panneaux solaires de types monocristallins possèdent une puissance jusqu’à 400 Wc alors que les modèles polycristallins ont une puissance de 300 Wc.
La puissance des modules que vous choisirez servira à estimer la production solaire annuelle de manière théorique.
Rendement des panneaux photovoltaïques
Le rendement des panneaux photovoltaïques est le deuxième paramètre pour mesurer la performance et faire le calcul de la production solaire. Il vous aidera à mesurer la capacité d’un panneau à convertir l’énergie solaire reçue en électricité. Il détermine aussi l’efficacité énergétique de votre installation.
Le rendement est exprimé en pourcentage, par exemple si un panneau possède un rendement de 20 %, il va convertir 20 % de l’énergie solaire reçue en électricité. Le reste est perdu sous forme de chaleur ou réflexion.
Orientation et inclinaison
L’orientation et l’inclinaison de vos panneaux photovoltaïques vont jouer un rôle déterminant dans leur capacité à capter l’énergie solaire et à produire de l’électricité. Elles influenceront la quantité d’énergie solaire reçue tout au long de l’année. C’est aussi un paramètre à prendre en compte dans le calcul du rendement réel d’une installation solaire. Pour améliorer votre production, nous vous conseillons de choisir l’inclinaison et l’orientation optimale pour que les panneaux captent le plus de rayons solaires. Ainsi, ils pourront produire plus d’énergie.
Température de la zone d’installation
La température de la zone d’installation influence aussi sur le rendement et la capacité de production des panneaux solaires. En effet, une élévation de température au-delà de 25° C diminue leur efficacité en réduisant la tension de sortie. Vous devez prendre compte de la déperdition du rendement lors des périodes de fortes chaleurs pour faire le calcul de la production. (Environ une diminution de puissance de 0,4 % pour chaque degré supplémentaire.)
Avec votre installateur, vous devez bien choisir le montage des panneaux solaires pour avoir gestion appropriée de la température et optimiser la production photovoltaïque.
Pour résumer, vous devez prendre conscience de tous ces paramètres pour avoir une bonne estimation de la production suivant les conditions d’installation et les saisons.
Étapes pour faire le calcul de la production d’une installation solaire
Vous pouvez avoir les paramètres dont nous avons parlé précédemment avec la fiche technique de l’installation et la configuration de votre toiture. Une fois que vous aurez obtenu ces chiffres, nous pouvons passer à la prochaine étape.
Déterminer la différence entre kWp ou kWc, kWh, et kVA pour faire le calcul
Nous aimerons vous donner quelques informations sur ces quatre unités avant de donner les formules et les procédures de calcul.
Premièrement, vous devez savoir que kWp et kWc ont la même signification. Elles décrivent la puissance maximale théorique de l’installation solaire, c’est kilo-Watt-peak en anglais ou kilo Watt-crête en français.
Deuxièmement, kWh est une unité utilisée pour mesurer la quantité d’énergie produite ou consommée. Par exemple, 1 kWh correspond à l’énergie fournie par un appareil de 1 kW fonctionnant pendant 1 heure. Elle sert à connaître la production réelle de l’installation ou la consommation d’un appareil électrique.
Pour finir, le kVA ou kilovoltampère sert à mesurer la puissance apparente d’une installation. Il prend en compte la tension et le courant dans un circuit électrique. Si votre onduleur solaire est de 12 kVA avec un facteur de puissance de 0,9, il pourra délivrer 10,8 kW de puissance active (12 x 0,9)
Première étape pour le calcul de la production photovoltaïque : calculer la puissance totale en kWc
Chaque module photovoltaïque possède sa puissance théorique. Vous pouvez le multiplier avec le nombre de panneaux solaires pour obtenir la puissance totale en kWc. Utilisez cette formule simple :
Puissance totale en kWc = puissance d’une unité de panneau solaire x nombre de panneaux solaires.
Pour connaître le nombre de panneaux solaires, divisez la surface totale du lieu d’installation par la surface d’un panneau solaire.
Nombre de panneaux solaires = surface totale / surface d’une unité de panneau solaire
Une autre méthode assez simple est de connaître votre production idéale en kWh et de le convertir en kWc. Si vous êtes accompagné par un installateur, alors il vous donnera la puissance nominale de votre future installation.
Étape n° 2 : Connaître l’irradiation solaire locale en kWh/m2/an
L’irradiation solaire ou le taux d’irradiation est différent suivant l’endroit où on se trouve sur le globe. Cependant, il est nécessaire d’avoir des données les plus proches de la réalité pour faire correctement le calcul. L’unité de ce paramètre est exprimée en kWh/m2/an. Il suffira de le multiplier avec la puissance en kWc pour obtenir la quantité théorique d’énergie produite.
Au Luxembourg, vous avez certains outils comme le cadastre solaire pour vous aider.
Étape n°3 : Connaître le facteur de perte moyenne
Le facteur de perte est différent du rendement, il englobe l’ensemble des pertes qui surviennent dans tout le système photovoltaïque. Ce sont :
- Les pertes électriques dans les câbles.
- Le rendement de l’onduleur (80-95 %).
- La poussière ou les saletés sur les panneaux.
- Les ombres partiellement projetées sur les panneaux.
En général, il est exprimé sous forme d’un coefficient multiplicateur (ex. : 0,8 pour 20 % de pertes) ou en pourcentage (%). La valeur moyenne de ces pertes est d’environ 20 % ou de 0,8.
Quatrième étape : Faire le calcul de la production brute annuelle
À partir de cette étape, vous aurez une estimation brute de la production annuelle de vos panneaux solaires. Pour faire le calcul, il suffit d’utiliser cette formule :
Production annuelle (kWh)=Puissance installée (kWc)×Ensoleillement annuel (kWh/m²)×Facteur de perte.
Prenons comme exemple, une installation de 9 kWc avec un taux de radiation ou d’ensoleillement estimé à 1460 kWh/m2.
Avec cette formule et la valeur moyenne de facteur de perte (égal à 0,8), vous aurez :
Production annuelle = 12 x 1460 x 0,8 = 14 016 kWh/an
Cependant, ce n’est pas la valeur la plus proche de la production réelle de votre installation. Vous devez aussi considérer le rendement réel de votre installation pour peaufiner le calcul.
Étape finale : calculer la production solaire avec le rendement
Tenir compte du rendement des panneaux solaires dans votre calcul vous donnera des résultats proches du réel. En effet, seule une partie du rayon solaire captée par les cellules photovoltaïques sera transformée en électricité photovoltaïque. Dans notre article sur le calcul du rendement des panneaux solaires, nous vous donnons toutes les étapes pour avoir un rendement tenant en compte:
- l’orientation et l’inclinaison des panneaux solaires,
- la qualité et le type de panneaux solaires.
Faire le calcul de la production photovoltaïque : exemple une maison de 100 m²
Pour mieux illustrer ce qu’on a vu dans les précédentes paragraphes, nous allons voir ensemble le cas d’une maison de 100 m2 au Luxembourg.
Calcul la production solaire depuis la surface disponible sur votre toiture
Dans ce premier cas, il s’agirait d’une installation sur la moitié de la toiture. Nous allons donc commencer avec l’estimation du nombre de panneaux solaires à installer.
Les panneaux solaires utilisés seront des modèles monocristallins de 400 Wc ou 0,4kWc ( avec 1 kWc = 1000 WC) .
La superficie d’une unité de panneaux solaires sera de 1,6 m2.
Le taux d’ensoleillement sera de 1400 kWh
Dans ce tableau, vous allez voir les étapes pour faire le calcul, la formule utilisée et le calcul.
| ÉTAPES DE CALCUL | FORMULE | CALCULS |
| 1- Calcul du nombre de panneaux solaires | Nombre de panneaux solaires = surface totale / surface d’une unité de panneau solaire | Nombre de panneaux solaires = 50 m2/ 1,6m2 = 31,2 ou 31 panneaux solaires. |
| 2- Calcul de la puissance totale en kWc | Puissance totale en kWc = puissance d’une unité de panneau solaire x nombre de panneaux solaires. | Puissance totale en kWc= 31 x 0,4 kWc = 12, 2kWc |
| 3- Calcul de la production brute de l’installation | Production annuelle (kWh)=Puissance installée (kWc)×Ensoleillement annuel (kWh/m²)×Facteur de perte. | Production annuelle = 12 ,2 kWc x 1400 x 0, 8= 13888 kWh |
Calculer la production photovoltaïque en utilisant la puissance crête
Dans ce deuxième cas, nous allons voir ce qui se passe, si vous avez déjà déterminé en avance la puissance crête de vos panneaux solaires.
Supposons que vous voulez installer des panneaux solaires 3 kWc. Le taux d’ensoleillement et le facteur de perte seront les mêmes que ceux de l’exemple précédent.
| ETAPES DE CALCUL | FORMULES | CALCULS |
| 3- Calcul de la production brute de l’installation | Production annuelle (kWh)=Puissance installée (kWc)×Ensoleillement annuel (kWh/m²)×Facteur de perte. | Production annuelle (kWh) = 3 kWc x 1400kWh x 0,8 = 3350 kWh par an |
Avec ce calcul, on peut voir qu’une installation de 3 kWc au Luxembourg produira aux alentours de 3350 kWh. Cette quantité d’énergie sera suffisante pour vous couvrir une partie de vos besoins en autoconsommation.
Résumé sur comment faire le calcul de production photovoltaïque
Pour conclure, le calcul de la production de votre installation solaire va dépendre des données que vous possèdez. Il peut s’agir de vos besoins en énergie ou de la puissance idéale de votre future installation solaire. Vous pouvez faire un comparatif suivant la méthode utilisée et ensuite estimer le coût d’installation de vos panneaux solaires suivant sa puissance.
Chez Bauer Energie, nous vous demandons toujours de donner le plus d’informations possibles sur vos besoins, sur le lieu d’installation et sur votre budget. A l’aide de ces données, nous aurons une estimation plus concrètes de votre production. Demandez, dès maintenant, votre devis et une étude complète de votre installation.
