Quelle est la puissance d'un panneau solaire ?

Les panneaux photovoltaïques convertissent le rayonnement solaire en énergie électrique. Le calcul de la puissance d’un panneau solaire permet de mieux évaluer la production, afin que les panneaux fonctionnent dans des conditions optimales. 

Dans cet article, nous expliquerons ce qu’on nomme la puissance d’un panneau photovoltaïque, ainsi que les facteurs influençant le calcul de cette puissance. 

Comprendre la puissance des panneaux solaires

Définition de la puissance nominale

La puissance nominale ou puissance de crête d'un panneau solaire est la puissance maximale qu'il peut produire dans des conditions standards. 

Exprimée en watts crête ou en kilowatts crête, elle permet de chiffrer la production électrique d’un panneau solaire. Le terme “crête” (comme la crête d’une montagne) renvoie au pic de production du panneau quand les conditions sont idéales.

Il existe deux autres manières d’exprimer la puissance de panneaux : 

• La puissance réelle correspond à 75 à 80 % de la puissance de crête lorsque les conditions sont optimales ; 
• La puissance variable est celle délivrée pendant la journée en conditions réelles . 

Facteurs influençant la puissance des panneaux

La puissance d’un panneau, c’est-à-dire sa capacité de production, varie en fonction de différents facteurs : 

• Si l’intensité de la lumière du soleil est plus intense, l’efficacité de conversion en électricité des panneaux est améliorée ; 
• Si la température est trop élevée, la capacité de conversion de la lumière en énergie sera au contraire diminuée ; 
• S’il y a du brouillard, des nuages ou des arbres qui projettent de l’ombre sur les panneaux, ou si la luminosité est insuffisante, la puissance sera également affectée. 

Technologies des panneaux solaires

Différentes technologies sont utilisées pour les panneaux : 

• Les panneaux solaires photovoltaïques standards en silicium cristallin (les plus courants), fonctionnant grâce à l’effet photoélectrique ;
• Les technologies en développement comme les cellules à couches minces, fonctionnant avec l’effet photochimique. 

Un panneau solaire est une plaque en silicium composée de cellules où la lumière, en rebondissant sur la surface du panneau, crée un courant électrique continu. Ce courant est dirigé vers des onduleurs afin d’être converti en courant alternatif. 

La recherche en technologie solaire permet de produire des panneaux avec un rendement et une durabilité améliorés. 

Le solaire thermique, plus est aussi en progrès et permet plus d’autonomie énergétique dans le monde. Pour une maison en France équipée d'un kit solaire sur la toiture, l'autoconsommation d'énergie permet de réduire le prix de l'électricité. 

Avec des panneaux solaires et une batterie, même en hiver, on peut atteindre un bon taux de couverture énergétique. En moyenne, la production annuelle d'un tel système peut alimenter l'eau chaude et les besoins journaliers.

Calculer la puissance d'un panneau solaire

Méthodes de calcul de la puissance

Afin de calculer la puissance d’un module solaire, il faut multiplier la tension par le courant, selon la formule suivante : Puissance (W) = Tension (V) x Courant (A). 

Pour calculer la puissance d’un système de plusieurs cellules, on peut multiplier le nombre de panneaux par la puissance nominale de chaque unité de l’installation. 

Exemples concrets de calcul

La taille standard des panneaux solaires est généralement de 1,6 mètre sur 1 mètre, et un panneau solaire de cette taille peut produire de 250 à 400 watts de puissance, selon les conditions. 

Pour un panneau solaire de 300 W avec 5 heures de plein soleil par jour et un rendement de 80% : 

• 1 panneau produit 1,2 kWh en une journée ;

• 10 panneaux produisent 12 kWh par jour ;
• 100 panneaux produisent 120 kWh par jour.

Pour une ferme solaire de 1 MW (1000 kW) utilisant des panneaux de 300 W chacun, il faudrait environ 3 334 panneaux. Chaque panneau occupant environ 1,6 m², la surface totale serait d'environ 5 334 m², soit 0,53 hectare de panneaux solaires.

Optimiser la puissance d'une installation solaire

Choix de la surface et disposition des panneaux

En parlant de conditions idéales, il y a souvent un décalage entre la production prévue et la production réelle d’électricité du panneau. C’est pourquoi il est important de connaître et d’optimiser si possible les différents facteurs influençant la puissance des panneaux : 

• La technologie utilisée pour les panneaux ;
• La surface disponible, l'orientation et l’angle des panneaux influencent directement la production d'électricité solaire. 
• Une bonne inclinaison et une absence d'ombrage contribuent également à un rendement optimal.

L'optimisation de la puissance photovoltaïque passe par un choix stratégique de la surface et la disposition des panneaux solaires. 

Technologies d'optimisation

De nouvelles technologies permettent l’optimisation de la puissance des panneaux. Les micro-onduleurs ou les systèmes de suivi solaire permettent une production d'électricité maximale en adaptant continuellement les performances des panneaux à l'ensoleillement et aux conditions météorologiques. 

L'utilisation de batteries pour le stockage d'énergie et la gestion des pics de consommation améliorent également la performance de l'installation photovoltaïque.

Entretien et maintenance

Un entretien régulier et une maintenance adéquate sont essentiels pour garantir une performance optimale des systèmes photovoltaïques. Cet entretien consiste en : 

• Des inspections périodiques ;
• La surveillance lors des canicules pour éviter la surchauffe ; 
• Un nettoyage des panneaux solaires avec un chiffon doux ;
• La vérification des composants électriques. 

L’entretien permet de maintenir la puissance photovoltaïque à son niveau maximal et de prolonger la durée de vie de l'installation solaire. 

Projets solaires à grande échelle

Dimensionnement d'une ferme solaire

Le dimensionnement d'une ferme solaire permet de garantir la rentabilité et l'efficacité énergétique du projet : 

• Calcul précis de la puissance photovoltaïque nécessaire ;
• Sélection des équipements adéquats ;
• Évaluation de l'impact environnemental. 

Un bon dimensionnement assure une utilisation efficace des ressources, tout en prenant en compte le coût et le rendement en kWh. 

Rentabilité et retour sur investissement

La rentabilité des projets solaires à grande échelle dépend de plusieurs facteurs, comme le coût initial de l'installation, les subventions ou la performance des panneaux. Le retour sur investissement dépend de la manière dont l’électricité est consommée : 

• Sur place en autoconsommation où les économies sur la consommation propre contribuent à la rentabilité ; 
• En vente totale ou vente du surplus d'électricité au réseau qui génère des revenus annuels. 

En moyenne, une puissance installée de plus de 100 kWc peut être rentabilisée en 8 ans et générer ensuite des revenus chaque année.

Études de cas et exemples de projets réussis

La centrale solaire de Cestas, près de Bordeaux, a une puissance installée de 300 MW, produisant environ 350 GWh par an, capable d'alimenter environ 100 000 foyers.

La centrale solaire photovoltaïque de Tengger Désert Solar Park en Chine est une des plus grandes au monde, avec une puissance installée de 1,54 GW. Elle produit environ 2,2 TWh d'électricité par an, couvrant les besoins énergétiques d'environ 700 000 foyers.

FAQ

Quelle est la production en kW d'un panneau solaire ?

Un panneau photovoltaïque standard mesure environ 1.6 m² et a une puissance nominale d'environ 300 Wc. Il produit jusqu'à 0.3 kW en conditions optimales, ce qui équivaut à environ 0.1875 kW par m².

Quelle est la puissance d'un panneau solaire de 1 m² ?

1 m² de panneaux solaires produit entre 150 et 250 W par mètre carré selon la technologie, l’orientation, l’ombrage et la température du panneau. Les conditions réelles peuvent faire varier les prévisions en termes de performance. 

Quelle surface de panneau solaire pour 1 kW ?

1 kW de production solaire nécessite 6 à 8 m² de panneaux solaires. En effet, les cellules photovoltaïques connectées en série et en parallèle produisent en moyenne un watt pour une superficie de 0,2 m². 

Comment produire 20 kWh par jour ?

Pour arriver à une production de 20 kWh par jour, avec un ensoleillement moyen de cinq heures par journée, il faut une puissance de 4 kW (énergie souhaitée 20 kWh sur 5h d’ensoleillement). Avec un rendement moyen de 250 W par panneau, cela correspond à une quinzaine de panneaux solaires environ. 

Quelle production avec 3 kWc par jour ?

En moyenne, une installation de 3 kWc produira entre 8 et 15 kWh par jour dans des conditions optimales, c'est-à-dire au moment de la journée où le panneau profite pleinement de la lumière du soleil.