Installation photovoltaïque : quel dimensionnement ?
Comment dimensionner son installation photovoltaïque ? Vous voulez de l’électricité abondante en réduisant vos dépenses énergétiques et en limitant votre impact sur l’environnement. Votre projet est également de devenir autonome ? C’est un choix fort judicieux. Le dimensionnement d’une installation photovoltaïque suppose de prioriser vos besoins en tenant compte du rendement des cellules solaires de toiture. Vous avez besoin d’assurance quant au retour sur investissement ?Nous vous répondons.
Besoins
Dimensionnement d'une installation solaire
La puissance du système photovoltaïque se mesure en watt crête (Wc). On mesure la puissance maximale fournie par les panneaux solaires en conditions de laboratoire. Dans la vraie vie, cette puissance dépend de l’ensoleillement de la toiture et de l’inclinaison des panneaux solaires. Cela signifie qu’augmenter la surface des panneaux photovoltaïques pour produire plus est parfois inutile, surtout pour une installation photovoltaïque en autoconsommation.
Dimensionner une installation photovoltaïque suppose également de bien connaître vos besoins. Quelle est la puissance nécessaire au quotidien ? Avez-vous des pics de consommation (système ou machine électrique de production) ? Avez-vous un système de chauffage, un ballon d’eau chaude électrique ? Faisons un point sur le calcul de puissance, pour connaître la surface nécessaire de panneaux solaires par rapport à votre utilisation.
Les besoins annuels en kWh d’une maison tout électrique
Les données fournies par la CRE (commission de régulation de l’électricité) établissent une consommation annuelle d’électricité de 17 000 kWh pour une maison tout électrique (chauffage inclus). La consommation d’électricité annuelle moyenne d’un logement sans chauffage électrique est de 4200 kWh.
Ce niveau de consommation varie, entre autres, avec la qualité d’isolation, le type de logement et le nombre d’occupants. Avec vos données, vous devriez avoir une idée de votre consommation. C’est seulement comme ça que vous pourrez évaluer le dimensionnement de votre installation solaire.
Des besoins en électricité à la surface photovoltaïque
La puissance nominale d’un panneau photovoltaïque standard est de 300 Wc, sa surface est de 1,7 m2. Pour obtenir une production nominale de 1 kWc, vous aurez besoin de 5,7 m2 de panneau solaire. Attention, car la puissance annoncée du système photovoltaïque correspond à des conditions idéales d’utilisation :
- 1000 W/m2 d’exposition solaire ;
- Température extérieure 25° (le rendement d’un panneau baisse quand la température monte) ;
- Orientations au sud, inclinaison 30°.
Selon l’ensoleillement de votre région (exprimée en kWh/an), vous pouvez affiner le calcul de surface d’exposition nécessaire. Cette surface utile de panneaux fait partie du dimensionnement de l’installation. Mais pour continuer et établir le niveau de rentabilité de l’installation solaire, vous avez besoin d’autres infos.
Spécifications
Installations de panneaux solaires : spécifications techniques
Un système de production d’électricité photovoltaïque s’appuie sur l’utilisation du panneau solaire comme capteur d’énergie. Tête du réseau de production, le panneau solaire envoie l’énergie du soleil convertie en électricité vers l’onduleur et vos appareils, sous forme de tension électrique.
Le panneau solaire permet la consommation d’électricité solaire, et le stockage du surplus vers les batteries ou l’injection dans le réseau public via l’Obligation d’Achat par EDF quand le projet prévoit l’autonomie énergétique et l’autoconsommation. Dans tous les cas, prévoyez des démarches administratives liées à l’installation solaire.
Inclinaisons, orientations et rendement du panneau solaire aident à trouver la taille d’une installation photovoltaïque, vous allez voir.
Dimension d’une installation solaire et inclinaison des panneaux
Pour bénéficier d’une production d’électricité abondante, vous devrez tenir compte de l’inclinaison des panneaux solaires. Pour dimensionner l’installation photovoltaïque, l’inclinaison idéale des panneaux se situe entre 30 à 35°. Votre toit de maison est plus plat, plus pentu ?
Pas de panique, on capte très bien le rayonnement solaire entre 0 et 60°. Sachez que 35° correspond à une toiture inclinée à 70 %, et 60° à une toiture inclinée à 174 %. L’impact de l’inclinaison des panneaux sur l’installation se traduit dans la production d’électricité.
De plus, installer des panneaux solaires sur les toitures modernes est simple donc moins cher. Les matériaux comme le zinc, le shingle, le chaume, le goudron, ou la toiture végétalisée compliquent le travail, et font monter les prix d’installation.
Orientation des panneaux photovoltaïques et rendements
Vous cherchez à trouver la bonne dimension pour votre installation photovoltaïque ? L’orientation de panneaux solaires influence le niveau de production d’électricité (ça se chiffre en kWh). L’orientation des panneaux solaires vers le sud est à privilégier, afin de capter le plus de lumière solaire chaque jour. Vous ne pouvez pas orienter vos panneaux plein sud ? Le calcul de la puissance de production de votre projet appliquera un coefficient de correction :
- Sud-ouest => 94 % de production ;
- Sud-est => 94 % ;
- Est => 81 % ;
- Ouest => 77 %.
Ces données s’appliquent pour des panneaux solaires dont l’inclinaison est de 30° de pente de toiture.
Rendement des installations avec panneaux photovoltaïques
Pour bien estimer le dimensionnement de votre installation solaire, vous devez connaître le rendement des panneaux. Le rendement solaire est la capacité d’un panneau solaire à convertir le rayonnement solaire en énergie, les photons du soleil en tension. Sachez que ces rendements varient selon la technologie des panneaux photovoltaïques :
- Panneau photovoltaïque monocristallin : rendements de 16 à 24 % ;
- Panneau photovoltaïque polycristallin : rendements de 14 à 18 %.
Concrètement, les panneaux photovoltaïques monocristallins ont les meilleurs rendements solaires. Ces panneaux ont la capacité de convertir en courant électrique 16 à 24 % de l’énergie du soleil captée. C’est comme si 1/5e de la surface du panneau photovoltaïque produisait des kWh gratuitement.
Autres parties
Dimensionnement des autres parties de l'installation
Comment affiner encore un peu le dimensionnement de l’installation photovoltaïque ? La taille des batteries, de l’onduleur, et du régulateur de charge solaire ne doit pas être le fruit du hasard. Par exemple, un onduleur string a la capacité de gérer (selon le modèle), une installation photovoltaïque de 0,5 à 25 kW.
L’onduleur a pour fonction de convertir le courant électrique continu du panneau photovoltaïque en courant alternatif utilisable par vos appareils, il faut faire un choix pour sa puissance. Enfin, la configuration du régulateur de charge solaire dépend de la puissance de l’installation.
Vous pensez autoconsommer votre énergie photovoltaïque ? Le dimensionnement de votre installation solaire s’attardera avec soin sur les batteries. Leur prix est élevé, et peut doubler le coût total de l’installation solaire. Compenser les coupures de réseau, les pics de consommation, suppose d’avoir des batteries dont la puissance garantit 5 jours d’autonomie.
Etude énergétique
Ressource solaire et dimensionnement des panneaux
Trouver la dimension d’une installation photovoltaïque suppose de connaître l’ensoleillement de votre région. C’est en effet l’un des 5 critères conseillés par l’Ademe à propos du solaire photovoltaïque pour définir le dimensionnement d’une installation de toiture. Les données d’ensoleillement diffèrent selon l’endroit où votre maison se situe en France. Évaluer précisément cette ressource solaire est le seul point de départ valable. L’utilisation des données existantes sert à calculer la puissance de l’installation photovoltaïque nécessaire pour couvrir vos besoins en énergie.
Les 4 zones de production d’énergie par exposition au soleil
Hiver comme été, le soleil est une ressource d’énergie permanente, inépuisable, et constante. Les études fournissent des données de production solaire sur une année (unité de mesure en kWh/kWc). Vous vous en doutez, les installations solaires ne bénéficient pas du même niveau d’ensoleillement à Lille ou à Marseille. Ces données sont essentielles pour le dimensionnement de l’installation solaire :
- Zone 1 : grand nord-est, 900 à 1100 kWh/kWc ;
- Zone 2 : diagonale Bretagne – Lyon, 1000 à 1100 kWh/kWc ;
- Zone 3 : moitié sud de la France sans le sud-est, 1100 à 1200 kWh/kWc ;
- Zone 4 : sud-est, 1200 à 1400 kWh/kWc.
Étude énergétique gratuite Europe Énergie
Récapitulons : si votre consommation d’électricité annuelle est de 12 000 kWh, et que votre maison est orientée plein sud, avec un toit incliné à 30°, vous aurez besoin d’une puissance nominale de 10 kWc, soit 57 m2 de surface photovoltaïque pour couvrir 100 % de votre consommation. Votre installation devra compter 33 panneaux solaires. Même si des aides à l’installation photovoltaïque existent, une telle surface n’est souvent pas atteignable pour une installation solaire de toiture.
Calculer la dimension d’une installation photovoltaïque est difficile. Europe Énergie a développé un service d’installation photovoltaïque sur mesure : demandez un devis gratuit, nous nous déplaçons chez vous sans frais pour réaliser une étude énergétique complète. Nous disposons de toutes les assurances à l’installation solaire requises. N’hésitez pas à solliciter nos experts, ils vous aideront à choisir.
Rencontrez nos experts en région :
Devis
Devis gratuit et sans engagement
Élaborons ensemble votre projet énergétique
Questions fréquentes sur le thème dimensionnement installation solaire
Qu’est-ce que le taux d’autoproduction ?
Il s’agit de la part de la consommation électrique de la maison qui est produite sur place.
Qu’est-ce que le taux d’autoconsommation ?
Il s’agit de la part de la production électrique qui est directement consommée sur place par votre habitation, votre électroménager, etc.
Dois-je prévenir la mairie de ma commune lors de l’installation des panneaux solaires ?
Avant l’installation des panneaux solaires sur votre toiture, contactez le Service Urbanisme de votre mairie pour vous renseigner sur le Plan Local d’Urbanisme pour connaître les éventuelles contraintes. Vous devrez également remettre à votre mairie une Déclaration préalable de travaux avant le début de l’intervention d’Europe Énergie.
