Comment bien dimensionner ses panneaux solaires et sa centrale photovoltaïque ?
Vous avez décidé d’installer des panneaux solaires photovoltaïques sur votre toiture ? C’est une excellente initiative qui va vous permettre de réaliser des économies d’énergie et de contribuer à la protection de l’environnement. Avant de vous lancer, il est important de bien dimensionner votre installation pour qu’elle soit adaptée à vos besoins et à votre toiture. Suivez le guide !
Comment dimensionner son installation photovoltaïque ?
Dimensionner son installation photovoltaïque, c'est opter pour un système performant, adapté à vos besoins et aux spécificités de votre logement. Il s'agit de bien dimensionner votre centrale avec les autres éléments suivants :
- plusieurs modules photovoltaïques, plus communément appelés panneaux solaires ;
- des micro-onduleurs ou des optimiseurs de puissance ;
- éventuellement d'une batterie permettant de stocker une partie de l'énergie non consommée.
C'est donc tous ces composants qu'il convient de bien dimensionner lorsque l'on souhaite réaliser une installation solaire chez soi.
Comment dimensionner ses panneaux photovoltaïques ?
Comme nous allons le voir, le dimensionnement du panneau dépend de nombreux facteurs qui ne sont pas forcément évidents à estimer ou à prendre en compte lorsque l'on se lance dans la production photovoltaïque. De ce fait, il est vivement recommandé de faire appel à une entreprise spécialisée, comme Tuco, pour bien dimensionner les modules qui composeront votre système. En effet, un dimensionnement de panneaux photovoltaïques mal adapté peut avoir des conséquentes sur la performance du système ou sur votre retour sur investissement.
Sachant cela, voici différents éléments pouvant avoir des conséquences sur les facteurs de dimensionnement de vos panneaux photovoltaïques.
La consommation électrique de votre foyer
Dans un premier temps, il est nécessaire, de connaître votre consommation électrique pour bien dimensionner vos panneaux photovoltaïques. En effet, en installant des modules sur votre toiture, vous avez certainement l'intention de réduire votre facture d'électricité en produisant et en consommant instantanément et directement en journée un maximum de votre électricité verte. C'est ce qu'on l'appelle l'autoconsommation avec panneau solaire. Le but est donc généralement de faire des économies d'énergie en équilibrant votre consommation d'électricité avec celle produite par vos panneaux. C'est donc l'élément principal à étudier lors du dimensionnement photovoltaïque.
Le climat de la région dans laquelle vous vivez
Le niveau d'ensoleillement de votre région peut avoir une influence sur le dimensionnement de votre système photovoltaïque et sur la puissance nécessaire pour assurer une bonne production d'énergie solaire. Contrairement à ce que l'on croit, on peut se lancer dans la production photovoltaïque dans toutes les régions de France : le territoire dispose de conditions optimales pour un projet photovoltaïque. Néanmoins, le niveau de production varie directement en fonction de la présence du soleil et, de ce fait, la puissance nécessaire varie d'une zone à une autre, en fonction du rayonnement moyen journalier.
L'implantation des panneaux solaires
Que ce soit par rapport à l'inclinaison des panneaux solaires, ou tout simplement la surface disponible en toiture pour accueillir le dispositif, la pose de vos panneaux solaires (en surimposition ou intégré à la toiture par exemple) a également sont importance dans le bon dimensionnement de votre système. En effet, la capacité de production des modules peut, en partie, être influencée par :
- l'orientation des panneaux (plein sud est l'orientation idéale en France, les orientations Est et Ouest sont également éligibles) ;
- le niveau d'inclinaison de la toiture (les panneaux doivent idéalement avoir une inclinaison située entre 30 et 40° par rapport à l'horizon).
La technologie des modules photovoltaïques
Lorsque l'on installe des panneaux solaires chez soi, on peut mettre en place deux sortes de modules photovoltaïques. En général, on trouve chez les particuliers des cellules polycristallines ou monocristallines. Ces dernières, plus sophistiquées, offrent un rendement plus intéressant. Le rendement est la capacité du panneau à convertir la lumière en électricité. Sur les cellules monocristallines il est actuellement autour de 21% alors qu'il est autour des 18% pour les cellules polycristallines.
Vos projets à court et moyen terme
Il peut également être intéressant de se projeter pour choisir un bon dimensionnement pour votre installation solaire. En effet, il se peut que vous ayez des projets pouvant avoir un impact sur votre dispositif. Par exemple, si vous comptez agrandir votre maison ou installer une borne de recharge pour le véhicule électrique que vous voulez acheter, il sera intéressant d'en parler à votre installateur.
À une autre échelle, l'achat de certains appareils économes en énergie ou, plus simplement, la mise en place d'ampoules à LED dans tout votre logement peut avoir une conséquence sur le dimensionnement de votre dispositif solaire.
Comment calculer le dimensionnement et la taille d'une centrale photovoltaïque ?
Maintenant que l'on a vu la théorie, on passe à la pratique… et on sort la calculatrice !
Combien de panneaux solaires pour 3 kWc, 6 kWc ou 9 kWc ?
Le nombre de panneaux solaires à installer dépend de la puissance requise pour votre installation photovoltaïque. En pratique, on part de la puissance totale du dispositif pour déterminer ensuite la capacité de chaque panneau et le nombre de modules à mettre en place.
On peut néanmoins calculer le nombre de panneaux solaires dont on peut avoir besoin, ou du moins s'en faire une estimation, en effectuant le calcul inverse. Pour cela, on peut faire une prévision avec la capacité d'un panneau solaire comme base de calcul. Exprimé en Wc (watt-crête), la puissance d'un module photovoltaïque varie en fonction du modèle du panneau. Plusieurs types de puissances sont disponibles sur le marché (300 Wc, 330 Wc, 375 Wc, 400 Wc,etc.).
Exemple : ici, nous allons partir du principe que notre panneau solaire dispose d'une puissance de 400 Wc. On divise alors la puissance totale du système par la puissance du module. Il faudrait donc :
- 7 panneaux solaires, pour atteindre une puissance totale de 2,8 kWc ;
- 15 panneaux solaires, pour atteindre une puissance totale de 6 kWc ;
- 22 panneaux solaires, pour atteindre une puissance totale de 8,8 kWc.
Ces chiffres sont une simple estimation, car, en réalité, le nombre de panneaux à mettre en place dépend de différents éléments (surface exploitable sur la toiture, par exemple).
En fonction de la puissance du panneau solaire, quelle surface prévoir (en m2) pour des centrales standards 3 kWc, 6 kWc ou 9 kWc ?
Pour calculer la surface nécessaire pour la mise en place du système, il convient d'abord d'avoir une idée des dimensions d'un module.
Quelle est la dimension d'un panneau photovoltaïque ?
De manière générale, un panneau solaire mesure environ 1 mètre de large pour une longueur d'environ 1,70 mètre, ce qui fait une surface de 1,7 m². Il s'agit de dimensions standards, mais chaque modèle dispose de ses propres dimensions.
Comment calculer la surface nécessaire pour les panneaux photovoltaïques ?
Si on a désormais une idée de la taille d'un panneau solaire, il ne suffit pas de la multiplier par le nombre de modules à installer pour connaître la surface à consacrer à votre système. En effet, un périmètre de sécurité sera préconisé par votre installateur tout autour du dispositif. Cette surface de sécurité s'étend généralement sur un peu plus de 20 cm.
Sachant cela, nous pouvons estimer approximativement la surface nécessaire pour une installation photovoltaïque. Comme dans notre exemple précédent, nous allons partir du principe que le système intègre des panneaux solaires ayant chacun une puissance de 400 Wc. Il nous faut donc environ :
- 15 m² pour une installation avec 7 panneaux solaires ;
- 30 m² pour une installation avec 15 panneaux solaires ;
- 45 m² pour une installation avec 22 panneaux solaires.
Là encore, ces chiffres sont donnés à titre purement indicatif. Dans la réalité, la surface à prévoir peut varier en fonction de différents éléments (taille des panneaux solaires choisis, surface de sécurité déterminée par l'installateur…).
Comment dimensionner son onduleur ?
Dans une installation photovoltaïque, l'onduleur (ou le micro-onduleur, selon l'installation) a pour rôle de convertir le courant continu (produit par les panneaux solaires) en courant alternatif (c'est sous cette forme qu'il se présente dans nos logements ou sur le réseau public d'électricité). Le bon dimensionnement de l'onduleur est donc lui aussi essentiel dans tout projet photovoltaïque. La puissance de l'onduleur dépend, elle aussi, de nombreux éléments, tels que :
- la puissance totale de l'installation ;
- sa capacité à supporter un pic de consommation ;
- la tension électrique induite par vos appareils électriques ;
- l'intensité électrique des circuits…
De manière générale, on estime que la puissance de l'onduleur correspond à environ 80 % de la puissance totale des panneaux solaires. Pourquoi ? Parcequ'en bout de course, la puissance électrique délivrée par les panneaux n'atteint jamais 100 %. En d'autres termes, si votre système photovoltaïque atteint 3 kWc, votre onduleur devra disposer d'une puissance d'approximativement 2 400 W.
Combien de panneaux solaires pour un onduleur ?
Dans la réalité, c'est généralement la question inverse qui se pose. En effet, comme nous l'avons vu, le dimensionnement de l'onduleur est notamment déterminé en fonction de la puissance nominale de l'installation. De ce fait, on adapte plutôt la capacité de l'onduleur en fonction du nombre de panneaux et de leur puissance totale. En revanche, la question soulève un point important, celui du type d'onduleur mis en place. En effet, il existe plusieurs catégories d'onduleurs.
- L'onduleur de chaîne (ou string) offre un branchement en série de tous les panneaux solaires. Chez les particuliers, un seul onduleur central est installé.
- Les micro-onduleurs sont, comme leur nom l'indique, des petits onduleurs disposés derrière chaque panneau, de manière à les rendre indépendants les uns des autres. Dans ce cas, il faut compter un micro-onduleur par panneau solaire (ou un micro-onduleur par module, dans certains cas précis).
- Enfin la dernière innovation est un onduleur centralisé mais avec des optimiseurs de puissance sous les panneaux afin d'avoir un maximum de production.
Comment dimensionner sa batterie solaire ?
La batterie solaire (qui permet le stockage de l'énergie solaire) est un élément qui peut être ajouté à votre système photovoltaïque pour augmenter votre taux d'autoconsommation. En effet, elle vous permet d'utiliser plus tard l'électricité produite par les panneaux que vous n'avez pas pu utiliser immédiatement. Pendant la journée et lorsque l'ensoleillement est maximum, la batterie solaire se recharge avec le surplus produit mais non utilisé, pour vous fournir de l'électricité photovoltaïque pendant la soirée.
De ce fait, le dimensionnement de la batterie solaire dépend du surplus d'électricité que votre système est capable de fournir, mais surtout de vos besoins réels. Il convient alors de prendre en compte la capacité de production de vos panneaux solaires ainsi que vos consommations (pour l'éclairage ou l'alimentation de vos équipements électriques).
La batterie solaire est-elle indispensable ?
Si la batterie solaire est un dispositif intéressant par certains aspects, il convient de rappeler que ce sont des appareils qui peuvent demander un investissement conséquent, pour une durée de vie très variable. Là encore, il est recommandé de faire appel à un professionnel pour s'assurer de la rentabilité du système. La plupart du temps, une autoconsommation avec revente du surplus de l'électricité non consommée est plus avantageuse financièrement que l'usage d'une batterie.
Il est également important de mentionner qu'à l'heure actuelle même en s'équipant d'une batterie solaire et en optimisant votre consommation d'électricité, il est très difficile voire impossible d'être totalement autonome.
Tuco vous accompagne pour le dimensionnement de votre installation solaire
Quel que soit votre projet, Tuco vous propose un accompagnement personnalisé lors de la mise en place de votre installation photovoltaïque. En effet, nos équipes vous accompagnent de A à Z, avec notamment :
- une étude de votre projet ;
- des recommandations pour le dimensionnement de vos panneaux solaires et de tous les composants de votre dispositif ;
- l'installation par un professionnel qualifié de notre réseau ;
- les démarches nécessaires à l'obtention des aides de l'État (obligation d'achat en cas de revente, prime à l'autoconsommation, TVA réduite…) pour réduire votre reste à charge.
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