Combien de panneaux solaires pour une maison : le calcul

Avant de plonger dans les détails techniques, il est essentiel de comprendre que plusieurs éléments entrent en jeu pour déterminer le nombre de panneaux solaires nécessaires pour subvenir aux besoins énergétiques d’un habitat.

La consommation énergétique en kWh (kilowattheure) est le point de départ du dimensionnement de toute installation de panneaux photovoltaïques. Cette mesure reflète la consommation d'électricité habituelle du foyer et détermine la capacité de production des panneaux solaires nécessaire pour son autoconsommation.

L'ensoleillement influence directement le rendement des panneaux photovoltaïques. Il faut bien se renseigner sur l'irradiation moyenne annuelle de la zone géographique considérée pour estimer la quantité d'énergie que les panneaux pourront capter. Des données météorologiques locales (les historiques météo sur plus ou moins 10 ans) peuvent aider à cet effet.

Gardez en tête que plus le rendement des panneaux solaires est faible, plus le nombre de panneaux solaires nécessaires augmente.

Pour maximiser la production d'électricité, les panneaux photovoltaïques doivent être installés dans un endroit ensoleillé, sans ombrage, et orientés plein sud. L'inclinaison optimale dépend de la latitude de votre région. L'angle idéal est de 90° avec les rayons du soleil, ce qui correspond à l'angle d'incidence maximal, mais il peut être ajusté saisonnièrement pour capturer plus efficacement l'énergie solaire : incliner davantage en hiver lorsque le soleil est plus bas dans le ciel et moins en été pour maximiser l'exposition.

Ici, le principe est simple : plus la capacité de production électrique des panneaux photovoltaïques est faible, plus le nombre de panneaux à installer doit être revu à la hausse sinon les besoins énergétiques ne seront pas satisfaits.

2 technologies principales dominent le marché : les panneaux photovoltaïques monocristallins et les panneaux photovoltaïques polycristallins. Les premiers sont les plus performants, car offrent un meilleur rendement (il leur faut moins d’espace pour produire une quantité d’électricité équivalente, comparativement aux polycristallins). Ils sont donc à privilégier si l’espace disponible ou l’espace utile est assez restreint.
Si vous vous intéressez aux nouvelles technologies de panneaux photovoltaïques, vous pouvez apprendre ce qu’est un panneau solaire transparent et comment fonctionne-t-il ?

Votre plan d'autoconsommation solaire (totale, partielle avec revente de surplus, ou revente totale) influence la taille de l'installation solaire. Choisir entre ces régimes détermine la quantité d'énergie qu’il faut produire pour répondre à vos besoins et/ou générer un revenu complémentaire.

Le coût d'une installation de panneaux solaires varie en fonction de la puissance et de la technologie choisies. De même, l'espace disponible sur votre toit ou au sol conditionne le nombre de panneaux solaires installables. Il est donc important de trouver un équilibre entre l’investissement initial et les économies à long terme.

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Maintenant que vous avez pris connaissance de tous ces paramètres, passons à l'étape suivante : le calcul précis du nombre de panneaux solaires adaptés à votre maison.

Vous avez le choix entre 2 méthodes pour évaluer votre consommation énergétique :

• Analyser vos factures d'électricité

C'est la méthode la plus simple. Additionnez la consommation de tous vos appareils électriques sur une période donnée (année ou mois) pour obtenir une valeur moyenne. N'oubliez pas de prendre en compte les variations saisonnières si vous optez pour une moyenne mensuelle.

• Calculer votre consommation énergétique

Si vous souhaitez une estimation plus précise, vous pouvez lister tous les appareils électriques de votre maison. Notez leur puissance et le temps d'utilisation quotidien. Multipliez la puissance par le temps d'utilisation pour chaque appareil et additionnez les résultats pour obtenir la consommation électrique quotidienne. Ensuite, multipliez ce chiffre par 30 pour obtenir la consommation mensuelle, puis multipliez le résultat par 12 pour obtenir la consommation annuelle. Cette méthode est plus fastidieuse, mais offre une meilleure précision.

Une fois votre consommation énergétique évaluée, le pas suivant est de déterminer combien d'énergie vos panneaux solaires doivent générer (donc la puissance nécessaire – exprimée en kWc ou kilowatt-crête).

Pour ce faire, vous devez diviser votre consommation énergétique annuelle par le rendement réel de votre future installation solaire. Et c’est ici que tous les facteurs tels que l’ensoleillement, l’orientation, l’inclinaison, l’emplacement, etc. cités dans le paragraphe précédent entrent en jeu.

En effet, le rendement communiqué par le fabricant dans la fiche technique des panneaux solaires est un rendement nominal (théorique) : le rendement pouvant être obtenu lorsque toutes les conditions nécessaires au fonctionnement optimal de l’installation solaire sont réunies.

Or, dans la vraie vie (la réalité), il est quasiment impossible de les remplir de manière cumulative. C’est pourquoi il faut affiner le calcul en appliquant un coefficient de correction au rendement nominal. Ce coefficient permet de tenir compte des pertes d'énergie liées à l'installation et aux variations météorologiques, sa valeur dépend de l’inclinaison et de l’orientation des panneaux).

Vous avez maintenant la capacité de production nécessaire en main (ajustée – prise en compte de tous les facteurs comme l’orientation, l’inclinaison, etc.), divisez-la par la puissance en kWc d'un panneau solaire standard (0,25 à 0,4 kWc). Cette opération vous donne la surface de panneaux solaires nécessaires pour couvrir votre consommation annuelle puis divisez cette surface par la surface d’un panneau (celui que vous envisagez d’installer) pour obtenir le nombre exact de panneaux solaires requis.

N'oubliez pas ! Il est préférable de légèrement surdimensionner votre installation pour parer aux variations de consommation et aux imprévus.

Cet article peut servir d’illustration : combien de panneaux solaires faut-il pour produire 6 kW ?

Remarque : à moins que ne décidiez d’investir dans un kit solaire prêt à l’emploi et que vous soyez moyennement bricoleur (découvrez aussi comment installer soi-même des panneaux photovoltaïques), confiez votre projet à un professionnel. Il saura vous accompagner à travers toutes ces étapes et vous proposer une installation parfaitement rentable et adaptée à vos besoins.

Consommation électrique annuelle : 5 000 kWh

Ensoleillement de la région : 1 500 kWh par m2 par an

Puissance d'un panneau solaire de 1,6 m2 : 300 Wc ou 0,3 kWc (théoriquement,1 kWc correspond à 1 000 kWh en moyenne par an donc 0,3 kWc correspond à peu près à 300 kWh par an).

Rendement nominal de l'installation : 18 % (panneaux photovoltaïques monocristallins)

Coefficient de correction d’ensoleillement : 0,8

1. Calcul de l’électricité pouvant être générée par m2 par an en tenant compte du rendement réel (ajusté)

1 500 kWh par m2 x 18 % x 0,8 = 216 kWh par m2

1. Calcul de la surface de panneaux solaires nécessaires

5 000 kWh / 216 kWh par m2 = 23,15 m2

1. Calcul du nombre de panneaux solaires nécessaires

23,15 m2 / 1,6 m2 = 14,47 ≈ 15 panneaux solaires

Résultat : pour une maison de 100 m² avec une consommation annuelle de 5 000 kWh, il faudra environ 15 panneaux solaires pour une installation optimale.

N'oubliez pas que cet exemple (très simplifié) est indicatif. Le nombre de panneaux nécessaires peut varier en fonction de votre situation géographique, de vos besoins spécifiques et des choix technologiques que vous ferez.

L'idée d'être totalement indépendant des fournisseurs d'électricité grâce à l'énergie solaire est séduisante. Cependant, il est important de noter que l'autonomie énergétique totale avec des panneaux photovoltaïques reste, à ce jour, une utopie.

Plusieurs facteurs limitent l'atteinte de cet objectif :

• L'intermittence de la production solaire : le soleil ne brille pas toujours, et la production d'électricité est donc variable.

• Les variations saisonnières : la production d'électricité est généralement plus faible en hiver et plus élevée en été.

• Les besoins en électricité pendant la nuit : les panneaux solaires ne produisent pas d'électricité la nuit, ce qui nécessite une solution de stockage ou une source d'énergie alternative.

Mais malgré ces limitations, il est possible de se rapprocher de l'autonomie énergétique en adoptant certaines mesures :

• Optimiser la consommation d'énergie : diminuer la consommation d'énergie du foyer est la première étape pour réduire la dépendance aux fournisseurs d'électricité.

• Adapter la consommation à la production : privilégier l'utilisation des appareils électriques (surtout les plus énergivores) pendant les heures de production solaire maximale.

• Installer des batteries solaires : stocker l'énergie excédentaire produite pendant la journée pour la restituer la nuit ou en cas de besoin.

En combinant ces solutions, il est possible de réduire considérablement la facture énergétique et de se rapprocher d'une consommation électrique responsable et durable.

Si vous souhaitez en savoir plus au sujet des panneaux solaires photovoltaïques, nous vous suggérons ces quelques contenus :

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• Les avantages des panneaux solaires dans les zones rurales

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