Combien de panneaux solaires pour alimenter une maison en électricité ?

Pour déterminer le nombre de panneaux solaires et photovoltaïques à installer sur votre toit, il vous faut maîtriser quelques notions de base sur le sujet de l’énergie solaire. En effet, le nombre de panneaux photovoltaïques nécessaires pour une maison dépend de plusieurs facteurs, tels que :

1.    La puissance nominale du panneau solaire exprimée en watts-crête (Wc) et correspondant à la puissance maximale que le panneau peut produire en conditions optimales, 
2.    Votre consommation électrique annuelle exprimée en kilowattheures (kWh). Pour la connaître, vous pouvez vous référer à des fourchettes moyennes correspondant à votre situation. Pour une estimation plus personnalisée, référez-vous à vos dernières factures d’électricité.
3.    La puissance réelle du panneau exprimée en Watts, qui prend en compte la perte de rendement du panneau d’environ 15 % entre la puissance nominale (maximale) indiquée par le fabricant, et sa puissance de production en conditions réelles, où l’ensoleillement reste variable et les panneaux ne peuvent pas toujours être posés de manière optimale. 

Voici comment différencier ces différentes notions.

La puissance nominale d’un panneau solaire et photovoltaïque

La puissance nominale est la puissance maximale que le panneau est capable de produire dans des conditions idéales. Cette valeur, généralement exprimée en watts crête (Wc), correspond à la puissance électrique maximale que le panneau peut produire dans des conditions optimales de température (25 °C), d'ensoleillement (1 000 W/m²) et d'angle d'incidence des rayons solaires (orientation plein sud ou sud-ouest, inclinaison de 30 degrés et environnement dégagé).

La puissance nominale d'un panneau solaire et photovoltaïque dépend de sa technologie, de sa surface et de sa conception. Par exemple, un panneau photovoltaïque monocristallin (les plus performants du marché) aura généralement une puissance nominale supérieure à un panneau polycristallin ou amorphe de même taille.

Notez bien que la puissance nominale ne représente pas la quantité d'énergie que le panneau peut produire au cours de sa durée de vie, mais plutôt sa capacité maximale dans des conditions idéales. La quantité d'énergie réellement produite dépendra de plusieurs facteurs tels que les conditions météorologiques locales, l'orientation et l'inclinaison du panneau, l'ombrage et son bon entretien.
 

La puissance réelle d’un panneau solaire et photovoltaïque

Exprimée en Watts (W), la puissance réelle d’un panneau solaire ne doit pas être confondue avec sa puissance nominale (exprimée en watts-crête). Comme expliqué précédemment, déterminée par le fabricant du panneau photovoltaïque et indiquée sur la fiche technique du panneau, la puissance nominale est la puissance maximale que le panneau est capable de produire dans des conditions idéales qui ne reflètent pas vraiment la réalité du terrain. 

Car, en effet, dans la réalité, la puissance réelle du panneau photovoltaïque dépend de nombreux facteurs, tels que :
•    la température extérieure, 
•    l’ensoleillement de votre région, 
•    l'orientation et l'inclinaison du panneau, 
•    la qualité de l'onduleur et des composants électriques utilisés. 

En pratique, la puissance réelle du panneau solaire est donc bien souvent inférieure à sa puissance nominale. Un panneau solaire et photovoltaïque produit plutôt autour de 75 % de sa puissance crête dans de bonnes conditions. Ce qui induit une perte de rendement d’environ 15 %, dont il faut tenir compte dans vos calculs. 
Par exemple, un panneau d’une puissance nominale de 400 Wc, produit plutôt 340 W en conditions réelles. 

La perte de rendement d’un panneau photovoltaïque

La perte de rendement désigne le ratio entre la puissance nominale du panneau et sa puissance réelle. La notion de perte de rendement est essentielle puisqu’elle permet de prendre en compte, dans votre calcul, les pertes d’énergie inévitables lors de la production en conditions réelles.

La perte de rendement s’exprime en pourcentage. Comme évoqué précédemment, elle est estimée en moyenne aux alentours de 15 %. C’est pourquoi, pour calculer le nombre de panneaux solaires nécessaires, on utilise ce que l’on appelle le facteur de conversion 0,85 (1- (15/100).

Une fois ces notions comprises, vous allez pouvoir calculer le nombre de panneaux qu’il faut pour votre installation.

Pour ce faire, il faut diviser votre consommation annuelle d’électricité (convertie en Wc) par la puissance de votre panneau solaire et photovoltaïque (en Wc). La formule est donc la suivante : 

Nombre de panneaux solaires = consommation annuelle d'électricité / puissance nominale du panneau

Supposons que vous consommiez 4 000 kWh d’électricité par an (consommation moyenne d’une famille de 4 personnes). Ce qui équivaut à une installation en Watt-crête d’une puissance de : 4 000/0,85 = 4 705 Wc (rappelez-vous de notre coefficient de conversion 0,85 prenant en compte les pertes de rendement entre la puissance crête et la puissance réelle de votre installation).

La puissance nominale d’un panneau solaire et photovoltaïque classique (panneaux de type polycristallins) étant d’environ 300 Wc, vous allez donc diviser 4 705 par 300, ce qui vous donne 15 panneaux solaires à installer sur votre toit. 

Ensuite vous pouvez calculer la surface de votre installation, en multipliant le nombre de panneaux par la surface d’un seul panneau, généralement aux alentours de 1,6 m². Ici, le résultat sera de 15 panneaux x 1,6 m² = 24 m² de surface de panneaux à installer.

La puissance nominale des panneaux solaires et photovoltaïques varie en fonction de leur technologie et de leur rendement. Plus le panneau sera puissant, moins vous aurez besoin de panneaux pour couvrir vos besoins en électricité.
 

Trois types de panneaux photovoltaïques sont actuellement disponibles sur le marché : les panneaux monocristallins, polycristallins et amorphes. Faisons le point sur leurs performances.

Fabriqué à partir d’un seul cristal de silicium, le panneau monocristallin est le modèle de panneau solaire et photovoltaïque le plus performant actuellement sur le marché. Les panneaux monocristallins sont facilement reconnaissables : ils sont très foncés, voire totalement noirs pour certains modèles. Ils sont aussi très appréciés des pour leur côté esthétique, discret et élégant.

Leur puissance nominale, située aux alentours de 300 à 400 Wc, est également la meilleure du secteur. Cela signifie que, pour couvrir vos besoins en électricité, vous aurez besoin de moins de panneaux solaires qu’avec une autre technologie.

Combien de panneaux monocristallins installer sur mon toit ?

Si la puissance nominale de votre panneau monocristallin est de 400 Wc et que la puissance de production annuelle nécessaire de votre habitation est de 4 705 Wc (comme dans un exemple précédent), vous avez besoin d’installer environ 11 panneaux monocristallins de cette puissance sur votre toit, et ce sur une surface de 17 m² (11 panneaux x 1,6 m²).

Le panneau photovoltaïque polycristallin

Les panneaux photovoltaïques polycristallins sont les modèles de panneaux solaires les plus utilisés par les particuliers. Ils affichent un rapport qualité/prix satisfaisant. 

Ils fonctionnent de la même manière que les panneaux monocristallins, mais ils sont fabriqués à partir de plusieurs fragments de silicium. Visuellement, ils sont bleus et leur revêtement ressemble un peu à une mosaïque.

Leur puissance nominale, inférieure à celle des panneaux photovoltaïques monocristallins, se situe entre 250 et 350 Wc.

Combien de panneaux polycristallins installer sur mon toit ?

Si la puissance nominale de votre panneau polycristallin est de 350 Wc et que la puissance de production annuelle nécessaire de votre habitation est de 4 705 Wc, vous avez besoin d’installer environ 13 panneaux polycristallins de cette puissance sur votre toit, et ce sur une surface de 20 m² (13 panneaux x 1,6 m²).

Le panneau photovoltaïque au silicium amorphe

Les panneaux photovoltaïques amorphes sont les modèles de panneaux solaires les moins onéreux, mais également les moins performants.

Leur puissance nominale, bien inférieure à celle des autres types de panneaux photovoltaïques, se situe entre 40 et 100 Wc.

Combien de panneaux amorphes installer sur mon toit ?

Si la puissance nominale de votre panneau amorphe est de 100 Wc et que la puissance de production annuelle nécessaire de votre habitation est de 4 705 Wc, vous avez besoin d’installer environ 47 panneaux amorphes de cette puissance sur votre toit, et ce sur une surface de 75 m² (47 panneaux x 1,6 m²).

Ce type de panneaux sont donc peu rentables pour les particuliers et rarement installés sur des habitations. Facilement transportables, ils conviennent plutôt à un usage nomade. 

Pour mieux vous y retrouver, voici un tableau récapitulant les puissances moyennes de chaque type de panneaux photovoltaïques et le nombre approximatif de panneaux à poser pour une installation de 3 kwc et de 6 kWc.

Maintenant que vous savez calculer le nombre de panneaux solaires et photovoltaïques à poser sur votre toit, selon leur technologie et leur puissance, vous devez désormais déterminer la quantité d’énergie à produire selon vos objectifs. 

Quels besoins souhaitez-vous couvrir avec vos panneaux solaires ? Souhaitez-vous vendre tout ou partie de votre production ? Ces questions sont essentielles pour dimensionner au mieux votre installation photovoltaïque.

 
Quels sont vos besoins annuels en électricité ?

Dans la pratique, l’autoconsommation totale est difficile à atteindre, mais il est possible de couvrir assez facilement entre 50 et 70 % de vos besoins en énergie et ainsi faire baisser votre facture d’électricité. 

Pour assurer environ 70 % de la consommation électrique d’une famille de 4 personnes, on considère qu’il est nécessaire d’installer des panneaux photovoltaïques d’une puissance totale moyenne d’environ 3 kWc. Cela correspond à environ 8 panneaux monocristallins ou à 12 panneaux polycristallins.

Il s’agit cependant d’une moyenne. Si vous vivez seul et que vous consommez peu d’électricité, inutile de prévoir une installation trop coûteuse. En fonction de vos besoins, l’installation de panneaux solaires thermiques reliés à un chauffe-eau solaire sera peut-être plus appropriée.

À l’inverse, si vous possédez une piscine chauffée ou si votre maison est dotée d’un système de climatisation, une installation photovoltaïque d’une puissance de 6 kWc sera plus adaptée à votre consommation d’électricité.

 
Souhaitez-vous revendre tout ou partie de votre production ?

Si l’autoconsommation est souvent l’objectif principal des particuliers qui investissent dans un projet photovoltaïque, vous pouvez opter pour la vente d’une partie de votre électricité à un fournisseur d’énergie. Dans ce cas, il est préférable d’adapter la dimension de votre installation photovoltaïque afin de produire plus d’énergie.

La revente totale du surplus à EDF ou à Engie est également possible. Vous pourrez alors fixer plus librement le nombre de panneaux à installer chez vous en prenant en compte le tarif moyen fixé par l’État pour le rachat de votre électricité. 

Vous connaissez la puissance moyenne d’un panneau photovoltaïque et vous avez fait une estimation de vos besoins en électricité ? Vous êtes prêt à passer à l’étape suivante ! Pour savoir avec précision combien de panneaux photovoltaïques vous devez installer sur votre maison, plusieurs facteurs sont à prendre en compte.

La solidité de votre toiture

Le poids d’un panneau solaire et photovoltaïque n’est pas négligeable. Il faut donc en tenir compte en amont de la pose des panneaux. Si votre maison est ancienne, elle pourrait ne pas supporter un trop grand nombre de panneaux. Le poids d’un module solaire dépend de son mode de fixation et de ses composants.

En moyenne, un panneau pèse entre 11 et 12 kilos au mètre carré, hors dispositif de fixation. Pour une installation de 3 kWc de puissance, vous aurez besoin de 8 panneaux monocristallins de 1,6 m2, soit environ 12,8 m2 de superficie. Votre charpente doit donc être suffisamment solide pour accueillir ce poids supplémentaire de plus de 160 kilos, avec les câbles et supports de fixation.

En cas de doute, n’hésitez pas à faire vérifier votre toiture par un installateur professionnel avant les travaux. Selon l’état de votre charpente, vous serez peut-être amené à réduire le nombre de panneaux de votre installation photovoltaïque.

L’environnement et la région géographique de votre maison

La quantité d’énergie produite par vos panneaux solaires et photovoltaïques dépend de leur rendement maximal, de leur capacité de production, mais aussi de facteurs environnementaux. 

Les régions les plus au sud sont plus adaptées à l’installation de modules solaires. Attention cependant, vos panneaux sont sensibles aux fortes chaleurs. En effet, en période de canicule, leur rendement diminue.

Pour produire un maximum d’électricité, vos panneaux doivent être installés dans un environnement sans zone d’ombre. Si des arbres de grande taille se trouvent à proximité de votre maison, par exemple, il vous faudra plus de panneaux solaires photovoltaïques pour obtenir la même quantité d’énergie qu’avec une installation parfaitement dégagée.

L’orientation et l’inclinaison de vos panneaux photovoltaïques

L’orientation idéale pour un panneau solaire et photovoltaïque est vers le sud. De cette façon, les capteurs seront plus longuement exposés à la lumière du soleil. L’inclinaison de vos panneaux doit être d’environ 30 degrés pour capter un maximum de rayons lumineux. Le choix du pan de toiture destiné à accueillir vos panneaux solaires photovoltaïques est donc primordial.

Avant de choisir l’emplacement de vos capteurs solaires, une étude technique préalable est nécessaire. Votre artisan qualifié vous aidera à identifier la meilleure implantation possible pour votre investissement.