Autoconsommation : rendement panneaux solaires et rentabilité

Selon les données d’Enedis, à l’heure actuelle, plus de 100 000 consommateurs produisent leur propre électricité en autoconsommation. Pour ce faire, ils ont installé des panneaux photovoltaïques sur la toiture. Grâce à l’énergie renouvelable du soleil, ils peuvent faire baisser leur facture d’électricité. Mais, plus concrètement, quel est le rendement d’un panneau solaire ? Comment en calculer la rentabilité ? Alpiq vous explique.

Rendement du panneau solaire : définition

On peut définir le rendement du panneau solaire comme le ratio entre l’électricité solaire produite par rapport à l’ensoleillement reçu. C’est l’une des variables qui permet de calculer la puissance nécessaire et la rentabilité d’un investissement photovoltaïque.

Quel est le rendement moyen des panneaux solaires ? 

Le rendement dépend du type de panneaux solaires choisis. On distingue trois catégories ; 

  • Le panneau solaire en silicium monocristallin. Fabriqué à base d’une seule cellule de silicium, il présente un rendement qui va jusqu’à 24% ; 
  • Le panneau solaire polycristallin. Fabriqué avec plusieurs cristaux de silicium, il fait preuve d’un rendement allant jusqu’à 18% ; 
  • Le silicium amorphe qui dispose d’un rendement allant jusqu’à 9%. Il est constitué de silicium avec une structure atomique non ordonnée et non de cristaux de silicium.
Bon à savoir

Du fait des différences de rendement, la plupart des installateurs photovoltaïques conseillent aux ménages d’installer des panneaux monocristallins. Sachez toutefois qu’ils restent un peu plus chers que les panneaux polycristallins.

Quelle différence avec la puissance ?  

Le rendement ne correspond pas à la capacité de production d’un panneau solaire. Celle-ci est déterminée par la puissance de l’installation en Watts-crêtes (Wc). Comme l’explique l’Ademe, il s’agit de la « la valeur de la puissance mesurée aux conditions standard d'essai (ensoleillement de 1 kW / m2 et température de 25 °C) ».

Elle est déterminée par l’ensoleillement de la région.

Ainsi, une installation de 1 kWc à Nice peut produire jusqu’à 1300 kWh d’électricité verte sur l’année contre 1100 kWh pour une toiture en autoconsommation à Nantes.

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Comment calculer le rendement d'un panneau solaire ?

Pour calculer cette donnée, il faut se baser sur la formule de calcul suivante : 

Taux de rendement en % = Puissance en kWc / dimension du panneau / nombre de panneaux installés

(Superficie en m² x 1000).

Prenons un exemple. Une famille a installé des panneaux solaires pour une puissance nominale de 4,08 kWc répartis sur 17 m2 de toiture. Chaque panneau mesure 1,7 m2, la dimension standard d’un module photovoltaïque. Le foyer dispose donc de 10 panneaux solaires. 

4,08 / 1,7 / 10 = 0,24

Le rendement des panneaux solaires est de 24%.

Pourquoi prendre en compte cette donnée ?

On l’a dit en moyenne, un panneau solaire mesure 1,7 m2. Si vous souhaitez atteindre une puissance de 3 kWc, la surface à mobiliser sera différente selon le rendement des panneaux photovoltaïques. Cet élément permet donc avant tout de déterminer la surface dont vous allez avoir besoin pour votre installation en fonction de la puissance désirée.

En effet, si vous optez pour des panneaux avec un rendement de 18%, pour atteindre 3 kWc, vous aurez besoin de 10 panneaux solaires. Avec des modules au rendement de 23%, seuls 8 panneaux seront nécessaires.

Comment calculer la rentabilité ?

La rentabilité correspond au nombre d’années nécessaires pour amortir l’investissement initial. En théorie, plus le panneau a un rendement élevé, plus il produit, plus l’installation peut être rentabilisée rapidement. 

Pour mesurer la rentabilité de l’autoconsommation, il faut calculer le ratio entre : 

  • L’investissement initial ; 
  • La production solaire ; 
  • l’électricité consommée et déduite de la facture ; 
  • l’électricité vendue au tarif de rachat ; 
  • La prime à l’autoconsommation.

Comment déterminer la production de vos panneaux solaires ? 

Mesurer la production de vos panneaux solaires implique également de procéder à une équation. Pour cela, on peut utiliser la formule suivante :

Puissance en kWc x ensoleillement x 0,85

Le nombre de 0,85 correspond au coefficient de rendement. Il s’agit des pertes de production sur l’année liées aux intempéries. 

Ainsi, une installation solaire de 3 kWc basée à Nantes produira environ 2830,5 kWh d’électricité verte. (3 x 1100 x 0,85 = 2830,5)

Estimer sa consommation d’électricité photovoltaïque

Il est difficile de calculer le taux d’autoconsommation de son foyer. En effet, il s’agit d’établir le rapport entre l’électricité consommée chez vous et l’électricité produite par vos panneaux. En général, il est plus simple de se baser sur des moyennes. On considère qu’un ménage consomme entre 20% et 30% de sa production photovoltaïque. 

Afin de savoir combien cela représente sur votre facture, il faut estimer votre consommation annuelle. Pour cela, vous pouvez vous baser sur : 

Pour continuer avec l’exemple précédent, la famille nantaise dont nous parlions consomme environ 9 000 kWh d’électricité par an. Au Tarif Bleu d’EDF, en option base, cela constitue 1 566 € de facture à l’année. À l’heure actuelle, le prix du kWh au tarif réglementé de l’électricité est de 0,174 €. 

Elle produit 2830,5 kWh avec ses panneaux et en consomme 25%, soit 708 kWh environ. Ainsi, elle économise 123,19 € sur ses factures chaque année, sans compter les hausses de l’énergie à venir.

Générer des revenus avec la vente de l’électricité solaire

Les ménages en autoconsommation peuvent revendre leur énergie en obligation d’achat (OA Solaire). Pendant 20 ans, le consommateur vend à EDF OA le surplus d’électricité produit et non consommé à un tarif de rachat fixé par l’État. Aujourd’hui, le tarif de rachat avec revente du surplus est de 0,10 € par kWh. 

Si l’on poursuit avec notre exemple, le foyer de Nantes 2 122,5 kWh d’électricité à EDF OA. Il génère donc un revenu passif de 212,25 €. Sur l’année, entre l’énergie économisée et l’énergie vendue, il enregistre un gain de 335,44 €.

Bon à savoir

Il est possible de vendre la totalité de la production d’électricité produite. Le prix du kWh en vente totale est plus important. Toutefois, en vente totale, on ne peut pas bénéficier de la prime à l’autoconsommation.

Prime à l’autoconsommation et rentabilité 

La prime à l’autoconsommation est une aide de l’État réservée aux ménages qui choisissent l’autoconsommation vente avec surplus. Elle permet de rentabiliser rapidement son installation solaire. Distribué sur 5 ans, le montant de la prime oscille selon le nombre de kWc dont vous bénéficiez. 

Barème 2022 de la Prime à l’investissement en autoconsommation 

Puissance de l’installation

Montant en € TTC

≤ 3 kWc

380 € / kWc

≤ 9 kWc

280 € / kWc

≤ 36 kWc

160 € / kWc

Pour une installation de 3 kWc, le montant total de la prime est de 1 140 €. 

Admettons que le prix de départ soit de 7 500 €. Grâce à cette subvention, il est porté à 6360 €. Avec un gain annuel de 335,44 €, la famille qui nous sert d’illustration rentabilise son investissement dans l’énergie solaire en un peu plus de 18 ans.

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