Dernièrement, les panneaux solaires sont moins chers et plus efficaces que jamais. Il est donc important de savoir l’exact dimensionnement des panneaux solaires et comment dimensionner un panneau solaire afin d’en tirer le meilleur parti.
Les panneaux solaires sont devenus de plus en plus courants, et investir dans un système solaire est une solution très intelligente pour les propriétaires. Les panneaux solaires et les systèmes photovoltaïques sont faciles à installer, à entretenir et à utiliser.
L’objectif principal de tout système solaire photovoltaïque est motivé par le simple fait de compenser tout ou partie de vos besoins en électricité avec l’énergie gratuite du soleil.
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Comment dimensionner ses panneaux solaires ?
Le dimensionnement d’un panneau solaire est tout simplement une évaluation faite à votre consommation électrique et le choix du kit solaire qui répondra le plus à vos besoins énergétiques.
Un dimensionnement précis va vous permettre d’équilibrer la production et la consommation d’électricité, afin d’éviter tout surplus indésirable que vous ne pourriez que difficilement utiliser ou stocker. Donc, comment se fait le dimensionnement des panneaux solaires ?
Trois importants points à prendre en compte quand il s’agit de dimensionner un panneau solaire: le nombre d’heures d’ensoleillement maximum par jour, la consommation d’énergie réelle de votre maison et le pourcentage des besoins énergétiques que votre maison souhaite produire à l’aide de votre installation solaire.
Avant le dimensionnement d’un panneau solaire, vous devez tout d’abord déterminer les principales contraintes à savoir :
*Contraintes de budget : créez un système qui sera dans les limites de votre budget cible. *Contraintes d’espace : Construisez un système aussi économe en espace que possible. *Compensation énergétique : Construisez un système qui compense un certain pourcentage de votre consommation énergétique.
Une fois toutes ces choses prises en considération, suivez ces étapes pour dimensionner un panneau solaire :
Étape 1 : Détermination de votre consommation mensuelle moyenne en kilowatts crête (kWh).
L’électricité est plus consommée en hiver et en été lorsque la climatisation ou le chauffage sont en marche. Pour avoir un nombre approximatif de votre consommation mensuelle, collectez vos factures d’électricité des 12 derniers mois, puis calculez votre consommation de kWh et divisez-la par 12 pour obtenir une moyenne mensuelle.
Étape 2 : Le calcul de votre consommation quotidienne de kWh
Ensuite, divisez la consommation mensuelle en kWh par 30 pour estimer votre consommation quotidienne moyenne en kWh. Une maison française moyenne utilise environ 185 kWh par mois, soit 6 kWh par jour.
Étape 3 : La recherche des heures d’ensoleillement maximales
Les heures d’ensoleillement maximales varient en fonction de votre emplacement et du climat local. Vous devez alors déterminer les heures de pointe d’ensoleillement dans votre région (Consultez ce tableau pour en savoir plus). Trouvez votre ville et notez la moyenne quotidienne des heures de pointe d’ensoleillement.
Étape 4 : Le calcule de la taille de votre système solaire
Pour pouvoir déterminer comment dimensionner votre système solaire, prenez vos besoins énergétiques quotidiens en kWh et divisez-les par vos heures d’ensoleillement maximales pour obtenir la puissance en kW. Ensuite, divisez la puissance par le facteur l’efficacité de votre panneau pour obtenir le nombre estimé de panneaux solaires dont vous aurez besoin.
(Kwh quotidien ÷ heures d’ensoleillement moyennes) x facteur d’efficacité(selon votre région) = taille du système solaire
Étape 5 : L’affinement de la conception estimée du système
Pour rendre l’estimation de la taille du système solaire précise, vous devrez également prendre en compte 3 choses : le type de montage, le choix des bons panneaux solaires et le calcul de la sortie du système solaire.
1-Le type de montage:
Un montage sur le toit reste la solution la plus simple, la plus fiable et la plus rentable car il coûte moins cher que les autres. Cependant, si un montage sur le toit n’est pas une option, envisagez une solution de montage au sol ou sur poteau.
2-Le choix des bons panneaux solaires:
Lors du choix de la taille d’un panneau solaire. Tenez compte de ces facteurs : Si vous avez une grande surface de toit, vous pouvez acheter des panneaux plus grands pour atteindre plus de rendement énergétique. Or, si votre toit utilisable est limité, l’utilisation de petits panneaux à haute efficacité sera finalement la solution la plus rentable et à long terme.
3- Le calcul de la sortie du système solaire:
Une fois que vous savez quelle est la surface dont vous disposez pour les panneaux solaires, et les angles avec lesquels vous allez travailler, utilisez un calculateur en ligne de watts PV pour déterminer la puissance que votre système produira sur une base mensuelle.
En gros, le dimensionnement d’un panneau solaire n’est pas aussi difficile que vous le pensez, vous devez tout simplement prendre en considération ces deux facteurs importants:
- Le nombre moyen d’heures d’ensoleillement par jour dans votre région (vous pouvez facilement le trouver à la mairie ou à la bibliothèque locale).
- La consommation électrique quotidienne de vos charges électriques.
Dimensionnement panneaux photovoltaïques: Comprendre votre région
Afin d’obtenir un dimensionnement d’un panneau solaire précis, on doit prendre en compte les caractéristiques de notre habitation.
Comment le niveau d’ensoleillement influence le dimensionnement des panneaux solaires ?
L’efficacité de vos panneaux solaires dépend parfaitement du niveau d’ensoleillement de la ville où se trouvent vos logements : Plus le lieu est ensoleillé, plus vous profiterez des bénéfices et de la puissance des panneaux solaires. En d’autres termes, plus il y a de soleil dans votre région, plus la capacité de production d’électricité sera élevée.
Par conséquent, la partie Sud-Est de la France dispose d’un potentiel idéal pour l’installation des panneaux solaires.
Quels autres facteurs influencent le dimensionnement de panneaux solaires ?
l’analyse de l’orientation et de l’inclinaison du toit de votre maison est une autre chose primordiale à prendre en compte à côté de l’influence de l’ensoleillement sur le dimensionnement des panneaux solaires.
Connaître les caractéristiques de son logement est l’élément qui permettra de mieux comprendre la production que vous pourrez réaliser à l’aide de panneaux solaires.
En effet, il est déconseillé de poser les panneaux solaires tournés vers le nord( L’exposition au soleil est trop minime et réduite). En revanche, vous pouvez les poser avec une orientation vers le Sud, Est et Ouest ou l’exposition du soleil est meilleure.
Quant à l’inclinaison de votre toit, il faut placer les capteurs des panneaux solaires à 90° par rapport aux rayons du soleil. De ce fait, les panneaux solaires doivent avoir un degré d’inclinaison de 30 à 40 degrés. La plupart des toitures inclinées ont un angle de 35 °, chose qui est donc parfaite pour les panneaux.
Mais quand le degré d’inclinaison est plus grand ou plus petit, cela peut réduire le rendement des panneaux d’environ 10 %. Outre, un autre facteur très important à ne pas négliger, il s’agit des zones d’ombre: arbre, cheminée, ou encore une maison voisine. Celles- ci affectent et atténuent le rendement de vos panneaux solaires.
Comment calculer la surface pour installer des panneaux photovoltaïques ?
Le toit des maisons reste l’endroit le plus évident pour installer des panneaux photovoltaïques, toutefois il est difficile de savoir calculer la surface exacte pour ces panneaux.
Tous les toits ne sont pas construits de la même manière et n’ont pas la même taille ou les mêmes spécifications, et certaines maisons ont des toits avec des pentes plus raides, tandis que d’autres ont des toits avec plus de faces ou de formes étranges.
Il existe quelques phases que vous pouvez suivre et qui peuvent donner une idée générale du calcul de la surface de toit nécessaire pour l’installation de panneaux photovoltaïques.
- Phase 1 : Établir la surface exploitable pour installer les panneaux photovoltaïques
Pour que vos panneaux solaires produisent de l’électricité, il leur faut de l’ensoleillement car une surface qui se trouverait à l’ombre verrait moins de rendement. Donc, malgré la disposition d’une grande toiture, celle-ci ne sera pas forcément exploitée en totalité pour éviter les obstacles pouvant rendre un panneau solaire moins efficace.
La seule condition pour votre toiture est qu’elle doit pouvoir supporter 14 kg /m² ( car, en moyenne un panneau photovoltaïque mesure 1,7m²) et ne pas contenir d’amiante.
- Phase 2 : Calculer le nombre de panneaux solaires pour la surface
Désormais, vous avez une idée sur la surface de votre toit et donc forcément maintenant il vous faut calculer le nombre de panneaux solaires qui pourront être posés sur votre surface.
Dans la plupart des cas, on retrouve les toitures assez grandes afin d’accueillir des capteurs photovoltaïques. Mais bien évidemment, il faut toujours ajouter des marges de sécurité pour les techniciens afin qu’ils posent les protections nécessaires et réalisent leur travail dans des meilleures conditions, soit 50 cm en extrémité de toiture.
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Comment faire le dimensionnement des panneaux solaires pour une petite surface ?
En principe, on peut poser des panneaux solaires sur n’importe quel toit, tant que celui-ci est suffisamment grand pour supporter le poids de l’installation. Un panneau solaire peut occuper 1,5 m² d’espace. Ce qui fait que pour calculer la superficie de toit dont vous avez besoin, il suffit de multiplier le nombre de panneaux solaires par 1,5.
Pour la plupart des petites surfaces, soit disant des maisons de 100 m2, une dizaine de panneaux solaires sont nécessaires, soit une installation de 3 kWc.
Cependant, si vous avez des équipements électriques qui prennent beaucoup d’énergie, ce chiffre peut doubler.
NB : Avant de vous lancer dans des démarches administratives pour l’installation et le dimensionnement des panneaux solaires, vérifiez que votre surface de toit est suffisante.
Comment dimensionner un kit solaire ?
Un kit solaire est un dispositif à la puissance variable que l’utilisateur pourra installer lui-même sans l’intervention de quelqu’un de spécialiste. Un kit solaire est présenté comme étant une solution qui permet de rendre une maison entièrement autonome sur le plan énergétique.
Le kit solaire comprend les éléments suivants : un ou plusieurs panneaux solaires, une batterie solaire, un régulateur de charge et un convertisseur.
Pour un bon dimensionnement de votre kit solaire, suivez les étapes suivantes, si vous y parvenez, vous serez épargné des difficultés énergétiques et financières :
1-Effectuer un bilan énergétique:
La première étape du dimensionnement est donc le bilan énergétique. Il s’agit d’une évaluation de votre consommation actuelle. Pour y parvenir, vous pouvez vous référer à vos factures d’électricité.
Par ailleurs, vous pouvez vous-même calculer ce que vous consommez. Il suffit de connaître la puissance de chaque appareil, et leur temps d’utilisation dans la journée. Vous trouverez les puissances sur les étiquettes de vos appareils électriques (+ prenez en compte le calcul d’une majoration de 20 %).
Cependant, il faut savoir que chaque kit a une puissance électrique à fournir. Mais, en général, il va vous permettre d’alimenter un réfrigérateur, un routeur WIFI, un ordinateur portable. Au total, vous disposerez d’au moins 300 W avec cet équipement.
2-Déterminer le nombre de panneaux nécessaire
Avec un kit solaire autonome, vous aurez besoin de très peu d’éléments. Le nombre de panneaux solaires est déjà connu, sauf que si votre consommation est supérieure à la production d’un kit, vous aurez la possibilité d’en ajouter.
3-Période et saison d’utilisation de l’installation solaire
En été, la production des panneaux solaires sera plus importante par rapport à l’hiver où le soleil est plus rare et moins fort. Ainsi la saison rentre dans le calcul de dimensionnement du kit solaire.
4-Inclinaison et orientation de panneaux solaires
Les panneaux solaires doivent être exposés plein sud et inclinés à 31 degrés pour produire un maximum d’énergie sur l’année. Pour maximiser la productivité de vos kits solaires, il est nécessaire d’éviter les positions grisées si elles ne sont pas imposées par une intégration architecturale.
Comment choisir le kit solaire adapté à la consommation ?
l’utilisation de l’énergie solaire est devenue une solution privilégiée pour ceux qui souhaitent faire des économies en protégeant l’environnement. Pour pouvoir profiter des bienfaits de cette énergie, il vous faudra tout d’abord choisir et installer le bon kit solaire qui répondra à vos besoins en matière de consommation d’énergie.
Le choix du kit solaire adapté à la consommation se fait généralement en fonction de ces choses :
-Les appareils que vous souhaitez alimenter.
-Le lieu géographique de l’installation.
-La période et la durée d’utilisation,
-L’inclinaison et l’orientation des panneaux solaires
- Les appareils que vous souhaitez alimenter:
Il faut tout d’abord lister l’ensemble des appareils à alimenter en prenant en considération ces points : le nombre des appareils, leur puissance en W ou KW et les heures d’utilisation en heure par jour.
Pour les appareils électroménagers, vous trouverez ces informations indiquées sur l’étiquette énergétique fournie avec l’appareil la consommation en kWh/an ou en kWh/j.
Selon La RTE (le Réseau de transport d’électricité), la consommation électrique maximale en France a atteint 44410 MW en 2022.
- Le lieu géographique de l’installation :
La localisation géographique est un facteur important dans le dimensionnement des panneaux solaires. En effet, les données d’ensoleillement varient selon un pays à un autre.
- La période et la durée d’utilisation :
Si le lieu de l’installation est important; la période l’est également. En été, la production des panneaux solaires sera plus importante qu’en hiver où le soleil se fait plus rare et moins fort. Ce qui fait que la saison rentre idéalement dans le calcul de dimensionnement du kit solaire.
- L’inclinaison et l’orientation des panneaux solaires:
Si les panneaux solaires sont posés à plat, leur position n’est donc pas totalement optimale, ce qui diminue fortement l’accessibilité à l’autonomie pour les périodes d’automne et hiver.
En France, et afin de produire un maximum d’électricité photovoltaïque, vos panneaux solaires doivent idéalement avoir une inclinaison de 30 à 35° par rapport à l’horizontal.
Combien de kWc installer pour une maison ?
Avant de se lancer dans l’installation de l’énergie solaire dans sa maison, il est important de faire un bon dimensionnement des panneaux solaires. C’est en quelque sorte de choisir le nombre de panneaux solaires nécessaires en fonction des besoins du foyer en électricité, de la surface de la toiture et de l’ensoleillement.
Pour savoir combien de panneaux solaires pour une maison, il faut donc prendre en considération certaines choses :
1-Vous devez connaître la consommation annuelle moyenne d’électricité de votre foyer. 2-Vous devez déterminer le mode de consommation que vous voulez (autoconsommation totale, vente de surplus ou revente totale).
3-Il faut connaître la surface de toit disponible et adaptée.
4– Vous devez définir le budget que le ménage souhaite allouer à ce projet.
5-Calculer le rendement qui peut être attendu.
En prenant en compte ces considérations, voici la démarche à suivre pour savoir combien de kWc vous devez installer pour une maison (prenant le cas d’une maison de 100m2 à titre d’exemple):
- Le calcul de la consommation énergétique annuelle
En effet, celle-ci peut être différente d’un foyer à l’autre. Pour calculer le nombre de panneaux photovoltaïques nécessaires, on se base sur la consommation annuelle en électricité du logement. Exprimée en kilowattheure (kWh), elle se trouve généralement sur votre facture d’électricité.
En France, la consommation moyenne d’électricité est de 2 223 kWh par an, cette moyenne est relativement stable depuis 10 ans.
- Définir le nombre de panneaux pour sa maison de 100 m2
Pour les nouveaux consommateurs qui n’auraient pas encore tous les détails, voici les appareils qui consomment le plus d’énergie en moyenne par mois. Sachant bien qu’il ne s’agit pas seulement de maisons de 100 m², mais de la moyenne nationale. Votre consommation peut être supérieure ou inférieure à la moyenne.
| Appareil | KWH par mois |
| Climatiseur | 1450 |
| Chauffe-eau | 310 |
| Réfrigérateur (500L) | 200 |
| Lave linge | 9 |
Estimation de consommation électrique de chaque appareil dans une maison 100m2
En gros, si vous ne disposez pas d’équipements qui ont besoin de plus d’énergie (comme une piscine chauffée ou une climatisation par exemple), vous avez certainement besoin d’installer 3 kWc de panneaux solaires pour une maison de 100 m2. Cela représente une dizaine de panneaux photovoltaïques.
NB: Si vous avez une consommation plus grande que la moyenne, vous aurez besoin de plus de puissance. Vous pouvez donc opter pour une puissance totale de 6 kWc, soit une vingtaine de panneaux.
Le nombre de panneaux solaires à installer dans chaque maison varient selon la puissance totale de l’installation photovoltaïque (mesurée en kilowatt-crête). Chaque module a une puissance comprise entre 250 et 350 Wc (soit entre 0,25 et 0,35 kWc).
Les panneaux solaires installés chez des particuliers ont la plupart du temps une puissance comprise entre 1 et 9 kWc, et sont généralement classés en 3 catégories :
Les installations de 3kWc, 6kWc et celles de 9 kWc.
le nombre de panneaux solaires pour 3 kWc : 8 à 12.
le nombre de panneaux solaires pour 6 kWc : 16 à 20.
le nombre de panneaux solaires pour 9 kWc : 25 à 30.
Pour avoir des conseils adaptés et des résultats plus exacts, il est vivement recommandé de s’adresser à des installateurs professionnels qui seront en mesure de proposer un projet personnalisé selon vos propres attentes.
Définir le type et la puissance des panneaux solaires
Les types des panneaux solaires
Afin de produire sa propre énergie solaire, il faut faire le dimensionnement des panneaux solaires, l’évaluation de leur puissance et de voir la production d’électricité réelle et le rendement.
Chaque panneau solaire dispose des caractéristiques techniques, des performances et un prix qui lui est propre. Les différents types des panneaux solaires sont :
- Panneau solaire photovoltaïque
C’est le type de panneau que l’on retrouve le plus souvent sur le toit de nos maisons. Il est chargé de transformer l’énergie provenant du soleil en électricité. C’est donc d’une excellente alternative propre qui permet d’obtenir l’électricité consommée dans les foyers, les écoles, les hôpitaux, etc.
Généralement, on distingue deux grands types de panneaux photovoltaïques : Le panneau solaire monocristallin et Le panneau solaire polycristallin.
Le panneau solaire monocristallin a le rendement le plus élevé et la durée de vie la plus longue et c’est la raison pour laquelle il est le plus utilisé. Le panneau solaire polycristallin quant à lui dispose de performances un peu limitées, de plus il est moins cher. Il est donc destiné aux personnes disposant d’un budget serré.
- Panneau solaire thermique
C’est un panneau solaire qui réalise la transformation de l’énergie solaire en énergie thermique (chaleur). Concrètement, ce genre de panneau solaire est utilisé de différentes manières : chauffer l’eau de la piscine, de la douche, de produire de la vapeur, etc…
- Panneau solaire hybride
Ce type de panneau est capable de produire de l’électricité et de la chaleur de manière simultanée, il n’est rien d’autre qu’un mélange de panneaux photovoltaïque avec un panneau thermique.
Les panneaux solaires hybrides sont une excellente option dans les espaces où la demande énergétique est très élevée, mais avec un espace limité (résidences, hôtels..etc).
Calculer la puissance d’un panneau solaire
La puissance d’un panneau solaire est sa capacité de produire de l’énergie. Elle s’exprime généralement pour 1 m2, pour obtenir une taille de référence pour tous les modèles. L’unité de la puissance d’un panneau est exprimée avec le watt-crête (Wc) ou le kilowatt-crête (kWc) qui indique la puissance électrique maximale qu’un panneau peut fournir dans des conditions idéales.
NB: En réalité, il est rare que toutes les conditions optimales( fort niveau d’ensoleillement, température de 25 °C, inclinaison à 30°, absence d’ombre) soient réunies pour atteindre la puissance maximale du panneau solaire.
Mais, si vous arrivez à connaître la puissance maximale d’un panneau solaire de 1 m2, vous pouvez calculer sa capacité de production. Pour ce faire, vous devez connaître le nombre d’heures d’ensoleillement moyen de la zone sur l’année, et le multiplier par cette puissance maximale.
Après avoir envisagé les types des panneaux solaires ainsi que le calcul de puissance de ces derniers, il est indéniable de savoir le calcul de production d’un panneau solaire ou le rendement.
Pour calculer le rendement d’un panneau solaire, voici La formule à utiliser : (Rendement = Puissance électrique produite / Puissance solaire reçue.)
La batterie solaire :
De la même façon que vous avez déterminé le dimensionnement des panneaux solaires, vous allez devoir dimensionner la batterie solaire, c’est-à-dire choisir sa capacité électrique.
L’utilité des batteries solaires résident dans le stockage d’électricité pour l’utiliser au moment voulu. La quantité d’électricité stockable dans une batterie solaire est exprimée en Watt-heure (Wh) mais les fabricants utilisent souvent la capacité de leurs produits en Ampère-heure (Ah).
Le choix de ce dispositif de stockage vous permet de réduire considérablement votre consommation énergétique et de diminuer vos coûts y afférents. Et afin de sélectionner la batterie solaire qui correspondra le mieux à voir besoins énergétiques, prenez en compte ces critères:
- La capacité de stockage: C’est tout simplement la quantité d’énergie que la batterie solaire est capable de stocker. Plus la capacité est élevée, plus vous pouvez accumuler de l’énergie.
- La puissance de sortie : C’est la quantité d’énergie qu’une batterie solaire peut délivrer directement. Si elle est faible, on ne pourra utiliser que des petits appareils électriques. Par contre, si la puissance est élevée, on pourra faire fonctionner plusieurs appareils électriques en même temps.
- La capacité de décharge maximum : C’est le pourcentage de décharge qu’il ne faut pas dépasser pour ne pas endommager le système de batterie solaire.
- Le rendement: C’est la quantité d’énergie que votre batterie solaire peut restituer par rapport à la quantité d’énergie pour la recharger.
- La durée de vie: La durée de vie d’une batterie solaire se calcule en cycles de charge et de décharge et en fonction du type de batterie que vous choisissez.
Conclusion
Étant à la fois renouvelable et inépuisable, l’énergie solaire est en pleine augmentation, elle s’est imposée comme une excellente alternative aux énergies fossiles. En France, de plus en plus de ménages optent pour des installations de panneaux photovoltaïques pour diverses raisons, allant des économies d’énergie à la responsabilité environnementale.
Installer un kit solaire chez soi n’est pas finalement une chose compliquée, il suffit de suivre pas à pas les étapes liées au dimensionnement des panneaux solaires en vérifiant la présence de tous les prérequis avant de commencer votre installation.
Pour résumer, il faut retenir qu’ il n’y a pas de solution parfaite pour l’installation des panneaux solaires, car chaque projet est différent et les choix réalisés doivent correspondre à vos attentes.
Envie de passer à l’énergie solaire ? Tournez-vous vers nos professionnels dès que nécessaire. Ils vous accompagneront, sauront vous aiguiller et vous aideront à faire les choix qui vous permettront d’avoir l’installation solaire la plus rentable possible !
