Rentabilité du photovoltaïque : bilan énergétique

9 novembre 2020
Installer des panneaux solaires permet de produire sa propre électricité de manière écologique. Mais quelle est la rentabilité du photovoltaïque ? Afin de procéder au calcul du rendement du panneau solaire, plusieurs facteurs déterminants sont à prendre en compte. Alors voici ce à quoi vous devez faire attention pour déterminer la rentabilité du photovoltaïque.
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I - Rentabilité du photovoltaïque : prix d’installation et d’entretien

L’un des facteurs à prendre en compte pour mesurer la rentabilité du photovoltaïque est le coût d’installation des panneaux solaires. Ce dernier varie selon la puissance de l’installation, le matériel utilisé, le type de pose (surimposition ou intégration au bâti) et la compétence de l’installateur. Des frais liés aux démarches administratives ainsi qu’à l’entretien et à la maintenance sont également à prévoir. Voici néanmoins quelques fourchettes de prix pour une installation complète (matériel, pose, raccordement, mise en service…) :

Pour une installation en autoconsommation :

  • 8 000 € pour une installation de 3 kW,
  • 14 000 € pour une installation de 6 kW,
  • 18 000 € pour une installation de 9 kW.

Pour une installation en vente totale :

  • 9 500 € pour une installation de 3 kW ;
  • 15 500 € pour une installation de 6 kW ;
  • 20 000 € pour une installation de 9 kW.

II - Calcul du rendement d’un panneau solaire

A) Irradiation

L’irradiation, ou rayonnement solaire, désigne la quantité d'énergie par m2 fournie par le soleil. L’irradiation va dépendre de :

  • L’orientation : bien que l’orientation plein Sud reste l’orientation idéale, d’autres orientations bénéficient d’une production tout à fait correcte. Ainsi, si vous êtes orienté Sud-Est, Sud-Ouest, Est ou Ouest vous pouvez tout à fait disposer d’un bon rendement en fonction de l'orientation de vos panneaux solaires.
  • Le niveau d’ensoleillement de votre maison : il permet à vos panneaux de recevoir une certaine quantité d’énergie selon la situation de votre maison. Le niveau d’ensoleillement de votre logement ne désigne pas le niveau d’ensoleillement de votre région ! En effet, plusieurs facteurs météorologiques peuvent provoquer des variations de productible solaire entre deux habitations qui se situent pourtant dans la même région.
  • L’inclinaison de votre toiture : l’inclinaison idéale d’une toiture se situe entre 30 et 35°. Ce degré d’inclinaison vous permet d’avoir un rendement optimal, tout au long de l’année.
  • La propreté de vos panneaux solaires : la propreté de vos panneaux photovoltaïques peut diminuer votre rendement. Dans l’idéal, il faut nettoyer vos panneaux photovoltaïques une fois tous les deux ans ou tous les cinq ans maximums. On estime que des panneaux solaires régulièrement nettoyés offrent une production environ 2% supérieure à des panneaux non nettoyés.
  • Les ombrages potentiels : ce sont les éléments qui bloquent l'arrivée de la lumière : arbres, bâtiments, lampadaires… Ces éléments peuvent gêner l’exposition au soleil et ainsi faire baisser votre rendement.
  • L'angle d'incidence des rayons solaires : l'orientation des panneaux solaires, modifie le rendement effectif. La production maximale de votre installation solaire atteint sa capacité maximale lorsque les rayons du soleil atteignent la surface du panneau perpendiculairement à midi heure solaire.

B) Rendement du système

Le rendement du panneau solaire désigne la quantité d’énergie solaire transformée en énergie électrique. Plus précisément, le rendement d’un panneau est la quantité d’énergie produite sur celle reçue. Le rendement des panneaux solaires dépend de la taille de ces derniers et de leur puissance. Le ratio de ces deux éléments permet le calcul du rendement des panneaux solaires exprimé en pourcentage. Ainsi, avec un panneau solaire au silicium amorphe, on obtient un rendement de 5 à 7%. Avec un panneau solaire au silicium monocristallin, le rendement sera de 16 à 24%. Enfin, avec un panneau solaire au poly cristallin, le rendement sera compris entre 14 et 18%. Il convient de noter que la limite théorique du rendement d’un panneau solaire est de 31%.

Passé une certaine température, les panneaux solaires peuvent plus ou moins bien réagir, ce qui va ainsi affecter leur rendement. La puissance crête est indiquée pour une température de 25°. Si la température des panneaux est supérieure à 25°, leur performance diminuée. Il s’agit de la température de vos panneaux solaires et non de la température ambiante. Pus le capteur chauffe, moins le rendement est bon.

Le dernier facteur à prendre en compte pour le calcul du rendement des panneaux solaires sont les pertes de rendement annuelles. Ces dernières désignent tout ce qui va générer des pertes selon les différents éléments du système : le câblage, l’onduleur, les pertes au niveau du réseau électrique, pertes liées aux variations de tension, pertes liées aux connexions entre les modules… Un coefficient permet de quantifier les pertes intrinsèques de l’installation photovoltaïque : le ratio de performance. Ce dernier est généralement estimé entre 0,7 et 0,9. Plus le performance ratio est proche de 1 (ou de 100%), plus l’installation est performante.

III - Rentabilité du photovoltaïque : les subventions photovoltaïques

A) Autoconsommation totale de l’électricité produite

Vous pouvez consommer directement la totalité de l’électricité que vous produisez. L’État souhaite accélérer l’adoption du photovoltaïque par toutes et tous. Il a donc mis en place une subvention photovoltaïque pour tous ceux souhaitant investir dans des panneaux solaires en vue de consommer leur propre électricité. Cette prime est comprise entre 80 et 390 € par kilowatt installé et est indexée sur la puissance totale de votre installation.

B) Autoconsommation et injection du surplus dans le réseau électrique

La seconde manière de rentabiliser son installation est liée au fait qu’il est possible que vous produisiez plus d’électricité que vous n’en consommez à un instant « t » : on parle alors de production d’un « surplus ». Dans ce cas, cet excédent d’électricité va être automatiquement revendu à EDF Obligation d’Achat puis envoyé sur le réseau public d’électricité.

Le tarif d’achat du surplus est fixé à 0.10€ par kWh et reste fixe pendant 20 ans. Si votre installation a une puissance inférieure ou égale à 3 kW, alors les revenus issus de la vente de surplus sont exonérés d’impôt sur le revenu.

C) Revente de la totalité de l’électricité produite

La vente totale dispose d’un fonctionnement bien plus simple. Vous vendez directement l’intégralité de l’électricité que vous produisez à EDF Obligation d’Achat, grâce à une subvention photovoltaïque de l’État, qui vous garantit un prix fixe durant 20 ans. C’est cette situation qui est la plus rentable de toutes en termes de durée et de gains, à condition d'installer un maximum de puissance. En effet, dans ce cas précis, toute l’énergie produite par l’installation est revendue à EDF à 0,15 d’euros le kWh.

Vous l’aurez compris, la rentabilité du photovoltaïque va tout d’abord dépendre du prix d’installation, ensuite du rendement de votre installation solaire, puis de l’utilisation de l’électricité produite.