Rendement Panneau Solaire : Notre Guide 2025

Des factures d’électricité (beaucoup) moins salées. Un investissement sûr et durable. Une réduction de vos émissions de CO2. Ou encore une autonomie énergétique accrue. 

Voilà quelques-unes des bonnes raisons de se lancer dans l’énergie solaire. En croissance constante en France (+11% entre le premier trimestre 2023 et 2024), ce mode de production s’avère aussi écologique que rentable. 

Ébloui par le solaire, vous êtes vous aussi sur le point de franchir le pas ? Avant de passer à l’action, vous cherchez peut-être une réponse à une question fondamentale : Comment savoir si le rendement de vos futurs panneaux solaires sera suffisant pour vos besoins ?

C’est ce que vous saurez grâce à notre guide exhaustif sur le sujet. À la fin de votre lecture, vous saurez pourquoi et comment calculer le rendement de vos panneaux.

Vous connaîtrez aussi les facteurs qui influencent le rendement, et vous disposerez des meilleurs conseils (avec des exemples pratiques et concrets) pour l’optimiser au mieux.

Définition du rendement d’un panneau solaire

Le rendement d’un panneau solaire désigne le rapport entre la quantité d’énergie produite et la quantité d’énergie reçue par un panneau.

Cet indicateur-clé s’exprime en pourcentage. Il permet de mesurer l’efficacité avec laquelle un module transforme l'énergie solaire en électricité. 

C’est une information que vous retrouverez facilement sur les fiches techniques des différents panneaux, lorsque vous vous renseignez avant l’achat.

Pour vous faire une idée plus précise : 

• Plus le rendement est élevé, plus un panneau est capable de convertir l’énergie du soleil en électricité.  
• Si un panneau affiche un rendement de 21%, cela signifie qu’il transforme 21%  de l’énergie solaire reçue en électricité.

Rendement et puissance : deux éléments à ne pas confondre

Dans la pratique, le rendement est souvent confondu avec la puissance d’un panneau photovoltaïque (ou rendement surfacique). Il s’agit de deux concepts différents à ne pas confondre. 

La puissance s’exprime en watts-crête (Wc) ou watts-peak (Wp), en anglais. Il s’agit de la capacité de production maximale délivrable par un panneau sous des conditions de test standards (STC, Standard Test Conditions), en laboratoire : 

• Éclairage instantané de 1000 W/m2 sans ombrage. 
• Température du module de 25°C. 
• Positionnement plein sud. 
• Inclinaison à 30°. 
• Spectre lumineux dit « AM 1.5 » (coefficient Air-Masse de 1,5).

Si l’on applique ces standards théoriques, un panneau de 1m² et de 1000 W aurait un rendement de 100%. 

Mais sur le terrain, ce type de résultat est inatteignable (même dans ces conditions idéales). Gardez-le à titre indicatif et n’envisagez pas les 100 % de productivité. En effet, le fonctionnement d’une cellule photovoltaïque génère naturellement des déperditions énergétiques.

Tous les rayons du soleil ne peuvent être convertis en électricité, même dans les meilleures conditions du monde ! 

Quel est le rendement moyen des différents types de panneaux solaires photovoltaïques ?

En moyenne, les modules disponibles sur le marché offrent un rendement qui varie de 6% à 24 %. 

Des disparités sont à prévoir en fonction du modèle de panneau utilisé. La majorité d’entre eux sont conçus à partir de cellules en silicium, le matériau qui offre le meilleur rapport rendement, durée de vie et coût de fabrication.

On dénombre trois grandes familles de panneaux photovoltaïques commercialisées sur le marché : 

1. Ceux en silicium amorphe, avec un rendement compris entre 6% et 9%.
2. Les modèles polycristallins, les plus couramment utilisés. Leur rendement oscille entre 14% et 18%.
3. Les panneaux monocristallins, qui offrent les meilleures performances, avec une productivité pouvant aller jusqu’à 24%. Ce sont les plus chers à l’achat, car leur coût de fabrication est le plus élevé. 

Calculer le rendement d’un panneau solaire est essentiel pour évaluer sa capacité à convertir les rayons du soleil en électricité utilisable.

Cet indicateur va vous servir à déterminer l’efficacité de l’installation et son impact sur vos économies d’énergie.

Vous en retirerez des bénéfices sur trois volets bien distincts : 

1. Le volet économique. Un rendement élevé garantit une production énergétique optimale. En connaissant cet indicateur clé, vous êtes en mesure d’établir la rentabilité de vos modules sur le long terme. Et à l’usage, vous réduisez vos factures d’électricité. 
2. Le volet écologique. Grâce à un rendement maximisé, vous exploitez à fond une énergie propre et renouvelable, tout en diminuant l’empreinte carbone de votre foyer. 
3. Le volet technique. La connaissance du rendement de vos panneaux vous permet de réagir très vite en cas de problème. Votre productivité a baissé ? Votre aménagement photovoltaïque souffre peut-être d’un problème technique ou a besoin d’un nettoyage. Cela participe aussi à maintenir vos panneaux en bon état, prolongeant leur durée de vie et optimisant leur performance.

Après la théorie, place à la pratique. Dans la partie suivante, vous allez découvrir comment calculer le rendement d’un panneau solaire.

Petit spoiler : c’est tout simple… et cela ne nécessite pas un doctorat en mathématiques, promis.

La formule pour calculer le rendement d’un panneau solaire

Vous êtes prêt ? Voilà la formule secrète à appliquer chez vous, pour calculer le rendement d’un panneau solaire : 

Rendement = Puissance électrique produite / Puissance solaire reçue

Maintenant, décortiquons tout cela : 

• La puissance électrique produite correspond à la fameuse valeur en watt-crête. Rappelez-vous : il s’agit de la capacité de production d’une installation photovoltaïque. 
• La puissance solaire reçue correspond à la surface du panneau multipliée par 1000 (qui représente une approximation de l'irradiation solaire en watts par mètre carré). 

Exemple de calcul avec un panneau de 300 Wc

Afin d'illustrer ces propos, prenons l’ exemple d’un panneau solaire de 300Wc. Imaginez que vous souhaitez connaître le rendement d’un panneau polycristallin aux caractéristiques suivantes : 

• Puissance électrique : 300 Wc. 
• Surface : 1,5 m2.

Appliquez ensuite la formule ci-dessous : 

300 Wc/(1,5m2 x 1000) = 20 %.

Le rendement du module est de 20%. 

L’intensité de l’ensoleillement

L'intensité de l’ensoleillement de votre localisation géographique a un impact direct sur le rendement de votre panneau.

Si vous vivez dans une zone où l'ensoleillement est prolongé, la production d'électricité de vos panneaux sera plus efficace. 

Voici des estimations moyennes de la production annuelle d'énergie solaire par kilowatt-crête (kWc) pour différentes zones en France :

• Nord-Est : entre 800 et 1000 kWh (kilowatt-heure) par kWc.
• Diagonale Bretagne/Haute-Savoie : entre 1000 et 1100 kWh par kWc.
• Sud-Ouest/partie nord de la région Rhône-Alpes : entre 1100 et 1200 kWh par kWc.
• Sud : entre 1200 et 1400 kWh par kWc.

Pour rappel, le kilowattheure définit la quantité d’énergie consommée par un ou plusieurs appareils électriques pendant une période donnée. 

Si l’on s’en tient aux estimations ci-dessus, une installation de 1 kWc est capable de produire 1400 kWh à l’année à Marseille, contre 1000 kWh à Brest et 800 kWh à Charleville-Mézières.

L’orientation et l’inclinaison 

Le rendement d’un panneau solaire dépend ensuite de son orientation sur le toit. Le module captera plus de luminosité tout au long de l’année s’il est orienté plein sud. 

Si vous ne pouvez pas réaliser une orientation plein sud, installez vos panneaux dans l’ordre de priorité ci-dessous : 

• Sud-ouest.
• Sud-est.
• Est.
• Ouest.

Par contre, évitez le nord. L’exposition aux rayons du soleil y est minimale. Couplez une orientation optimale à une bonne inclinaison de vos panneaux, pour les résultats les plus efficaces. 

L’angle jugé optimal par rapport à l’horizon est compris entre 30° et 35°. Grâce à cela, vos panneaux seront perpendiculaires aux rayons du soleil durant la majeure partie de l’année. 

La température extérieure

Plus il fait chaud, mieux c’est pour la productivité de votre panneau ? Eh bien non. Les chaleurs excessives diminuent la capacité de production d’un panneau.

Un panneau solaire est conçu pour fonctionner de manière optimale jusqu’à une température extérieure de 25°C. C’est d’ailleurs pour cela que les tests effectués en laboratoire s’opèrent à cette température. 

Au-dessus de 25°C, l’efficacité d’un panneau diminue de 0,5% par degré supplémentaire environ.

Cela signifie que s’il fait 30°C dehors, le rendement du panneau baisse de 2,5%.

Passé ce petit désagrément, rassurez-vous : le risque de surchauffe est très rare en cas de canicule.

Les zones ombragées et les obstacles

Parmi les facteurs qui peuvent influencer le rendement d’un panneau solaire photovoltaïque, il y a aussi les ombres et les obstacles (arbres, immeubles, bâtiments, montagnes, etc.). 

Ces derniers limitent la quantité de lumière atteignant la surface du module. Par ricochet, vos modules produisent moins d'électricité. 

Voici quelques conseils pour vous prémunir : 

• Avant de procéder à l’installation de panneaux, vérifiez que leur futur emplacement sur la toiture soit dégagé de toute ombre.
• Après la pose, faites un contrôle régulier pour vous assurer qu’aucun élément nouveau ne bloque la lumière du soleil. 
• Coupez ou taillez les branches qui pourraient projeter des ombres sur les panneaux.
• Intégrez des dispositifs comme les optimiseurs ou micro-onduleurs. Ils isolent les cellules ou les panneaux affectés, permettant aux autres de fonctionner à pleine capacité.

La technologie du panneau et sa puissance

Comme indiqué précédemment, vous obtiendrez un meilleur rendement (jusqu’à 24%) avec des panneaux monocristallins.

Les cellules d’un panneau monocristallin sont construites à partir d’un seul cristal de silicium, contrairement aux panneaux polycristallins dont les cellules sont composées de multiples cristaux. 

En parallèle, la puissance d’un panneau influe sur son rendement. Un modèle de puissance élevée (ex. 400 Wc) peut produire plus d’électricité qu’un panneau moins puissant (ex. 300 Wc) dans les mêmes conditions.

Cependant, cela ne signifie pas nécessairement que son rendement est meilleur. Ce dernier dépend de la dimension du panneau et de la quantité d’énergie solaire convertie. 

Ainsi, un panneau de 400 Wc occupant 2 m² peut avoir le même rendement qu’un panneau de 300 Wc sur 1,5 m².

Les effets des microclimats

Quel que soit votre emplacement géographique, votre logement est peut-être soumis à une intensité d’ensoleillement, à des températures, ou encore à un taux d’humidité différents de ceux de votre région. 

C’est ce que l’on appelle un microclimat. Ce type de climat particulier, qui se caractérise par une météo différente de celle rencontrée aux alentours proches, peut fortement influencer la productivité de vos panneaux photovoltaïques. 

On le rencontre par exemple dans le bassin d’Arcachon, en Corse, ou encore à La Rochelle.

Par ailleurs, si vous vivez en milieu urbain, vous avez peut-être constaté qu’il n’est pas rare de rencontrer des variations de températures de plusieurs degrés dans un périmètre géographique très proche. 

Pour maximiser votre production d’électricité, pensez à évaluer ces particularités locales avant l’installation de panneaux solaires.

La qualité du panneau solaire

Enfin, la qualité d’un panneau joue aussi un rôle important dans l’efficacité d’une installation photovoltaïque. 

En investissant dans des matériaux de bonne qualité (onduleur, micro-onduleur, câbles, boîtiers de jonction, systèmes de protection, etc.), vous pouvez augmenter le rendement moyen, tout en prolongeant la durée de vie de votre installation et en limitant les coûts de maintenance à long terme. 

Une fois votre panneau installé et fonctionnel, vous serez inévitablement exposé à des pertes de rendement.

Elles peuvent s’expliquer par différents facteurs, à la fois internes et externes : 

• Vieillissement naturel des panneaux. Avec le temps, les modèles s’usent et se dégradent. Cela peut toucher des éléments comme la vitre protectrice, les cellules photovoltaïques ou les câbles électriques.
  L’efficacité des panneaux solaires diminue généralement à un taux annuel de 0,5 à 1 %.
• Périodes de canicule. Au-delà d’une température extérieure de 25°, le rendement diminue.
• Variations saisonnières. Les évolutions météorologiques (nuages, brouillard) influent sur l’énergie reçue. Par temps couvert, les panneaux reçoivent moins de lumière directe, réduisant leur production.
  En hiver, la production d’électricité peut par exemple diminuer de 50 % par rapport à l’été.
• Encrassement et saleté. L’accumulation de poussière, de sable, de feuilles ou encore de neige obstrue la surface du panneau, bloquant partiellement la lumière.
• Apparition de zones d’ombres sur votre toit, par exemple si des branches d’arbres ont poussé.

Si ces fameuses pertes de rendement viennent un peu assombrir l’horizon, elles ne sont pas une fin en soi.

Il existe de multiples solutions pour optimiser l’achat de votre panneau solaire et son efficience. Voici nos conseils en la matière. 

Évaluez vos besoins énergétiques

Avant d’acheter des panneaux, estimez d’abord votre consommation électrique annuelle. Vous la retrouverez sur votre dernière facture d’électricité. 

Cela va vous permettre d’évaluer vos besoins énergétiques et de déterminer le nombre de modules nécessaires pour votre installation photovoltaïque.

Vos besoins énergétiques prennent en compte la superficie de votre logement, le nombre de personnes vivant dans votre foyer, ou encore le nombre d’appareils électriques utilisés.

En France, la consommation moyenne d’électricité par personne est de 2 223 kWh par personne et par an. 

Ensuite, déterminez le nombre de panneaux nécessaires pour couvrir la production d'électricité de votre logement. Pour vous aider : 

• Sachez que l’on considère qu’une installation de 1 kWc peut produire entre 900 et 1400 kWh/an.
• Une maison de 100 m² requiert en général une installation solaire de l’ordre de 3 kWc.
• La puissance moyenne d’un panneau est de 400 Wc.

En partant de là, une maison de 100 m2 aurait besoin de 8 panneaux solaires (avec ou sans batterie modulable). Cet exemple n’est qu’une estimation à affiner par vos soins. 

Avant de vous décider, prenez aussi en compte votre budget et la superficie disponible sur votre toit. 

En moyenne, un panneau solaire mesure 1,7 m2. En fonction de l’espace disponible, vous devrez ajuster le nombre de panneaux nécessaires, en jouant par exemple avec leur puissance (vous aurez besoin de moins de panneaux s’ils sont plus performants). 

Pour plus de précision, faites l’estimation de vos besoins grâce au simulateur Beem Energy !

Choisissez des panneaux adaptés à votre toit

La taille, la disposition et l’inclinaison de votre toit influencent directement le rendement. Pour les petites surfaces, privilégiez des panneaux à haut rendement, comme les panneaux monocristallins.

Sur un toit de 20 m² orienté plein sud, des panneaux monocristallins de 400 Wc permettent de produire environ 4 800 kWh/an, contre 3 600 kWh avec des panneaux polycristallins de 300 Wc.

Ne perdez pas de vue le rapport qualité-prix

Ne vous laissez pas séduire uniquement par le prix le plus bas. Un panneau bon marché avec une garantie de 10 ans peut sembler attractif, mais s'il perd 1 % de rendement chaque année, il sera moins rentable à long terme qu’un panneau haut de gamme.

Pour prendre la décision la plus éclairée, faites établir plusieurs devis auprès des détaillants de votre choix, et comparez ces devis et leur prix.

Privilégiez les fabricants réputés avec des garanties solides (au moins 25 ans pour les performances).

Misez sur l’autoconsommation ou la revente de votre électricité

Votre projet peut aller au-delà de la simple recherche d’économies. Si réduire sa facture d’électricité est une entreprise louable, vous avez également la possibilité d'aller plus loin.

Et ce, en optant pour la revente totale ou partielle de l’électricité que vous produisez. Trois choix s’offrent à vous :

1. L’autoconsommation.
2. La revente du surplus, réinjecté dans le réseau. 
3. La revente totale.

Votre projet solaire sera plus ou moins rentable selon le choix et l’investissement vers lequel vous vous tournerez. Dans tous les cas, le solaire est un placement des plus intéressants !

L’investissement d’une installation de 6 kilowatts-crête (pour une consommation annuelle de 10 000 kWh) sera rentabilisé sur 10 ans… Et offrira un taux de rendement de plus de 10 %. 

Par ailleurs, vous pouvez bénéficier de plusieurs aides de l’État lors de l’installation de panneaux solaires : 

• Prime à l’autoconsommation photovoltaïque, qui s’élève par exemple à 220 €/kWc pour les installations ≤ à 3 kWc.
• Taux de TVA réduit à 10% pour les installations raccordées au réseau d'une puissance inférieure ou égale à 3 kWc.
• Obligation d’achat de votre production d'électricité (le surplus ou la totalité), si vous le souhaitez, par EDF OA. Le tarif d'achat est fixé pendant 20 ans. Retrouvez les prix d’achat sur le site Photovoltaique.info.