Coûts et rentabilité

Les rendements des panneaux solaires varient selon de nombreux facteurs, mais en mettant tous les atouts de notre côté, nous verrons à quel point les panneaux solaires peuvent être rentables.



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Influence de l'angle d'incidence

L'angle d'incidence, c'est l'angle formé par les rayons du Soleil et le plan du panneau.

angle incidence

L'angle d'incidence joue un rôle majeur pour les rendements du panneau. Il est défini selon l'équation suivante :
R = sin ß × 100
avec R le rendement en %
et ß l'angle d'incidence en °

Ainsi, comme on pouvait s'en douter, le rendement est maximal lorsque les rayons arrivent perpendiculairement au panneau.

R = sin ß × 100
R = sin 90° × 100
R = 100 %

Alors que pour un angle de 45° par exemple, le rendement n'est que de 70%.

R = sin ß × 100
R = sin 45° × 100
R = 70 %

Voici donc le graphique représentatif du rendement en fonction de l'angle d'incidence :

graphique


petite expérience : Prenons un appareil photo de type réflexe, ceux-ci ont un posemètre en silicium (qui est le principal composant des panneaux solaires).
En plaçant l'appareil orienté plein Sud, on remarque qu'à midi, le temps de pose est nettement inférieur à celui à 9h ou à 15h ou autres.
Cela montre bien que l'efficacité du silicium est plus grande lorsque les rayons arrivent perpendiculairement à lui.

L'angle d'incidence est directement lié à l'orientation et à l'angle d'inclinaison du panneau.

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Influence de l'orientation

Le Soleil se lève à l'Est et se couche à l'Ouest. Et la France se situe dans l'hémisphère Nord à une latitude de 45° environ, le Soleil au zénith est donc vers le Sud.
Globalement, les rayons du Soleil viennent donc plus du Sud que des autres directions; d'autant plus qu'à midi, lorsque le Soleil est au zénith et donc plein Sud, le rayonnement est le plus intense.
La meilleur orientation pour un panneau solaire est donc vers le Sud.

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Influence de l'angle d'inclinaison

L'angle d'inclinaison est l'angle formé par le plan du sol et le plan du panneau.

angle incidence

La France se trouve à une latitude 45° Nord, ainsi, l'angle d'inclinaison idéal est 45° Sud, le panneau se retrouvant donc perpendiculaire aux rayons du Soleil. Cependant, selon les saisons, l'inclinaison de la Terre varie. Pour garder une production d'énergie du panneau la plus régulière possible tout au long de l'année, on va garder l'angle de 45° Sud.
Le panneau sera donc incliné comme ci-dessous au cours de l'année.

angle incidence

On ne choisit cependant pas l'inclinaison de son toit :
Si le panneau est incliné d'un angle de moins de 45°, la production d'énergie sera importante en été mais faible en hiver.
Inversement, si le panneau est incliné d'un angle de plus de 45°, la production d'énergie sera importante en hiver mais faible en été.



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schéma récapitulatif

récapitulatif

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Etude pour des panneaux solaires photovoltaïques


Attention : Le 9 décembre 2010, un nouveau décret est passé, suspendant l'obligation de rachat de l'électricité solaire par EDF. Consulter les détails sur le site du gouvernement.

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Etude pour des panneaux solaires thermiques

L'eau chaude sanitaire représente 20 % des dépenses énergétiques d'un foyer.

Pourquoi ne pas installer un panneau solaire thermique qui se chargerait de chauffer cette eau ?

Je ne vous apprendrai rien en vous disant que l'ensoleillement est plus important à Marseille qu'à Lille.

ensoleillement
Cependant, les panneaux solaires thermiques ne sont pas forcément plus rentables à Marseille.
Explication : Prenons le cas d'une maison chauffée par l'eau chaude fournie par le panneau.
A Lille, le solaire thermique permet une économie de 30% du chauffage
Et les besoins énergétiques sont de environ 20 000 kWh par an
20 000 - 30/100 × 20 000 = 6 000 kWh économisés
Maintenant, à Marseille, le solaire thermique permet une économie de 60% du chauffage
Cependant, les besoins énergétiques ne sont que de 10 000 kWh par an environ car il fait plus chaud
10 000 - 60/100 × 10 000 = 6 000 kWh également

Dans le cas d'un chauffe-eau solaire, jusqu'à 80% de l'énergie nécessaire à chauffer l'eau peut être fournie par les panneaux solaires thermiques. Seuls 20% sont pris en charge par la chaudière d'appoint et sont à payer; sans parler du geste environnemental que vous avez fait.

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