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Potentiel solaire d'un toit ou d'un terrain

Estimer la puissance photovoltaïque

Un projet naît souvent de la volonté d’un propriétaire d’équiper une surface de panneaux photovoltaïques. Une fois celle-ci identifiée, il importe de se faire une première idée de la puissance électrique que l’installation peut représenter et de la quantité d’énergie qu’elle produira chaque année.

À l’inverse, si la démarche du porteur de projet consiste à rechercher des surfaces dans le cadre d’une opération de prospection, alors il établira une liste préalable de critères, parmi lesquels les surfaces minimum et maximum recherchées en fonction de la puissance cible, leur orientation et éventuellement la localisation du site afin d’atteindre un seuil minimum de production par unité de puissance.

Estimer la production photovoltaïque

La production électrique d’une installation photovoltaïque dépend de plusieurs facteurs :

  • sa puissance,
  • sa localisation géographique,
  • l’orientation et l’inclinaison de ses panneaux,
  • les ombrages éventuels.

La puissance photovoltaïque dépend directement de la surface des modules et de leur rendement surfacique, généralement lié à la technologie des cellules. À titre d’exemple, un module en silicium mono-cristallin de 285 Wc dont les dimensions sont de 1m par 1m65 (technologie courante en 2018), a un rendement surfacique de l’ordre de 170 Wc/m2 ou 17%.

Selon le mode d’implantation considéré, que ce soit en toiture ou au sol, cette puissance surfacique va aussi dépendre des réservations nécessaires pour l’emprise du système de montage, de l’espacement entre modules pour la bonne gestion des ombrages, des cheminements d’accès, des abergements, etc.

Le tableau ci-dessous donne une estimation des ratios de dimensionnement permettant de calculer rapidement la puissance d’une installation en fonction de la surface disponible.

Puissance surfacique
Toiture De 60 à 180 Wc/m2 de toiture dégagée hors encombrement particulier ou ombrages
Ombrière de parking de 90 à 120 Wc/m2 de parking voieries comprises, soit l'équivalent de 200 à 250 kWc pour 100 places de stationnement véhicules légers
Parc au sol de 0,4 à 0,9 MWc/ha de terrain clôturé

La plage de valeurs correspond à des modules allant de 150 à 200 Wc/m2.

Dernière Mise à jour : 01/02/2019
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La localisation géographique du site

La capacité de production électrique d’un site peut être déterminée par les données météorologiques d’ensoleillement annuel du site. La carte ci-dessous donne la production électrique moyenne attendue dans les conditions optimales d’implantation pour un système photovoltaïque d’une puissance de 1 kWc avec des modules polycristallins standards, en fonction de la localisation géographique de l’installation.

Productible_fonction_localisation_PVGIS_2009 Productible en fonction de la localisation ©Hespul d'après European Commission - PVGIS

L'implantation du système, c'est-à-dire son orientation et son inclinaison

En France, les modules doivent idéalement être exposés plein sud et être inclinés à 30 degrés en moyenne par rapport à l’horizontale pour produire un maximum d’énergie sur l’année. Cependant des écarts de plus ou moins 45° par rapport au sud (c’est-à-dire de sud-est à sud-ouest) et une inclinaison de 20 à 60° par rapport à l’horizontale sont acceptables et n’engendrent pas de baisse de production importante.

Le tableau ci-dessous donne le facteur de correction à appliquer à la production attendue du système en fonction de son orientation et de son inclinaison.

estimer_production_facteur_de_correction_Hespul_2009.png Facteurs de correction du productible à 30° Sud selon l'orientation et l'inclinaison des panneaux ©Hespul

Une manière plus précise de représenter ce facteur de correction est donnée par le graphique ci-après. Ce graphique s’entend pour la région lyonnaise mais est utilisable pour des localisations sur l’ensemble de la France métropolitaine sans introduire d’erreur significative.

estimer_production_abaque_coeff_attenuation_PVSYST_2009.png Abaques donnant le coefficient d’atténuation du rayonnement lorsque la position des modules n’est pas optimale (calculé pour la région de Lyon) ©PVSyst

Les ombrages éventuels

Un ombrage sur les modules peut avoir des origines diverses : arbre, bâtiment ou relief naturel installé plus au sud que le système photovoltaïque. Selon la taille de l’obstacle et surtout sa hauteur, l’impact de l’ombrage –une perte de production– est plus ou moins importante, c’est pourquoi il vaut mieux la quantifier avant d’investir.

Si vous pensez que votre site va subir un ou plusieurs ombrages, vous devez réaliser un "relevé de masque", correspondant à un relevé d’ombrages en utilisant par exemple, la méthode mise à disposition dans nos publications ci-dessous.

Le relevé de masque se fait à l’aide d’un diagramme solaire (voir photo ci-dessous). L’exploitation des informations relevées se fait ensuite par votre installateur (ou éventuellement votre conseiller du réseau FAIRE ) à l’aide d’un logiciel spécialisé.

releve_masque_soleil_marguerite_Hespul-PVSyst_2009 Relevé de masque de l'installation Soleil Marguerite avec la photo des différents ombrages ©PVSYST/Hespul

En première approche, il est préférable d’éviter de placer des modules dans des zones ombragées une partie de l’année ou de la journée. Pour tout obstacle situé directement au sud du champ photovoltaïque, un éloignement de 2,5 à 3 fois la hauteur du masque est nécessaire pour éviter tout effet d’ombrage.

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Estimer la puissance photovoltaïque

Un projet naît souvent de la volonté d’un propriétaire d’équiper une surface de panneaux photovoltaïques. Une fois celle-ci identifiée, il importe de se faire une première idée de la puissance électrique que l’installation peut représenter et de la quantité d’énergie qu’elle produira chaque année.

À l’inverse, si la démarche du porteur de projet consiste à rechercher des surfaces dans le cadre d’une opération de prospection, alors il établira une liste préalable de critères, parmi lesquels les surfaces minimum et maximum recherchées en fonction de la puissance cible, leur orientation et éventuellement la localisation du site afin d’atteindre un seuil minimum de production par unité de puissance.

La puissance photovoltaïque dépend directement de la surface des modules et de leur rendement surfacique, généralement lié à la technologie des cellules. À titre d’exemple, un module en silicium mono-cristallin de 285 Wc dont les dimensions sont de 1m par 1m65 (technologie courante en 2018), a un rendement surfacique de l’ordre de 170 Wc/m2 ou 17%.

Selon le mode d’implantation considéré, que ce soit en toiture ou au sol, cette puissance surfacique va aussi dépendre des réservations nécessaires pour l’emprise du système de montage, de l’espacement entre modules pour la bonne gestion des ombrages, des cheminements d’accès, des abergements, etc.

Le tableau ci-dessous donne une estimation des ratios de dimensionnement permettant de calculer rapidement la puissance d’une installation en fonction de la surface disponible.

Puissance surfacique
Toiture De 60 à 180 Wc/m2 de toiture dégagée hors encombrement particulier ou ombrages
Ombrière de parking de 90 à 120 Wc/m2 de parking voieries comprises, soit l'équivalent de 200 à 250 kWc pour 100 places de stationnement véhicules légers
Parc au sol de 0,4 à 0,9 MWc/ha de terrain clôturé

La plage de valeurs correspond à des modules allant de 150 à 200 Wc/m2.

Estimer la production photovoltaïque

La production électrique d’une installation photovoltaïque dépend de plusieurs facteurs :

  • sa puissance,
  • sa localisation géographique,
  • l’orientation et l’inclinaison de ses panneaux,
  • les ombrages éventuels.

La localisation géographique du site

La capacité de production électrique d’un site peut être déterminée par les données météorologiques d’ensoleillement annuel du site. La carte ci-dessous donne la production électrique moyenne attendue dans les conditions optimales d’implantation pour un système photovoltaïque d’une puissance de 1 kWc avec des modules polycristallins standards, en fonction de la localisation géographique de l’installation.

Productible_fonction_localisation_PVGIS_2009 Productible en fonction de la localisation ©Hespul d'après European Commission - PVGIS

L'implantation du système, c'est-à-dire son orientation et son inclinaison

En France, les modules doivent idéalement être exposés plein sud et être inclinés à 30 degrés en moyenne par rapport à l’horizontale pour produire un maximum d’énergie sur l’année. Cependant des écarts de plus ou moins 45° par rapport au sud (c’est-à-dire de sud-est à sud-ouest) et une inclinaison de 20 à 60° par rapport à l’horizontale sont acceptables et n’engendrent pas de baisse de production importante.

Le tableau ci-dessous donne le facteur de correction à appliquer à la production attendue du système en fonction de son orientation et de son inclinaison.

estimer_production_facteur_de_correction_Hespul_2009.png Facteurs de correction du productible à 30° Sud selon l'orientation et l'inclinaison des panneaux ©Hespul

Une manière plus précise de représenter ce facteur de correction est donnée par le graphique ci-après. Ce graphique s’entend pour la région lyonnaise mais est utilisable pour des localisations sur l’ensemble de la France métropolitaine sans introduire d’erreur significative.

estimer_production_abaque_coeff_attenuation_PVSYST_2009.png Abaques donnant le coefficient d’atténuation du rayonnement lorsque la position des modules n’est pas optimale (calculé pour la région de Lyon) ©PVSyst

Les ombrages éventuels

Un ombrage sur les modules peut avoir des origines diverses : arbre, bâtiment ou relief naturel installé plus au sud que le système photovoltaïque. Selon la taille de l’obstacle et surtout sa hauteur, l’impact de l’ombrage –une perte de production– est plus ou moins importante, c’est pourquoi il vaut mieux la quantifier avant d’investir.

Si vous pensez que votre site va subir un ou plusieurs ombrages, vous devez réaliser un "relevé de masque", correspondant à un relevé d’ombrages en utilisant par exemple, la méthode mise à disposition dans nos publications ci-dessous.

Le relevé de masque se fait à l’aide d’un diagramme solaire (voir photo ci-dessous). L’exploitation des informations relevées se fait ensuite par votre installateur (ou éventuellement votre conseiller du réseau FAIRE ) à l’aide d’un logiciel spécialisé.

releve_masque_soleil_marguerite_Hespul-PVSyst_2009 Relevé de masque de l'installation Soleil Marguerite avec la photo des différents ombrages ©PVSYST/Hespul

En première approche, il est préférable d’éviter de placer des modules dans des zones ombragées une partie de l’année ou de la journée. Pour tout obstacle situé directement au sud du champ photovoltaïque, un éloignement de 2,5 à 3 fois la hauteur du masque est nécessaire pour éviter tout effet d’ombrage.

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Publications

Comment faire un relevé de masques (PDF - 1,1 Mio) télécharger
Télécharger les diagrammes solaires du lieu d’implantation du système PV (Enertech) (lien externe) consulter
Démo pour effectuer une simulation de production sur PVGIS (PDF - 38,0 Mio) télécharger

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