Indicateurs clés des installations solaires : Le glossaire
Introduction : Pas de planification sans chiffres
Comme pour tous les systèmes techniques, les indicateurs sont essentiels pour sélectionner les bons composants et adapter le système aux exigences souhaitées. Avec les bons indicateurs, chaque installation solaire peut être dimensionnée de manière optimale.
Cet article résume tous les indicateurs importants – de la puissance au rendement en passant par les caractéristiques des batteries.
Puissance et énergie
Puissance électrique (kW)
Définition : La puissance est le travail par unité de temps – c'est-à-dire la quantité d'énergie convertie par seconde.
Pour les installations solaires : La puissance électrique est la quantité d'énergie solaire qui peut être convertie en énergie électrique par unité de temps.
Unité : Kilowatt (kW) = 1 000 Watts
Exemples :
- Petit onduleur : 3 kW
- Installation moyenne : 5-10 kW
- Pompe à chaleur : 3-12 kW
- Borne de recharge VE : 11-22 kW
Puissance crête (kWc)
Définition : La puissance maximale possible d'une installation solaire dans des conditions de test standard (STC) :
- Irradiation : 1 000 W/m²
- Température de cellule : 25 °C
- Masse d'air : AM 1,5
Signification : Le kilowatt-crête (kWc) est l'unité de mesure permettant de comparer les installations solaires. Une installation de 10 kWc peut fournir au maximum 10 kW avec un ensoleillement optimal.
En pratique : En France et en Europe centrale, les installations n'atteignent leur puissance crête que quelques heures par an (journée d'été claire, soleil de midi).
Production d'électricité (kWh)
Définition : La quantité d'énergie réellement produite sur une période donnée.
Unité : Kilowattheure (kWh) = 1 kW de puissance pendant 1 heure
Exemples :
| Appareil | Puissance | Durée de fonctionnement | Consommation |
|---|---|---|---|
| Ampoule LED | 10 W | 5 h | 0,05 kWh |
| Lave-linge | 2 000 W | 1 h | 2 kWh |
| Recharge VE | 11 000 W | 3 h | 33 kWh |
Production annuelle : Une installation de 10 kWc en Europe centrale produit environ 900-1 100 kWh par kWc, soit 9 000-11 000 kWh par an.
Rendements
Qu'est-ce que le rendement ?
Définition : Le rapport entre l'énergie utilisable et l'énergie consommée.
Formule : η = Énergie utilisable / Énergie consommée × 100 %
Illustration : Une ampoule à incandescence ne convertit que 5 % de l'énergie en lumière – 95 % sont perdus en chaleur. Les LED atteignent 40-50 %.
Rendement des modules solaires
| Technologie | Rendement | Particularités |
|---|---|---|
| Monocristallin | 18-24 % | Efficacité maximale, aspect sombre |
| Polycristallin | 15-20 % | Moins cher, structure bleutée |
| Couche mince | 8-15 % | Flexible, résistant à l'ombrage partiel |
| Pérovskite (laboratoire) | jusqu'à 30 % | Technologie d'avenir |
| Tandem (laboratoire) | jusqu'à 47 % | Cellules multicouches |
Rendement de l'onduleur
Les onduleurs modernes atteignent un rendement de 96-98 %. Les pertes proviennent de :
- Pertes de commutation dans les semi-conducteurs
- Consommation propre de l'électronique
- Dégagement de chaleur
Rendement européen : Une valeur moyenne pondérée qui prend en compte le comportement réel en charge partielle (plus important que le rendement maximal).
Rendement système
Le rendement global d'une installation PV se situe typiquement à 80-90 %. Les pertes proviennent de :
- Pertes dans les câbles (1-2 %)
- Onduleur (2-4 %)
- Encrassement (2-5 %)
- Pertes thermiques (5-10 %)
- Ombrage partiel (variable)
Indicateurs des batteries
Capacité (kWh)
Définition : La quantité d'énergie qu'une batterie peut stocker et restituer.
Distinction :
- Capacité brute : Capacité totale physique
- Capacité nette : Réellement utilisable (90-95 % de la capacité brute)
Valeurs typiques pour les batteries domestiques : 5-15 kWh
Puissance de charge et décharge (kW)
Définition : La vitesse à laquelle la batterie peut absorber ou restituer de l'énergie.
Signification : Détermine si la batterie peut absorber les pics de charge (ex. : cuisinière électrique, pompe à chaleur et sèche-linge simultanément).
Valeurs typiques : 3-10 kW pour les batteries domestiques
Taux C
Définition : Rapport entre la puissance de charge/décharge et la capacité de la batterie.
Formule : C = Puissance (kW) / Capacité (kWh)
Exemple :
- 10 kW de puissance / 20 kWh de capacité = 0,5C
- À 0,5C, la batterie se charge/décharge en 2 heures
| Taux C | Temps de charge/décharge | Signification |
|---|---|---|
| 0,2C | 5 heures | Charge ménagée |
| 0,5C | 2 heures | Typique batterie domestique |
| 1C | 1 heure | Charge rapide |
| 2C | 30 minutes | Haute performance |
Important : Des taux C plus élevés sollicitent davantage la batterie et peuvent réduire sa durée de vie.
Durée de vie en cycles
Définition : Nombre de cycles complets de charge/décharge qu'une batterie peut supporter avant une perte de capacité définie (généralement 80 % de capacité restante).
Valeurs typiques :
- Plomb-acide : 500-1 500 cycles
- Lithium-ion : 5 000-10 000 cycles
Conversion : À raison d'un cycle par jour = 13-27 ans de durée de vie
Profondeur de décharge (DoD – Depth of Discharge)
Définition : Jusqu'où la batterie peut être déchargée sans subir de dommages.
Valeurs :
- Plomb-acide : 50 % DoD recommandé
- Lithium-ion : 80-100 % DoD possible
Signification : DoD plus élevé = plus de capacité utilisable, mais usure potentiellement plus rapide.
Autarcie et autoconsommation
Taux d'autarcie
Définition : Part de la consommation électrique couverte par la propre installation solaire.
Formule : Autarcie = Autoconsommation / Consommation totale × 100 %
Valeurs typiques :
| Configuration | Taux d'autarcie |
|---|---|
| PV seul | 25-35 % |
| PV + petite batterie | 50-65 % |
| PV + grande batterie | 70-85 % |
| PV + batterie + comportement optimisé | 80-95 % |
Taux d'autoconsommation
Définition : Part de l'électricité solaire produite qui est consommée sur place (non injectée dans le réseau).
Formule : Autoconsommation = Consommation propre / Production totale × 100 %
Signification : Plus le taux d'autoconsommation est élevé, plus l'installation est rentable (l'autoconsommation économise environ 0,20-0,25 €/kWh par rapport à l'injection).
Indicateurs économiques
Production spécifique (kWh/kWc)
Définition : Production annuelle divisée par la puissance installée.
Valeurs typiques en Europe centrale : 900-1 100 kWh/kWc
Dépend de :
- Localisation (sud de l'Europe > nord de l'Europe)
- Orientation (sud optimal)
- Inclinaison (30-35° optimal)
- Ombrage
Ratio de performance (PR)
Définition : Rapport entre la production réelle et la production théoriquement possible.
Valeurs typiques : 75-85 %
Signification : Indique la qualité de l'installation et du montage.
Coût de production de l'électricité (LCOE)
Définition : Coût par kilowattheure produit sur toute la durée de vie.
Calcul : Coûts totaux / Production totale (sur 20+ ans)
Valeurs actuelles (2025) :
- Installations sur toiture : 5-10 centimes/kWh
- Grandes installations : 3-6 centimes/kWh
- Électricité du réseau : 20-30 centimes/kWh
Vue d'ensemble : Les unités en un coup d'œil
| Unité | Nom | Signification |
|---|---|---|
| kW | Kilowatt | Puissance (travail par temps) |
| kWh | Kilowattheure | Énergie (1 kW pendant 1 heure) |
| kWc | Kilowatt-crête | Puissance PV maximale (STC) |
| % (η) | Rendement | Énergie utilisable / énergie consommée |
| C | Taux C | Puissance de charge/décharge / capacité |
| % DoD | Profondeur de décharge | Profondeur de décharge maximale |
Conclusion
En bref : Avec ces indicateurs, les installations solaires de différentes tailles peuvent etre comparees, le stockage approprie dimensionne, la rentabilite calculee et la qualite de l'installation evaluee. Les parametres les plus importants pour la planification sont le kWc (taille de l'installation), les kWh de stockage (capacite de stockage), le taux d'autarcie (independance du reseau) et le taux d'autoconsommation (rentabilite).
La série complète « Comment fonctionne une installation solaire ? »
- Du photon au volt : Comment fonctionne une cellule solaire ? – Bases du photovoltaïque
- Structure d'une installation PV : Du module à l'injection – Composants et cheminement du courant
- AC/DC en photovoltaïque : Onduleurs et conversion – Électronique de puissance
- Batteries de stockage : L'assistant par mauvais temps – Stockage d'énergie
- Indicateurs d'une installation solaire : Le glossaire – Vous êtes ici
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