Choisir l’orientation et l’inclinaison de panneaux solaires : le guide complet

publié le 27/05/2021 | mis à jour le 17/01/2024 | par Laurie Fouché

Quelle orientation pour un panneau solaire ?

De ces deux paramètres, l’orientation est celui qui a le plus d’impact sur le rendement de panneaux solaires : ceux-ci doivent être exposés directement aux rayons du soleil pour fonctionner correctement.

Meilleure orientation pour panneau solaire

Dans l’hémisphère nord, l’orientation idéale pour un panneau solaire est plein sud. Une exposition sud-est ou sud-ouest est aussi très bonne et l’installation de panneaux orientés plein est ou plein ouest peut également s’avérer rentable. La seule orientation à proscrire est au nord, car ces panneaux ne seraient jamais exposés à la lumière directe. Cela est le résultat de la course du soleil qui se lève à l’est et se couche à l’ouest en passant par le sud.

Dans l’hémisphère sud, la situation est inversée : l’orientation parfaite est plein nord, puis viennent nord-est et nord-ouest et enfin est et ouest. En effet, depuis l’hémisphère sud, la course du soleil va de l’est à l’ouest en passant par le nord.

Il est donc admis que l’orientation recherchée pour des panneaux solaires doit être le plus au sud possible dans l’hémisphère nord (et inversement dans l’hémisphère sud), mais que l’efficacité des panneaux reste bonne de l’est jusqu’à l’ouest. Il est important de connaître la perte de rendement exacte qu’implique une orientation autre que plein sud, notamment pour s’assurer d’investir dans une installation adaptée aux besoins du ménage.

Ce tableau est dédié aux panneaux solaires photovoltaïques, qui produisent de l’électricité. Pour les panneaux solaires thermiques, qui produisent de la chaleur, la baisse de rendement est plus faible, et un panneau exposé plein est ou plein ouest peut produire jusqu’à 90 % de sa capacité maximale.

Choisir l’orientation de panneaux solaires

Le choix de l’orientation de panneaux solaires se fait principalement en fonction du logement. En effet, l’installation de panneaux solaires se fait principalement en toiture, et les espaces disponibles dépendent donc des pans de toit déjà existants, ou à construire dans le cas d’une maison neuve.

Toutefois, il est important de noter que le projet solaire doit être créé autour des besoins de la famille, de leurs habitudes de consommation. Financièrement, il est plus intéressant de consommer l’électricité produite que de la revendre. Donc, même si la revente d’électricité à EDF Obligation d’Achat (OA) participe à la bonne rentabilité des panneaux photovoltaïques, les consommateurs ont tout intérêt à investir dans une installation qui atteint son rendement maximal lorsque les besoins du foyer sont au plus haut. Par exemple, pour une famille dont tous les membres sont absents en journée et rentrent vers 16 h ou 17 h, une orientation sud-ouest peut s’avérer très intéressante en semaine. Pour ce qui est du week-end, les heures de production maximale peuvent être considérées comme des heures creuses pendant lesquelles il est conseillé de faire tourner les appareils les plus énergivores (lave-linge, sèche-linge, lave-vaisselle, etc.).

En ce qui concerne les panneaux solaires thermiques, la chaleur ne peut pas être stockée indéfiniment, ni revendue à EDF OA. Le projet doit donc être parfaitement adapté au mode de vie des utilisateurs.

Quelle inclinaison pour un panneau solaire ?

L’inclinaison est l’angle que forment le panneau solaire et le sol que l’on considère ici comme parfaitement plat. Un panneau incliné à 0° est donc à plat contre le sol, ou horizontal ; un panneau à 90° est à la verticale, par exemple fixé en façade d’un bâtiment. La course du soleil variant beaucoup d’une zone géographique à une autre et au cours de l’année, il est extrêmement difficile de donner une valeur à l’inclinaison idéale pour des panneaux solaires. Toutefois, il existe des recommandations générales qui aideront chaque consommateur à faire le meilleur choix possible.

L’inclinaison, bien que majoritairement exprimée en degrés, peut également être indiquée en pourcentages. Cela est plutôt rare pour les panneaux solaires, mais peut se produire. Pour aider nos lecteurs à s’y retrouver, voici un tableau de correspondance ; les pourcentages y ont été arrondis à l’entier le plus proche.

Inclinaison des panneaux photovoltaïques

Les panneaux solaires photovoltaïques produisent de l’électricité grâce à l’énergie solaire. Leur production est maximale lorsque les rayons du soleil arrivent perpendiculairement sur les cellules photovoltaïques ; autrement dit, lorsque le panneau en question fait face au soleil. Toutefois, le module photovoltaïque produit de l’électricité dès qu’il est exposé au soleil, quelle que soit l’incidence des rayons.

Le problème principal que rencontrent les consommateurs qui souhaitent déterminer la meilleure inclinaison pour les panneaux solaires est le même que pour l’orientation : elle change en fonction du jour de l’année et de l’heure de la journée. Il faut donc forcément se satisfaire d’un compromis, d’une valeur moyenne. La position du soleil dans le ciel en un point donné dépend aussi et surtout de la latitude, ou la position du lieu par rapport aux pôles terrestres. Pour calculer l’inclinaison idéale des panneaux solaires à l’année, on utilise généralement la formule suivante :

I = |L| – 10

où :

• I est l’inclinaison à l’année exprimée en degrés ;
• |L| est la valeur absolue de la latitude, exprimée en degrés.

La valeur absolue d’un nombre est uniquement sa partie numérique, sans signe (+ ou -). Dans le cas présent, les latitudes sont positives dans l’hémisphère nord et négatives dans l’hémisphère sud ; lorsque l’on utilise la valeur absolue d’une latitude, tous les signes « – » disparaissent donc pour l’hémisphère sud.

C’est cette formule qui permet de maximiser la production d’électricité tout au long de l’année. Pour les personnes qui souhaitent plutôt maximiser la production des panneaux photovoltaïques en hiver, la formule devient alors :

I = |L| + 10

La seule zone où ces formules ne fonctionnent pas est aux abords de l’équateur : dans une bande d’une trentaine de degrés autour de cette ligne imaginaire, les panneaux devraient être posés à plat pour une production optimale à l’année. Dans les faits, il est plutôt recommandé de leur donner une inclinaison de 5° à 10°. Cela permet de s’assurer que les poussières et l’eau ne s’accumulent pas en surface.

Les mêmes valeurs sont valables pour les installations effectuées en Amérique, en Asie ou en Océanie, car la longitude (positionnement est-ouest d’un point sur Terre) n’a pas d’effet sur l’inclinaison conseillée pour les panneaux solaires. Pour les personnes qui souhaitent réaliser des calculs plus précis, l’outil du programme européen d’évaluation des ressources solaires donne des valeurs utilisables à partir de bases de données très complètes pour l’Afrique et l’Europe. Toutefois, le site internet est en anglais.

Enfin, il faut souligner que ces données sont des indications qui doivent servir à se faire une idée de la situation idéale, mais il n’est pas nécessaire de les suivre à la lettre pour avoir une installation photovoltaïque rentable. En France métropolitaine par exemple, on considère qu’une inclinaison comprise entre 10° et 60° est parfaitement adaptée à un projet photovoltaïque. Il est toujours plus intéressant d’utiliser la pente de la toiture déjà en place que de chercher à faire des modifications pour atteindre l’inclinaison parfaite. La baisse de rendement liée à une inclinaison sous-optimale est faible (voir tableau ci-dessous), et elle peut facilement être compensée par une installation de puissance légèrement supérieure.

Inclinaison des panneaux thermiques

Les panneaux solaires thermiques ne produisent pas d’électricité, mais de la chaleur. Ils sont en général utilisés pour produire de l’eau chaude sanitaire, et parfois pour chauffer un logement grâce à un système de radiateurs hydrauliques. La chaleur produite ne peut pas être vendue, ni stockée sur de longues périodes ; pour que l’installation soit rentable, il faut donc que les panneaux thermiques fonctionnent de manière optimale lorsque les besoins sont les plus hauts : en hiver.

L’inclinaison recommandée pour un panneau solaire thermique n’est donc pas une moyenne qui vise à maximiser la production à l’année, mais une moyenne de la meilleure inclinaison sur les mois les plus froids, en automne et en hiver. Pour les panneaux thermiques, la meilleure inclinaison à l’année correspond donc à celle des panneaux photovoltaïques pour la période automne-hiver. La formule est à nouveau :

I = |L| + 10

avec :

• I l’inclinaison recommandée ;
• |L| la valeur absolue de la latitude.

Il existe toutefois une exception à cette règle : l’inclinaison des panneaux solaires pour le chauffage de la piscine. Celui-ci est généralement nécessaire à la belle saison, et les panneaux thermiques qui chauffent la piscine peuvent donc être posés avec un angle un peu plus faible qui tirera partie du soleil estival, placé haut dans le ciel.

Ces recommandations sont générales, chaque cas étant unique, il est conseillé de demander leur avis à des professionnels de la région avant de se lancer. Par exemple, dans des régions montagneuses, il se peut que la période de froid soit bien plus longue ; l’inclinaison des panneaux thermique doit alors être modifiée pour augmenter les performances du système.

Le cas particulier des panneaux hybrides

Il existe aujourd’hui des panneaux solaires qui produisent de l’électricité et de la chaleur : ce sont les panneaux aérovoltaïques et les panneaux hybrides hydrauliques. La question se pose alors de savoir s’il faut les installer avec l’orientation et l’inclinaison d’un panneau photovoltaïque ou d’un panneau thermique.

Les systèmes solaires hybrides sont composés de cellules photovoltaïques sur le dessus, et la chaleur est récupérée en dessous des panneaux. La production d’électricité est plus rentable que la production de chaleur, car elle peut être revendue à EDF Obligation d’Achat pour profiter du tarif d’achat de l’électricité photovoltaïque avantageux lorsqu’elle n’est pas consommée. Nous conseillons donc aux particuliers d’utiliser pour leurs panneaux hybrides l’inclinaison optimale pour panneaux photovoltaïques.

Rendement solaire selon l’orientation et l’inclinaison

L’inclinaison et l’orientation de panneaux solaires ont donc une influence sur la productivité de ces derniers. Pour obtenir les meilleurs résultats possibles, il est important de considérer ces deux paramètres en même temps, et non séparément. Cela permet d’opter pour le meilleur compromis.

Le tableau ci-dessous indique le pourcentage de production par rapport à la maximale indiquée par le fabricant qui peut être attendu de panneaux photovoltaïques en France métropolitaine en fonction de l’orientation et de l’inclinaison. L’orientation est ici exprimée en degrés : 0° signifie plein sud, 90° plein est ou ouest et 180° plein nord. Pour calculer les rendements du photovoltaïque, on se limite en général à 90, voire 100° (comme dans le tableau ci-dessous). En effet, avec une orientation supérieure à 90°, les panneaux sont exposés nord-est ou nord-ouest et, en se rapprochant de 180°, plein nord. Ces orientations sont vivement déconseillées pour des panneaux solaires, car elles font chuter drastiquement le rendement.

Pour les panneaux solaires thermiques, les performances qui peuvent être attendues selon l’inclinaison et l’orientation sont légèrement différentes. Elles sont représentées sur le schéma ci-dessous :

Alternative au photovoltaïque

Les particuliers qui se renseignent sur l’installation de panneaux solaires peuvent se sentir découragés par toutes les formalités à réaliser et toutes les décisions à prendre. De plus, l’investissement initial est conséquent, malgré les nombreuses aides financières pour l’installation de panneaux solaires. Pour commencer une transition vers une consommation d’électricité plus propre tout en faisant des économies sur les factures, il existe une solution très simple : le changement de fournisseur d’électricité. Cette démarche est gratuite, sans engagement et s’effectue sans coupure de l’approvisionnement du logement en électricité.

Il existe aujourd’hui de nombreux fournisseurs différents, concurrents d’EDF. Chaque fournisseur propose ses propres contrats à des prix spécifiques ; il est donc possible de faire des économies, de bénéficier d’une option tarifaire spéciale (autre que Base ou Heures Pleines Heures Creuses), de consommer uniquement de l’électricité verte, du gaz vert, etc. Pour trouver l’offre la plus adaptée à chaque situation, il est conseillé d’utiliser un comparateur d’offres d’électricité en ligne, c’est un service gratuit et sans engagement. De plus, les conseillers énergie Choisir.com sont joignables par téléphone pour aider tous les particuliers à souscrire l’offre parfaite.