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Comment calculer le nombre de panneaux solaires nécessaires pour une maison ?

Les énergies renouvelables connaissent un nouvel élan depuis plusieurs décennies. Parmi celles-ci, l’énergie solaire est la plus accessible aux particuliers, qui peuvent facilement faire installer des panneaux photovoltaïques sur leur toiture. Cette opération permet de faire des économies sur les factures et de revendre de l’électricité, tout en faisant un geste pour l’environnement. Avant de se lancer, il est essentiel de choisir la taille de l’installation solaire, notamment sa puissance et le nombre de panneaux qui seront posés.

calculer le nombre de panneaux solaires pour une maison

Combien faut-il de panneaux solaires pour alimenter une maison ?

L’installation de panneaux solaires dans une maison est un projet unique, qui doit être pensé spécifiquement pour le logement, ses occupants et leurs habitudes de consommation. Il existe toutefois des règles générales qui s’appliquent à la plupart des cas. Pour calculer le nombre de panneaux photovoltaïques nécessaires, on se base souvent sur la consommation annuelle en électricité du logement. Exprimée en kilowattheure (kWh), elle se trouve sur la facture de régularisation ou peut être estimée en faisant une simulation gratuite en ligne. La consommation en électricité d’une famille dépend de nombreux facteurs :

  • la surface du logement ;
  • son isolation ;
  • le nombre d’occupants ;
  • la quantité et la qualité des appareils électroménagers ;
  • etc.

Pour les consommateurs qui n’auraient pas encore tous les détails, il est possible de faire une estimation rapide en fonction de la surface de la maison uniquement. La consommation annuelle d’électricité est de :

  • 5 500 kWh environ pour 30 m² ;
  • 9 000 kWh environ pour 50 m² ;
  • 12 500 kWh environ pour 75 m² ;
  • 15 500 kWh environ pour 100 m² ;
  • 18 500 kWh environ pour 120 m².

Une fois la consommation annuelle connue (en kWh ou en euros), il est très simple d’estimer le nombre de panneaux solaires requis grâce au tableau ci-dessous :

Surface du logement en m²Consommation annuelle du ménage en kWhFacture annuelle au Tarif Bleu d’EDF en eurosNombre de panneaux photovoltaïques
Inférieure à 70 m²Inférieure à 11 000 kWhInférieure à 2 000 €8 à 12
Entre 70 et 110 m²Entre 11 000 et 17 000 kWhEntre 2 000 et 3 000 €16 à 20
Supérieure à 110 m²Supérieure à 17 000 kWhSupérieure à 3 000 €25 à 30
Nombre de panneaux solaires en fonction de la surface et de la consommation annuelle

Le nombre de panneaux solaires fait varier la puissance totale de l’installation photovoltaïque (exprimée en kilowatt-crête). En effet, chaque module a une puissance généralement comprise entre 250 et 350 Wc (soit entre 0,25 et 0,35 kWc). Cette puissance est un paramètre très important, car c’est elle qui détermine la quantité d’électricité qui peut être générée par un panneau. Les centrales photovoltaïques installées chez des particuliers ont la plupart du temps une puissance comprise entre 1 et 9 kWc et elles sont généralement classées en 3 catégories : les installations de 3 kWc, celles de 6 kWc et celles de 9 kWc. Voici :

  • le nombre de panneaux solaires pour 3 kWc : 8 à 12 ;
  • le nombre de panneaux solaires pour 6 kWc : 16 à 20 ;
  • le nombre de panneaux solaires pour 9 kWc : 25 à 30.

Ces informations sont générales, et ne visent à donner qu’un ordre d’idée du nombre de panneaux photovoltaïques qu’il peut être nécessaire d’installer. Pour avoir des conseils adaptés, il est vivement recommandé de s’adresser à des installateurs professionnels qui seront en mesure de proposer un projet personnalisé. Il est également possible de prendre d’autres facteurs en compte pour faire soi-même un calcul du nombre de panneaux photovoltaïques nécessaires. Ces éléments sont détaillés ci-dessous et incluent notamment :

  • l’usage prévu pour l’électricité produite (autoconsommation, injection du surplus ou revente totale) ;
  • la surface de toiture disponible ;
  • la zone géographique où se trouve le logement ;
  • l’inclinaison et orientation des panneaux photovoltaïques ;
  • le budget alloué au projet.

Combien de panneaux solaires thermiques pour une maison ?

Les panneaux thermiques, comme leur nom l’indique, sont utilisés pour chauffer une maison ou seulement sa réserve d’eau chaude, parfois pour chauffer une piscine. Là aussi, le nombre de capteurs à installer dépend de la surface du logement, de sa consommation annuelle et des usages qui sont faits des panneaux. Pour avoir des conseils personnalisés, mieux vaut demander l’aide de professionnels.

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Choisir le nombre de panneaux selon le mode de consommation

Les consommateurs qui décident d’investir dans des panneaux photovoltaïques ont trois options quant à ce qu’ils décident de faire avec l’électricité produite par les modules. Ils peuvent choisir :

  • l’autoconsommation totale, cela signifie que l’installation solaire ne sera pas raccordée au réseau. Le ménage consomme l’énergie produite et le surplus est perdu ;
  • l’autoconsommation avec revente de surplus où une part de l’électricité est consommée et une autre est revendue à EDF Obligation d’Achat (OA) ;
  • la revente totale qui implique de vendre toute l’énergie photovoltaïque produite.

Combien de panneaux solaires pour une maison autonome ?

L’autoconsommation totale est souvent envisagée pour les maisons autonomes, ces logements qui ont pour but de fonctionner grâce à leur environnement, sans apports de l’extérieur. Cela signifie qu’elles sont souvent indépendantes des réseaux d’approvisionnement en eau, électricité, gaz, etc.

Pour pouvoir utiliser l’électricité dans ces habitations, la solution la plus simple et économique est bien souvent l’installation de panneaux solaires associés à une batterie pour assurer le stockage de l’énergie produite. Dans ce cas-là, il est nécessaire de surdimensionner l’installation par rapport aux informations données ci-dessus. Pour trouver le nombre de panneaux solaires nécessaires pour une maison autonome, il faut :

  1. calculer très précisément la quantité d’électricité qui sera consommée dans le logement par saison ;
  2. estimer la quantité d’électricité qui doit être produite à chaque saison pour permettre le fonctionnement normal de la maison autonome. Il faut ici tenir compte des pertes liées au stockage et à l’intermittence de l’énergie solaire ;
  3. en fonction de l’ensoleillement annuel dont bénéficie l’habitation, trouver la puissance photovoltaïque (en kWc) qui produira l’électricité nécessaire à chaque saison ;
  4. selon le type de panneau solaire envisagé (monocristallin ou polycristallin notamment, mais aussi marque et modèle), diviser la puissance totale nécessaire par la puissance d’un panneau pour obtenir le nombre de panneaux photovoltaïques à installer. Par exemple, s’il faut 12 kWc et que chaque panneau a une puissance de 0,3 kWc (300 Wc), il faut poser 40 modules photovoltaïques.

En principe, ces calculs sont effectués pour l’hiver, saison pendant laquelle les besoins en électricité augmentent et la production des panneaux baisse. Cela signifie cependant qu’il y a des pertes importantes en été où la production sera bien plus élevée que les besoins de la famille. De plus, dans le cas d’une maison autosuffisante, la batterie et l’onduleur doivent être parfaitement adaptés aux panneaux solaires choisis, en particulier à leur puissance totale.

L’autoconsommation totale ne concerne toutefois pas que les maisons autonomes. Les kits photovoltaïques qui peuvent être installés au sol, sur un abri ou une pergola ne peuvent pas faire l’objet d’un raccordement des panneaux photovoltaïques au réseau. Leur production est donc entièrement consommée par les occupants du logement, stockée dans une batterie ou perdue ; il s’agit ici aussi d’autoconsommation. Dans ce cas-là, l’habitation est par ailleurs raccordée au réseau pour son alimentation en électricité. Le choix du nombre de panneaux photovoltaïques doit donc se faire en fonction des besoins de la famille et du budget prévu. Par exemple :

  • le nombre de panneaux solaires pour recharger une voiture électrique est généralement compris entre 8 et 12, ce qui correspond à une puissance d’environ 3 kWc. Cependant, une installation photovoltaïque en autoconsommation totale pour charger un véhicule électrique n’est pas toujours une bonne idée : si la voiture n’est pas présente au domicile en journée (parce que l’utilisateur part travailler avec), elle ne pourra pas profiter de l’électricité produite ;
  • il est possible d’alimenter la pompe d’une piscine grâce à des panneaux photovoltaïques. Ceux-ci sont principalement utilisés en complément d’un raccordement au réseau, de manière à s’assurer que l’eau ne tournera pas par manque de filtration ; ce sont souvent 1 ou 2 panneaux qui sont achetés dans ce cas de figure. Pour savoir combien de panneaux solaires installer pour une piscine sans raccordement au réseau électrique, il faut calculer le nombre d’heures de fonctionnement nécessaire chaque jour et connaître la puissance de la pompe de filtration. Une fois ces paramètres connus, il est possible d’estimer la puissance nécessaire et donc le nombre de panneaux à poser ;
  • le nombre de panneaux solaires pour une pompe immergée d’une capacité de 5 m³ par jour va généralement de 1 à 3, selon la puissance unitaire des modules choisis. Ces pompes sont surtout utilisées pour remonter l’eau d’un puits vers une réserve située en hauteur, la distribution de l’eau se fait ensuite simplement par gravité. L’avantage du solaire est donc que l’eau peut être stockée en hauteur la journée et accessible en continu, même lorsque le soleil ne brille plus, sans avoir besoin d’investir dans une batterie.

Combien de panneaux solaires pour l’autoconsommation avec revente de surplus ?

Le cas d’une famille qui souhaite consommer une partie de sa production d’électricité et revendre ce qui n’est pas immédiatement utilisé est celui où la décision du nombre de modules photovoltaïques qui seront installés est la plus importante. En effet, selon la puissance cumulée de tous ces panneaux, les aides financières pour panneaux solaires attribuées seront différentes, et la rentabilité aussi. De plus, dans le cas de l’autoconsommation avec injection du surplus de production, plus la part d’électricité photovoltaïque est élevée (par rapport à la proportion vendue à EDF OA), plus l’installation solaire sera rentabilisée rapidement.

C’est pour ces raisons qu’il est vivement conseillé aux particuliers qui souhaitent installer des panneaux solaires dans cette optique de se baser principalement sur leurs besoins en électricité pour choisir la puissance et le nombre de panneaux à poser :

  • 3 kWc, soit 8 à 12 panneaux pour un foyer consommant moins de 11 000 kWh chaque année ;
  • entre 3 et 6 kWc, soit 16 à 20 modules pour une consommation comprise entre 11 000 et 17 000 kWh chaque année ;
  • entre 6 et 9 kWc, soit 25 à 30 capteurs photovoltaïques pour les logements consommant plus de 17 000 kWh par an.

Installation photovoltaïque de puissance supérieure à 9 kWc

L’immense majorité des centrales solaires domestiques (installées chez des particuliers) se limitent à 9 kWc pour des questions d’espace disponible limité, de coûts élevés et de rentabilité faible. Toutefois, les consommateurs qui ne sont pas concernés par ces freins peuvent tout à fait choisir de faire poser des panneaux dont la puissance cumulée dépasse 9 kWc.

Combien de panneaux solaires pour la revente totale ?

La revente totale était historiquement la solution privilégiée par de nombreux propriétaires. En effet, elle était fortement encouragée par les pouvoirs publics par le biais d’un tarif d’achat du photovoltaïque bien plus attractif en revente totale qu’en autoconsommation avec injection du surplus.

La situation s’est aujourd’hui inversée, en particulier depuis la création de la prime à l’autoconsommation, une aide de l’État à laquelle les installations en revente totale ne sont pas éligibles. Le choix du nombre de panneaux photovoltaïques en revente totale est moins décisif pour la rentabilité de l’installation solaire qu’en autoconsommation partielle ; les ménages se basent souvent sur la surface du toit et le budget fixé pour décider.

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Quelle surface de panneau solaire pour une maison ?

Avant de se lancer dans un projet photovoltaïque, il est important de se demander combien de panneaux solaires on pourra installer au maximum sur la toiture existante. En effet, la taille de l’installation sera forcément limitée par l’espace disponible. Plusieurs paramètres sont à considérer :

  • les pans de toit exposés au nord, au nord-est et au nord-ouest ne sont pas intéressants pour la production photovoltaïque ;
  • les espaces ombragés en journée sont également à proscrire. Il faut tenir compte des cheminées, lucarnes, arbres avoisinants, immeubles proches, etc. ;
  • à moins d’utiliser des tuiles solaires, un espace libre d’au moins 20 cm doit être laissé en bordure de toit.

La surface de toiture exploitable pour l’installation solaire limite obligatoirement la puissance totale qui peut être posée. La correspondance entre nombre de panneaux, puissance et surface de toit est récapitulée dans le tableau ci-dessous :

Puissance totale en kWcNombre de panneauxSurface nécessaire estimée en m²
3 kWc8 à 1215 à 25 m²
6 kWc16 à 2033 à 47 m²
9 kWc25 à 3050 à 70 m²
Surface des panneaux solaires en fonction de leur nombre et puissance

Manque d’espace pour panneaux solaires ?

Pour les propriétaires dont la toiture n’est pas adaptée à une installation photovoltaïque (manque de place, ombres excessives, mauvaise orientation, etc.), d’autres solutions existent. Il est notamment possible de faire poser des panneaux sur un abri de jardin ou de voiture, un garage, une pergola, ou même au sol. Selon l’option choisie, la vente de tout ou partie de l’électricité ne sera toutefois pas toujours possible.

Nombre de panneaux solaires en fonction du budget

Un critère limite souvent le nombre de panneaux qui peuvent être installés : le coût élevé de ce type d’investissement. La rentabilité du solaire sur le long terme est généralement bonne, mais tous les consommateurs ne disposent pas d’une épargne suffisante pour investir dans une installation de puissance élevée. Le budget détermine donc souvent le nombre de modules qui seront installés. Voici un ordre de grandeur des prix pratiqués pour une centrale photovoltaïque en toiture, matériel et main-d’œuvre inclus.

Puissance en kWcNombre de panneaux photovoltaïquesFourchette de prix en euros TTC
3 kWc8 à 127 500 à 14 000 €
6 kWc16 à 2012 500 à 19 500 €
9 kWc25 à 3017 500 à 24 500 €
Combien coûtent les panneaux solaires ?
Estimation des tarifs 2021

Aides au photovoltaïque en France

Pour encourager les particuliers à investir dans les énergies renouvelables, les pouvoirs publics proposent plusieurs aides financières. Pour le photovoltaïque, ce sont notamment :

  • la prime à l’investissement, souvent appelée prime à l’autoconsommation ;
  • le tarif subventionné d’achat du photovoltaïque par EDF OA ;
  • la TVA à taux réduit.

De plus, certaines collectivités locales (commune, département, région) attribuent des aides supplémentaires, et l’Anah (Agence nationale de l’habitat) aide également les foyers les plus modestes dans leur projet solaire.

Nombre de panneaux pour installation solaire selon le rendement

Le rendement d’un panneau photovoltaïque est la quantité d’électricité qui peut être produite par celui-ci. Le rendement est bien sûr affecté par l’ensoleillement moyen de la zone où se trouve le panneau. Donc, pour produire la même quantité d’électricité, le nombre de panneaux photovoltaïques à poser à Lille est plus élevé qu’à Marseille ; la puissance installée est elle aussi plus importante. La zone géographique et son ensoleillement doivent impérativement être pris en compte pour décider des dimensions d’une centrale photovoltaïque.

La zone géographique n’est pas le seul facteur limitant la production d’un panneau solaire : l’inclinaison et l’orientation du toit sur lequel se fait l’installation jouent un rôle majeur. L’énergie solaire est plus concentrée lorsque les panneaux sont exposés plein sud et inclinés à 30 ou 40°. Cependant, la majorité des toitures ne remplissent pas précisément ces conditions. Heureusement, les pertes de rendement peuvent être mesurées de façon précise :

Tableau sur la perte de rendement photovoltaïque selon inclinaison et orientation des modules
Perte de rendement photovoltaïque induite par l’inclinaison et l’orientation des modules

Une installation dont la perte de rendement due à l’orientation et l’inclinaison est importante doit voir sa taille augmentée en conséquence.

Calculer le nombre de panneaux pour une installation solaire

Pour connaître le nombre de panneaux photovoltaïques à installer dans chaque situation, il faut donc :

  1. connaître la consommation annuelle moyenne d’électricité ;
  2. déterminer le mode de consommation (autoconsommation totale, vente de surplus ou revente totale), cette information est indispensable pour la suite ;
  3. estimer la surface de toit disponible et adaptée à une centrale photovoltaïque ;
  4. définir le budget que le ménage souhaite allouer à ce projet ;
  5. calculer le rendement qui peut être attendu en fonction du lieu d’implantation et des caractéristiques de la toiture ;
  6. à partir de toutes ces informations, choisir la solution la plus appropriée.

L’idéal est de se faire accompagner dans cette démarche par un professionnel qui saura donner des conseils personnalisés et adapter parfaitement l’installation aux besoins de la famille. Pour être sûr de faire le bon choix, il est conseillé de demander des devis à plusieurs installateurs de panneaux photovoltaïques pour pouvoir comparer ce qu’ils proposent et les prix pratiqués.

Pour des panneaux photovoltaïques en autoconsommation avec revente du surplus de production (le cas le plus courant aujourd’hui), voici une simulation du nombre de panneaux à installer en fonction des critères mentionnés ci-dessus :

Puissance installée
3 kWc6 kWc9 kWc
Nombre de panneaux8 à 1216 à 2025 à 30
Consommation annuelleInférieure à 11 000 kWhEntre 11 000 et 17 000 kWhSupérieure à 17 000 kWh
Surface du logementInférieure à 70 m²Entre 70 et 110 m²Supérieure à 110 m²
Surface de toit utilisable15 à 25 m²33 à 47 m²50 à 70 m²
Coût TTC de l’installation7 500 à 14 000 €12 500 à 19 500 €17 500 à 24 500 €
Critères de choix du nombre de panneaux photovoltaïques

Ce tableau doit servir à donner un ordre de grandeur des projets généralement installés, mais ne remplace pas l’avis d’un professionnel certifié. De plus, rappelons que plusieurs facteurs ont tendance à faire augmenter le nombre de panneaux solaires nécessaires :

  • un ensoleillement annuel faible ;
  • une orientation de la toiture peu favorable ;
  • une inclinaison trop basse ou trop élevée du toit ;
  • un ombrage excessif de la zone d’installation des panneaux solaires.

Pour les consommateurs qui ne peuvent pas se permettre d’investir immédiatement dans une centrale photovoltaïque, il est possible de faire un geste pour la planète sans débourser un seul centime en choisissant une offre d’électricité verte. Les conseillers téléphoniques Choisir.com sont disponibles pour accompagner les personnes qui le souhaitent dans le choix de leur fournisseur et de leur contrat, c’est un service gratuit et sans engagement.

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