Efficacité des panneaux solaires
L'efficacité des panneaux solaires est une mesure de la quantité de lumière solaire (irradiation) qui tombe sur la surface d'un panneau solaire et est convertie en électricité. En raison des nombreux développements de la technologie photovoltaïque ces dernières années, le rendement moyen de conversion des panneaux est passé de 15 % à plus de 20 %. Ce grand saut d'efficacité a augmenté la puissance d'un panneau de taille standard de 250W à 370W.
Comme expliqué en détail ci-dessous, l'efficacité des panneaux solaires est déterminée par deux facteurs principaux ; l'efficacité de la cellule photovoltaïque (PV), en fonction de la conception de la cellule et du type de silicium, et l'efficacité totale du panneau, en fonction de la disposition, de la configuration et de la taille du panneau.
Efficacité des cellules
L'efficacité de la cellule est déterminée par la structure de la cellule et le matériau de base en silicium utilisé, qui est généralement de type P ou de type N. L'efficacité de la cellule est calculée par ce que l'on appelle le facteur de remplissage (FF), l'efficacité de conversion maximale d'une cellule PV à la tension et au courant de fonctionnement optimaux.
La conception des cellules joue un rôle important dans l'efficacité du panneau. Les principales caractéristiques sont le type silicium, les jeux de barres multiples (MBB) et le type passivation (PERC). Les cellules IBC coûteuses sont actuellement les plus efficaces (20-22%) grâce à la base de cellule en silicium de type N de haute pureté et à l'absence de pertes de barres omnibus/doigts. Cependant, les cellules mono PERC récentes avec MBB et les dernières cellules à hétérojonction (HJT) ont atteint des niveaux d'efficacité bien supérieurs à 20 %.
Efficacité du panneau
L'efficacité totale du panneau est mesurée dans des conditions de test standard (STC), sur la base d'une température de cellule de 25 °C, d'un rayonnement solaire de 1 000 W/m2 et d'une masse d'air de 1,5. L'efficacité (%) d'un panneau est calculée par la puissance maximale (W) à STC, divisée par la surface totale du panneau en mètres.
L'efficacité globale du panneau peut être affectée par de nombreux facteurs, notamment ; température, niveau de rayonnement, type de cellule et interconnexion des cellules. Étonnamment, même la couleur du support protecteur peut affecter son efficacité. Une plaque arrière noire est plus esthétique, mais absorbe plus de chaleur, ce qui entraîne une température de cellule plus élevée, ce qui augmente la résistance, ce qui réduit légèrement l'efficacité de conversion globale.
Les panneaux construits à l'aide de cellules avancées de contact arrière interdigité ou IBC sont les plus efficaces, suivis des cellules à hétérojonction (HJT), des cellules PERC monocristallines demi-coupées et multi-barres omnibus, des cellules en bardeaux et enfin des cellules 60 (4-5 barres omnibus) monocellules. Les panneaux poly- ou multicristallins à 60 cellules sont généralement les panneaux les moins performants et aussi les moins chers.
Top 10 des panneaux solaires les plus efficaces
Les panneaux solaires les plus efficaces disponibles en 2021 utilisent les cellules IBC de type N haute pureté de SunPower et LG. REC a récemment lancé la série Alpha utilisant des cellules HJT N hautes performances qui ont amélioré l'efficacité à un niveau proche du niveau des cellules IBC. Comme indiqué dans le tableau ci-dessous, la plupart des autres fabricants sont passés des cellules mono standard aux cellules mono PERC demi-coupe plus efficaces. De plus, les modules de nouvelle génération avec des cellules demi-coupées multi-busbars (MBB) de Longi Solar, Solaria, Trina, Jinko, Canadian et Hyundai ont augmenté l'efficacité du panneau de plus de 20 %.
| Faire | Modèle | Puissance | Efficacité | |
|---|---|---|---|---|
| 1 | SunPower | Maxeon 3 | 400 W | 22,6 % |
| 2 | LG | Néon R | 380 W | 22,0 % |
| 3 | REC | Alpha | 380 W | 21,7 % |
| 4 | FuturaSun | FU M Zebra | 360 W | 21,3 % |
| 5 | Panasonic | EverVolt | 370 W | 21,2 % |
| 6 | Trina Solaire | Vertex S | 405 W | 21,1 % |
| 7 | Jinko Solaire | Tiger Pro 6Rl3 | 390 W | 20,7 % |
| 8 | Cellules Q | Q.Peak DUO G9 | 360 W | 20,6 % |
| 9 | Winaico | WST-375MG | 375 W | 20,6 % |
| 10 | Longi Solaire | Hi-Mo 4 | 375 W | 20,6 % |
* Tailles de panneaux standard de 60 à 66 cellules (120-HC) et panneaux résidentiels avec 96/104 cellules.
Pourquoi l'efficacité est importante
Le terme efficacité est souvent utilisé, mais un panneau légèrement plus efficace n'est pas toujours synonyme d'un panneau de meilleure qualité. De nombreuses personnes considèrent l'efficacité comme le critère le plus important lors de la sélection d'un panneau solaire, mais le plus important est la qualité de fabrication liée aux performances réelles, à la fiabilité, au service du fabricant et aux conditions de garantie. En savoir plus sur la sélection des panneaux solaires de la meilleure qualité ici.
Temps de récupération plus rapide
En termes environnementaux, une efficacité accrue signifie généralement qu'un panneau solaire paiera l'énergie intégrée (énergie utilisée pour extraire les matières premières et fabriquer le panneau solaire) en moins de temps. Sur la base d'une analyse détaillée du cycle de vie, la plupart des panneaux solaires à base de silicium paient l'énergie grise en 2 ans. Cependant, comme l'efficacité du panneau a augmenté à plus de 20 %, la période de récupération a été réduite à moins de 1,5 an dans de nombreux endroits. Une efficacité accrue signifie également qu'un système solaire produira plus d'électricité sur la durée de vie moyenne de plus de 20 ans d'un panneau solaire et remboursera le coût initial plus tôt, ce qui signifie que le retour sur investissement (ROI) diminuera encore plus.
L'efficacité des panneaux solaires donne généralement une bonne indication des performances, d'autant plus que de nombreux panneaux très efficaces utilisent des cellules en silicium de type N de haute qualité avec un coefficient de température amélioré et une dégradation plus faible dans le temps. Certains fabricants, tels que LG et SunPower, offrent même des garanties avec une rétention de puissance de 90 % ou plus après 25 ans d'utilisation.