Solaire photovoltaïque | Suisse
29 décembre 2022

Comment faire le dimensionnement de panneaux solaires pour votre entreprise ?

dimensionnement solaire

Vous souhaitez faire installer des panneaux solaires pour votre entreprise ? L’installation d’un système d’énergie solaire est une excellente initiative qui présente de nombreux avantages : économies d’énergie, augmentation de votre résilience par une production énergétique locale et à prix fixe, exploitation de ressources renouvelables et moins émettrices de CO2…

Mais combien de panneaux faut-il pour équiper votre entreprise et optimiser votre investissement ? Comment faire le dimensionnement de vos panneaux photovoltaïques ? Combien coûte un dimensionnement solaire ?

Le nombre de panneaux sur vos toits impact directement votre rentabilité, alors on vous dit tout sur le dimensionnement de vos panneaux solaires !

Mais d’abord, pourquoi passer aux panneaux solaires photovoltaïques ?

Produire sa propre électricité, c’est un peu comme avoir la puissance du soleil directement chez soi. Voici 4 bonnes raisons de passer aux panneaux solaires :

L’augmentation du prix de l’électricité rogne moins vos marges

Vous n’êtes pas sans savoir que l’électricité connaît une hausse des prix remarquable. Elle augmentait de 4 % à 6 % depuis 10 ans mais jusqu’à +250 % dans certaines communes de Suisse en 2023 !

La tendance est donc à la hausse. Or le prix de l’électricité impacte directement le résultat net des entreprises. Par exemple, pour un chai de taille moyenne, diminuer la facture électrique de 45 % revient à augmenter le résultat net de l’exploitation de 7 à 8 %.

Plus le prix de l’électricité du réseau est haut, plus vite votre investissement sera rentabilisé rapidement et vous permettra de réaliser de belles économies.

Le temps de retour sur investissement est plus rapide que jamais

Le temps de retour sur investissement dépend de nombreux facteurs mais il se situe généralement entre 6 et 9 ans en Suisse pour des installations bien dimensionnées et présentant une orientation et une inclinaison optimales.

Ce temps de retour sur investissement dépend notamment du coût d’achat et de revente de l’électricité.

impact du dimensionnement sur la rentabilite des panneaux solaires
Exemple pour un concessionnaire automobile, gains cumulés sur 30 ans avec 2 scénarios d’augmentation du prix de l’électricité.

Par exemple, pour un chai viticole ou un concessionnaire automobile, les rendements d’une installation photovoltaïque bien dimensionnée en Suisse sont d’environ 10% annuels et le projet est rentable en seulement 13 à 18 ans si l’on considère des augmentations annuelles du prix de l’électricité de 3 et 5%.

Le rendement des panneaux solaires photovoltaïques est la part de l’énergie entrante (sous forme de radiation solaire) dans le système qui est transformée en électricité. On estime le rendement des panneaux solaires photovoltaïques à 21%. Plus celui-ci est élevé, plus le projet sera rentable rapidement.

Vous gagnez en résilience

Avec les panneaux photovoltaïques, pas de mauvaise surprise en découvrant vos factures.

Vous produisez une quantité d’énergie régulière et prévisible, vous pouvez donc anticiper et maîtriser facilement vos dépenses. Chaque kWh produit et consommé sur place vous fait économiser.

Si une soudaine augmentation du prix de l’énergie survient (familier ?), une installation photovoltaïque bien dimensionnée peut diminuer jusqu’à 70% l’impact de cette hausse des prix sur vos activités.

Suivant votre stratégie, vous pouvez alors proposer des produits moins chers que vos concurrents, forcés d’augmenter leur prix, ou augmenter vos marges en suivant les prix de vos concurrents.

Une production d’énergie plus verte

Les panneaux solaires photovoltaïques sont recyclés et revalorisés à environ 94% dans les fillières europèennes (les 6% restants étant perdu sous forme de poussière lors du broyage).

De plus, les panneaux photovoltaïques sont un moyen de production énergétique bas carbone essentiel au respect des objectifs climatiques de la COP21.

Selon RTE, chaque installation photovoltaïque qui vient remplacer une production de gaz ou de charbon, des énergies fossiles très émissives dont il faut vite se soustraire.

Chez Liight, nous avons conçu notre propre outil pour calculer les économies carbones d’une installation solaire. Voici les résultats pour une installation de 60 panneaux avec un onduleur de chaîne située à Genève.

Vous noterez que nous ne considérons l’impact que sur 30 ans, or la durée de vie des panneaux solaires actuels est estimée à 40 ans.

Economies émissions carbone installation solaire 60

Comment dimensionner votre installation solaire photovoltaïque ?

Les facteurs à considérer pour une installation optimale sont nombreux. L’enjeu est de taille car cette étape détermine votre niveau de production, le coût de votre installation, le temps de retour sur investissement…

Les principaux points à considérer sont au nombre de 4 :

  • Vos objectifs de consommation ;
  • Votre zone géographique dont découle votre niveau d’ensoleillement ;
  • L’inclinaison du toit et son orientation ;
  • Vos besoins en énergie et vos pics de consommation.

Passons-les en revue.

1 – Trouver le bon nombre de panneaux selon vos objectifs de consommation

Le type de dimensionnement dépend tout d’abord de l’objectif de votre installation :

Autoconsommation totale

L’autoconsommation totale consiste à produire et consommer votre propre énergie solaire que vous obtenez grâce à l’installation de panneaux photovoltaïques, munis de batterie. Vous obtenez donc l’énergie nécessaire au nombre d’heures de consommation et la puissance de vos équipements.

C’est l’option pour ceux qui souhaitent rendre leur entreprise totalement autonome, mais cela nécessite de surdimensionner la taille de votre installation. Comme cela gonfle l’investissement initial, cette solution est souvent moins intéressante.

En plus de cela, il faut ajouter le prix et l’empreinte carbone des batteries qui est non négligeable.

Autoconsommation avec vente du surplus

La vente de surplus consiste, quant à elle, à vendre l’énergie produite en trop par vos panneaux solaires par rapport à ce que vos appareils consomment : c’est le surplus de production d’énergie.

Comme l’énergie solaire est une énergie intermittente, il arrive que des entreprises produisent plus que ce dont elles ont besoin à certain moment de la journée. Elles sont donc totalement autonomes sur ces périodes et peuvent même revendre ce dont elles n’ont pas besoin.

La quantité de surplus dépend donc de votre consommation et de la puissance des installations solaires photovoltaïques. C’est le modèle le plus courant car le plus intéressant financièrement.

Dans nos régions, le surplus est plus important d’avril à septembre mais certaines périodes de décembre peuvent quand même être source de revenus.

Autoconsommation
Autoproduction

Vente totale

Comme son nom l’indique, la vente totale consiste à vendre toute l’énergie produite par votre installation solaire. Cela vous permet de rentabiliser plus ou moins rapidement (selon l’investissement de base et la production solaire) vos installations.

Elle vous assure un revenu annuel en continuant l’utilisation de l’électricité du réseau de distribution. Pour une entreprise, cela n’est souvent pas le plus rentable.

En effet, en Suisse, produire et consommer soi-même un kWh permet d’économiser environ 30 ct (18 à 55 ct selon votre fournisseur). Le revendre en vente totale aurait rapporté 18 ct.

Les seuls cas ou la vente totale est la solution la plus pertinente est quand les consommations de l’entreprise sont extrêmement faibles ou complétement décalées avec les périodes de production. Une boite de nuit pourrait être dans ce cas.

Nous revenons en détail sur les modes de consommation photovoltaïque les plus rentables dans différents scénarios dans notre article sur la vente totale vs la vente de surplus.

2 – Dimensionner votre installation selon votre localisation :

L’efficacité de vos panneaux solaires dépend du niveau d’ensoleillement de la ville où se trouvent vos bâtiments.

Plus le lieu est ensoleillé, plus vous profiterez des bénéfices et de la puissance des panneaux solaires.

ensoleillement-de-la-suisse
Inclinaison et orientation optimale

Outre votre zone géographique, l’ombrage du lieu joue également beaucoup. Si une montagne ou un arbre masque le soleil une partie de la journée, ou qu’une cheminée est sur le toit, cela impact la production.

Même la couleur du sol jour un rôle (faible, c’est vrai). Toute chose égale par ailleurs, vous produirez moins avec une installation photovoltaïque sur un bâtiment sur un sol noir (goudron) qu’un sol blanc car une partie de l’énergie solaire sera réfléchie. C’est l’effet d’albédo.

3 – Selon l’inclinaison de votre toit et l’azimut (son orientation)

En Suisse on préconise une inclinaison entre 30° et 35° car c’est de cette manière que les panneaux peuvent bénéficier de la meilleure intensité lumineuse et donc être les plus rentables possibles.

C’est la moyenne des meilleures inclinaisons possibles selon les différentes saisons (puisque selon la saison, l’inclinaison idéale change).

Notez que ce chiffre change avec la latitude, l’inclinaison optimale pour des panneaux photovoltaïques à Zurich n’est pas la même qu’à Genève.

Tableau d ensoleillement Liight

Si un bâtiment à un pan de toit au sud, nous ne couvrirons que celui-ci. Si les pans sont orientés Est et Ouest, il arrive que le plus intéressant soit d’équiper les deux pans de toits.

Vous l’aurez deviné, la rentabilité d’une installation solaire sur un toit plat est plus importante : on peut régler l’inclinaison et l’orientation des panneaux pour maximiser les rendements et la pose coûte moins cher car plus simple pour les installateurs.

Bon à savoir : Un panneau mal installé peut perdre jusqu’à 45% de son efficacité si il est mal orienté et mal incliné.

Le nombre de panneaux dépend de votre consommation et de vos usages

Bien sûr, le dimensionnement de vos panneaux solaires va dépendre de votre consommation électrique. Plus vous consommez, plus l’ensemble de vos panneaux doivent atteindre une puissance importante et donc un dimensionnement élevé.

Pour vous donner un ordre d’idée, voici les consommations selon la surface et le type de votre bâtiment :

Entrepôts :

  • 780 kWh environ pour 30 m² ;
  • 1300 kWh environ pour 50 m² ;
  • 1950 kWh environ pour 75 m² ;
  • 2600 kWh environ pour 100 m² ;
  • 3120 kWh environ pour 120 m² ;

Maison de particulier :

  • 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.

Bureaux :

  • 1620 kWh environ pour 30 m² ;
  • 2700 kWh environ pour 50 m² ;
  • 4050 kWh environ pour 75 m² ;
  • 5400 kWh environ pour 100 m² ;
  • 6480 kWh environ pour 120 m² ;

Magasin :

  • 16 680 kWh environ pour 30 m² ;
  • 27800 kWh environ pour 50 m² ;
  • 41700 kWh environ pour 75 m² ;
  • 55600 kWh environ pour 100 m² ;
  • 66720 kWh environ pour 120 m² ;

Restaurant :

  • 1590 kWh environ pour 30 m² ;
  • 2650 kWh environ pour 50 m² ;
  • 3975 kWh environ pour 75 m² ;
  • 5300 kWh environ pour 100 m² ;
  • 6360 kWh environ pour 120 m² ;

Combien de panneaux solaires faut-il pour un bâtiment autonome ?

Le nombre de panneaux solaires nécessaires, comme le dimensionnement, varie selon tous les critères énoncés ci-dessus. Pour un bâtiment autonome, cela dépend donc aussi de la surface du bâtiment, de la consommation, de l’emplacement etc.

Pour connaître approximativement le nombre de panneaux dont votre entreprise a besoin, il faut diviser votre consommation annuelle par le facteur de conversion (0,85).

Exemple : si vous utilisez 35 000 kWh d’électricité par an, vous aurez besoin d’une installation avec une puissance de 35 000/0,85 = 41 170 Wc. La puissance effective d’un panneau solaire photovoltaïque standard étant entre 395 et 400 Wc, vous aurez donc besoin d’approximativement 102 panneaux solaires. Attention, cela suggère un profil de consommation « classique » c’est-à-dire des besoins bien plus importants en journée que pendant la nuit.

Être autonome en énergie grâce au solaire est-il rentable ?

Non : rechercher l’autonomie totale n’est souvent pas la solution la plus économique ni la plus écologique. Les batteries coûtent encore très chères et les technologies dominantes actuelles (Lithium-Ion) sont très polluantes à produire.

A cause de l’intermittence de l’énergie solaire, une entreprise souhaitant être autonome devra se doter d’un moyen de stockage. Le surplus de la journée sera ainsi conservé dans des batteries pour que vous puissiez l’utiliser les jours de mauvais temps ou lorsqu’il fait sombre.

Conclusion : les batteries augmentent considérablement le montant de l’investissement initial et alourdissent le bilan carbone de l’opération. Néanmoins elles peuvent augmenter la rentabilité d’une installation si le taux d’autoconsommation sans elles était bas.

Comment faire le dimensionnement de l’onduleur photovoltaïque ?

Lorsque vous faites installer des panneaux solaires photovoltaïques sur vos bâtiments, l’onduleur photovoltaïque sert à rendre l’énergie produite par ces panneaux utilisables. Il transforme le courant continu en courant alternatif.

Correctement dimensionné, il permet de produire plus et mieux, tout en assurant une bonne durée de vie à votre système photovoltaïque. Mais comment faire le dimensionnement de l’onduleur ? Il va dépendre de plusieurs critères :

  • La puissance de l’onduleur, qui doit représenter environ 80% de la puissance nominale des modules ;
  • La tension, qui doit être supérieure à celle de tous les modules réunis ;
  • L’intensité : celle de l’onduleur doit être supérieure à celle du système ;
  • La plage MPP : la tension des panneaux doit y être incluse.

À moins de tout faire vous-mêmes, vous n’aurez jamais à faire ces calculs. Connaître leur existence est donc largement suffisant pour mener à bien un projet d’installation photovoltaïque.

Exemple de dimensionnement de panneaux solaires

Voici un exemple concernant un chai viticole et une maison pour lesquels le propriétaire souhaite faire installer des panneaux solaires.

Après vérification, toutes les conditions d’installation des panneaux sont réunies.

conditions d'installation panneaux solaires

L’inclinaison des panneaux solaires est à 25° et 35° et l’installation a été faite de manière à ce que l’autoconsommation et l’autoproduction soient maximisées grâce à l’évaluation de la trajectoire du soleil.

Quelques aides à l’installation de panneaux solaires sont disponibles, totalisant CHF 1100 de contribution de base par la petite rétribution unique plus CHF 380 par kWc installés soit CHF 7144. Total des aides : 8244 francs.

Au total, ce sont deux pans de toits qui ont été équipés en panneaux solaires pour le chai et un pan de toit pour la maison.

En termes de consommation électrique, le chai est à 26 060 kWh annuels et 6 355 kWh pour la maison.

Pour plus de contexte, voici les informations pour les deux bâtiments :

Orientation des

Pour le chai, nous comptabilisons donc un total de 47 panneaux sur les deux toits :

  • 28 panneaux orientés Nord-Nord Est à 25 degrés
  • 19 orientés Sud Sud Ouest à 25 degrés

Pour la maison, ont été installés :

  • 22 panneaux orientés Sud ouest, 1/4 ouest

Quels sont les résultats de ce projet solaire ?

Pendant une journée d’été (13 août 2022), la puissance atteint son maximum entre 12 et 14h, produisant jusqu’à 12 kW.

Production en été installation photovoltaïque

Une telle installation permet par moments de couvrir très largement les besoins des bâtiments, et donc de revendre une partie de la production solaire.

production et consommation panneaux solaires exemple

Est-ce que l’installation photovoltaïque est rentable ?

À long terme, cette installation solaire est tout à fait rentable. Grâce aux 64% d’autoconsommation (16448 kWh), les gains annuels sont d’un montant de 6228 francs, et le retour sur investissement a lieu environ 10 ans après l’installation.

Au niveau du bénéfice total, il est estimé entre CHF 265000 HT et CHF 582000 HT suivant si l’augmentation annuelle moyenne du prix de l’électricité moyenne est de 3 ou 5%.

Et écologiquement parlant ?

Saviez-vous que le Soleil produit autant d’énergie en une heure sur notre planète que l’humanité en consomme pendant une année ?!

L’installation de panneaux solaires pour les bâtiments représente de toute évidence une économie d’argent pour les entreprises, mais c’est également une manière de prendre part au changement en consommant mieux, grâce aux ressources naturelles d’énergie.

En effet, l’impact des panneaux solaires est positif ; il ne rejette aucun polluant lors de la production d’énergie.

C’est lors de sa fabrication et son transport qu’il impacte négativement l’environnement à cause de différents gaz à effets de serre, mais cet impact est neutralisé dès 2 à 4 ans, et le niveau de carbone évité après 30 ans de solaire dépasse largement l’empreinte carbone de l’installation.

Par exemple, pour l’installation de 80 panneaux photovoltaïques sur un entrepôt de stockage sur Vaud, une installation photovoltaïque permet d’économiser près de 400 tonnes de CO2 au bout de 30 ans.

conomies de CO2 photovoltai204136que
Cumul des économies de CO2 pour installation photovoltaïque de 80 panneaux en France.

Comment assurer le bon dimensionnement de vos panneaux solaires ?

Vous l’avez compris, pour répondre à vos besoins en consommation en assurant la rentabilité de votre installation solaire, le bon dimensionnement de vos panneaux est crucial.

Un surdimensionnement ou un sous-dimensionnement, et c’est votre rentabilité qui en prend un coup.

Oui mais voilà, vous n’avez aucune idée du bon calcul à faire ni de la manière dont il faut procéder pour assurer ce bon dimensionnement.

Notre conseil ? L’installation de panneaux photovoltaïques pour économiser au maximum et rendre vos bâtiments plus respectueux de l’environnement.

Pour obtenir une étude de faisabilité et de rentabilité complète, faites-vous accompagner par Liight.

Grâce à notre offre personnalisée, vous obtiendrez une analyse de votre consommation pour répondre à vos besoins précis ainsi que l’installation de vos panneaux et un accompagnement personnalisé.

Malo Ricordel, Directeur Général

J’assure le développement stratégique et commercial de l’entreprise. Passionné d’innovation, de transition énergétique et d’entrepreneuriat, j’ai à cœur de vous fournir les informations les plus précises possibles.

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