Combien de watts produit une cellule solaire ? Rendement par type, taille et conditions
Une seule cellule solaire (la plaquette, ~156mm×156mm) produit très peu de puissance seule. On achète des panneaux/modules (60–144 cellules). Voici le détail.
Rendement cellule unique (Conditions standard : 1000 W/m², 25°C, AM1.5)
| Technologie cellule | Rendement typique | Puissance par cellule (W) | Tension (Vmp) | Courant (Imp) |
|---|---|---|---|---|
| Silicium Monocristallin (PERC, TOPCon, HJT) | 22–24%+ | 5,5–7,5 W | 0,65–0,75 V | 9–11 A |
| Silicium Polycrystalin | 17–19% | 4,5–6,0 W | 0,60–0,70 V | 8–10 A |
| Couche mince (CdTe, CIGS, a-Si) | 10–14% (CdTe jusqu'à 19%) | 1,5–3,5 W (surface plus grande) | 0,5–0,8 V | Variable |
| Multi-jonction (III-V, Spatiale/CPV) | 30–47% | 7–10+ W (petite surface, concentrée) | 2,5–3,5 V | Élevé |
Ce qu'on achète vraiment : Modules (Panneaux)
Les cellules sont connectées en série (tensions s'additionnent, courant identique) en modules :
| Type module | Nb cellules | Puissance typique (W) | Dimensions | Usage |
|---|---|---|---|---|
| Résidentiel (60/66/72 demi-cellules → 120/132/144) | 120–144 | 370–450 W (Mono PERC/TOPCon) | ~1,7m × 1,1m | Toiture |
| Commercial / Utility (72/78 pleines → 144/156 demi) | 144–156 | 450–600+ W | ~2,1m × 1,1m | Sol, toit plat |
| Petit / Portable (12V/24V charge batterie) | 36–72 | 50–200 W | Variable | Camping-car, bateau, hors-réseau |
Rendement réel : STC vs NOCT vs Réel
- STC (Nominal) : Labo : 1000 W/m², 25°C cellule. Chiffre marketing.
- NOCT (Température nominale cellule en fonctionnement) : 800 W/m², 20°C air, 1 m/s vent → Cellule ~45°C. Rendement ~75–80% du STC.
- Réel : 15–25% du nominal en moyenne journalière (facteur de charge).
Panneau 400W → 1,6–2,4 kWh/jour (moyenne US).
Midi été : 300–350W. Hiver/Nuageux : 50–150W. Nuit : 0W.
Facteurs clés influençant le rendement
- Irradiance (Intensité solaire) : Normal direct = max. Nuages = 10–25%. Angle compte (perte cosinus).
- Température : –0,3% à –0,5%/°C au-dessus de 25°C. Toit chaud (60°C) → 15–20% perte vs STC.
- Ombre : Ombre partielle sur 1 cellule tue toute la chaîne (diodes bypass aident mais perdent 1/3).
- Encrassement : Poussière, pollen, fientes → 2–10% perte. Pluie nettoie.
- Dégradation : 0,5%/an (garantie linéaire). 25 ans → ~87,5% restant.
- Écrêtage onduleur : DC > puissance AC → pic perdu. Surdimensionnement 1,2–1,3x courant.
Calcul rapide : Taille système nécessaire
Conso journalière kWh / (Heures soleil de pointe × 0,77 dérate système) = kWc requis
Exemple : 30 kWh/jour ÷ (4,5 HSP × 0,77) = 8,6 kWc ≈ 22 × panneaux 400W
Heures soleil de pointe (HSP) par localisation : NREL PVWatts.
En résumé : Ne dimensionnez pas par *watts cellule*. Dimensionnez par **puissance panneau × heures soleil de pointe × 0,77**. Un « panneau 400W » donne ~1,8 kWh/jour moyen US. Une cellule ? ~0,02 kWh/jour — inutile seule.