Ratio de performance photovoltaïque

Le ratio de performance, abrégé PR (de l’anglais performance ratio), est un indicateur souvent affiché pour une installation photovoltaïque. Sur votre bâtiment, vous pouvez le trouver dans le rapport de maintenance ou sur le portail de l’onduleur, l’appareil qui convertit le courant continu des panneaux en courant alternatif. Cette page explique ce que ce chiffre mesure et pourquoi il permet de comparer des périodes ou des sites qui ne reçoivent pas le même soleil. Elle dit aussi ce qu’il faut pour le calculer, quelle valeur publiée sert de repère, et pourquoi ce repère n’est pas une promesse. Elle s’adresse au responsable technique, au responsable de site et au gestionnaire de patrimoine.

Que mesure le ratio de performance d’une installation photovoltaïque ?

Le ratio de performance compare deux quantités d’énergie sur une même période. D’un côté, ce que l’installation a réellement produit. De l’autre, ce qu’elle aurait produit en théorie.

La production théorique se calcule simplement. On prend l’irradiation reçue dans le plan des modules, puis on la multiplie par la puissance crête. L’irradiation, c’est l’énergie solaire reçue par une surface pendant une période donnée. Le plan des modules, c’est la surface des panneaux eux-mêmes, avec leur orientation et leur inclinaison, et non le sol à côté.

La puissance crête demande une précision. C’est une donnée de laboratoire, mesurée dans des conditions fixes : mille watts de lumière par mètre carré, des cellules à vingt-cinq degrés et un spectre de lumière normalisé. Elle sert à caractériser les modules. Ce n’est donc pas la puissance que vous verrez sur le toit à un instant donné.

En pratique, le ratio dit quelle part de l’énergie théorique disponible a été effectivement produite. Le centre de ressources photovoltaique.info détaille ce calcul sur sa page Rendement d’un système photovoltaïque.

Pourquoi ce ratio ne dépend-il ni du soleil ni de la taille de l’installation ?

Le centre de ressources photovoltaique.info le résume ainsi : « C’est le calcul du Ratio de Performance (PR) qui permet de rendre compte de la qualité de fonctionnement d’une installation indépendamment de l’irradiation ou de la puissance crête des modules ». L’explication tient dans la formule. Le soleil reçu est au dénominateur, la taille de l’installation aussi. Ce qui reste mesure donc la qualité de fonctionnement.

La même source décrit la production comme dépendant de trois termes : l’irradiation reçue, la puissance crête et le ratio de performance. Elle précise : « La différence entre les productions théoriques et réelles provient des pertes engendrées par les différents équipements de l’installation. »

Lu du côté de l’exploitant, cela éclaire les rôles. L’ensoleillement ne dépend pas de vous. La puissance crête est fixée à la pose. En pratique, le ratio est le terme sur lequel l’exploitation et la maintenance peuvent jouer.

Un autre indicateur circule aussi : le rendement spécifique, c’est-à-dire la production rapportée à chaque kilowatt-crête installé. Il permet de comparer des sites de tailles différentes. Mais il dépend encore du lieu, et le centre de ressources publie d’ailleurs une production moyenne attendue selon la localisation. Le rendement spécifique retire la taille ; le ratio de performance retire aussi l’ensoleillement reçu.

Que faut-il pour le calculer, et sur quelle période le lire ?

Trois données sont nécessaires. La production réelle mesurée, d’abord. La puissance crête, ensuite, qui figure dans le dossier de l’installation. Enfin, l’irradiation reçue dans le plan des modules sur la même période. En pratique, c’est souvent cette mesure d’ensoleillement qui manque ou qui change d’un calcul à l’autre.

Un rapport international publié en 2021 dans le cadre du programme IEA PVPS s’est penché sur la mesure de l’évolution des performances. Ses auteurs indiquent qu’en l’absence de station météo sur le site, des données d’ensoleillement issues de satellites sont utilisables. Ils notent aussi que le résultat dépend de la méthode : un filtrage poussé des données peut le tirer vers le haut ou vers le bas.

Ce rapport porte sur l’évolution des performances, pas sur le ratio lui-même. En pratique, on en tire une lecture pour le ratio. Un ratio n’a de sens qu’avec sa période et sa méthode. Deux valeurs se comparent seulement si elles couvrent des périodes comparables et sont calculées de la même façon.

Il existe enfin une norme internationale volontaire, l’IEC 61724-1, dans son édition de 2021. Elle décrit la terminologie, les équipements et les méthodes du suivi et de l’analyse de performance des systèmes photovoltaïques. Elle définit aussi des classes de systèmes de suivi.

Avant de comparer deux ratios

1. La même période, ou des périodes comparables.
2. La même mesure d’ensoleillement, sur site ou par satellite.
3. La même méthode de calcul et le même traitement des données.

Quelle valeur attendre, et pourquoi n’est-ce ni une cible ni un engagement ?

Il existe un repère publié. Le centre de ressources photovoltaique.info écrit : « Le ratio de performance se situe entre 0,7 et 0,8 pour des installations classiques correctement conçues. » Autrement dit, entre sept et huit dixièmes de l’énergie théorique disponible.

Ce repère se lit avec ses mots. C’est une fourchette générique, publiée pour des installations « classiques », avec un calcul posé sur une année. Ce n’est ni une norme, ni une cible pour votre site, ni un engagement. La page du centre de ressources ne donne pas de valeur propre à une toiture professionnelle récente.

La lecture inverse vaut aussi. Un ratio sous ce repère n’est pas, en soi, la preuve d’un défaut. Un ratio dans ce repère ne prouve pas que tout va bien. Dans les deux cas, il pose une question à éclaircir, avec sa période et sa méthode de calcul.

Comment s’en servir pour juger la production de votre installation ?

Pour savoir si une installation produit bien, le centre de ressources rappelle qu'« il est nécessaire de comparer la production réelle mesurée sur site à une production de référence ». Le ratio de performance est une façon de faire cette comparaison, en retirant l’effet du soleil et de la taille. La page consacrée à la référence de comparaison, le productible, détaille les autres approches.

Le ratio prend surtout son intérêt dans la durée. Suivi dans le temps, avec la même méthode, un ratio qui s’écarte de ses valeurs habituelles signale, en pratique, des pertes à expliquer. Selon la page du centre de ressources sur le rendement, l’écart entre production théorique et production réelle provient des pertes des équipements de l’installation. La cause se cherche ensuite : la page consacrée à la baisse de production en présente la démarche.

Vous pouvez dès maintenant poser deux questions à qui vous présente un ratio. D’où vient la mesure d’ensoleillement ? Comment le chiffre est-il calculé, et sur quelle période ? Les réponses disent ce que la valeur permet de comparer.

Chez Suivi Solaire, le suivi de production est proposé avec la maintenance ; le contrat en précise le contenu.

Que préparer pour faire lire les indicateurs de votre installation ?

Un ratio se lit avec ses données. Sans la puissance crête, la production mesurée et une mesure d’ensoleillement fiable, le chiffre reste difficile à interpréter. Quelques documents suffisent souvent pour démarrer une lecture sérieuse.

Réunir les données utiles

1. Le dossier de l’installation

   la puissance crête et la date de mise en service.

2. L’étude de production d’origine

   si elle existe, elle donne l’attendu calculé avant la pose.

3. Le portail de l’onduleur

   un accès et la possibilité d’exporter l’historique.

4. Le compteur

   l’accès à ses données, via votre compte auprès du gestionnaire de réseau.

Questions fréquentes