Combien de panneaux photovoltaïques pour alimenter une maison de 5 kW ?

5 kW, kWc, kWh : remettre les unités au clair

• kW (kilowatt) désigne une puissance instantanée côté utilisation électrique (appareils, abonnement). Une “maison de 5 kW” évoque souvent une pointe de consommation autour de 5 kW, voisine d’un contrat résidentiel 6 kVA.
• kWc (kilowatt-crête, ou kWp) est la puissance nominale d’un champ photovoltaïque mesurée en laboratoire (STC). C’est l’unité à employer pour dimensionner le générateur solaire.
• kWh (kilowattheure) est une énergie sur une période. La production annuelle d’une installation de 5 kWc s’exprime en kWh/an.

Important : un champ de 5 kWc ne délivre pas 5 kW en permanence. La puissance varie selon l’ensoleillement et les conditions, et l’énergie utile se mesure en kWh sur l’année.

La formule rapide pour déterminer le nombre de panneaux

Le calcul initial est direct :

• nombre de panneaux = puissance cible (en Wc) / puissance d’un panneau (en Wc), arrondie à l’entier supérieur
• puissance totale = nombre de panneaux × puissance d’un panneau

Pour viser 5 kWc (soit 5 000 Wc) :

• avec des modules de 400 Wc, 5 000 / 400 = 12,5 → 13 panneaux
• avec des modules de 500 Wc, 10 panneaux suffisent

Dans la pratique, on arrondit vers le haut pour atteindre ou dépasser légèrement la puissance visée (par exemple 5,2 kWc). Selon les contraintes de toiture, il peut être pertinent de sous-dimensionner (4,8 kWc) ou de surdimensionner (5,4–6 kWc) pour optimiser la production attendue.

Exemples concrets selon la puissance des modules

La technologie évolue vite. Aujourd’hui, les modules résidentiels les plus courants se situent autour de 375–450 Wc, avec une montée en puissance vers 500 Wc sur des formats plus grands. Voici des repères utiles.

Avec des panneaux de 300 Wc

• Calcul: 5 000 / 300 = 16,7 → 17 panneaux
• Puissance réelle: 17 × 300 = 5 100 Wc
• Taille typique par panneau: environ 1,6 m² (format “60 cellules” historique)
• Surface de panneaux: environ 27 m², à majorer de 10–20 % pour les espacements et accessoires

Ces modules, plus anciens et compacts, demandent plus d’unités pour la même puissance totale.

Avec des panneaux de 375 Wc

• Calcul: 5 000 / 375 = 13,3 → 14 panneaux
• Puissance réelle: 14 × 375 = 5 250 Wc
• Taille typique: 1,8–1,95 m²
• Surface de panneaux: 25–27 m² (à majorer de 10–20 %)

Bon compromis quand la toiture offre une surface moyenne, avec une puissance unitaire déjà plus moderne.

Avec des panneaux de 400 Wc

• Calcul: 5 000 / 400 = 12,5 → 13 panneaux
• Puissance réelle: 13 × 400 = 5 200 Wc
• Taille typique: environ 1,9–2,0 m²
• Surface de panneaux: environ 25 m² (plus marge d’implantation)

C’est une configuration très répandue en résidentiel, souvent idéale pour atteindre 5 kWc sans contrainte excessive d’espace.

Avec des panneaux de 410 Wc

• Calcul: 5 000 / 410 = 12,2 → 13 panneaux
• Puissance réelle: 13 × 410 = 5 330 Wc
• Taille typique: 1,9–2,0 m²
• Surface de panneaux: proche de 25 m² (hors marge)

Quelques watts en plus par module qui permettent une légère montée de puissance sans changer le nombre de panneaux.

Avec des panneaux de 450 Wc

• Calcul: 5 000 / 450 = 11,1 → 12 panneaux
• Puissance réelle: 12 × 450 = 5 400 Wc
• Taille typique: 2,05–2,2 m² (format “grand module”)
• Surface de panneaux: environ 25–26 m² (hors marge)

Puissants mais plus grands, ces modules réduisent le nombre d’unités au prix d’une emprise unitaire supérieure.

Avec des panneaux de 500 Wc

• Calcul: 5 000 / 500 = 10 panneaux
• Puissance réelle: 10 × 500 = 5 000 Wc
• Taille typique: 2,2–2,4 m²
• Surface de panneaux: environ 22–24 m² (hors marge)

Idéal pour limiter le nombre d’unités. Attention cependant aux dimensions et au poids, à vérifier par rapport à la charpente et aux zones de vent.

Astuce pratique : si vous hésitez entre deux puissances de module, vérifiez la surface de toiture disponible, la disposition possible (portrait/paysage) et le pas des chevrons. Le bon choix n’est pas uniquement une question de watts, mais aussi d’implantation.

Quelle surface de toiture prévoir pour 5 kWc ?

La surface totale dépend du nombre de panneaux et de leur format. En retenant des ordres de grandeur actuels :

• 13 modules de 400–410 Wc à 1,9–2,0 m² chacun = environ 25 m² de panneaux
• 12 modules de 450 Wc à ~2,1 m² chacun = environ 25–26 m² de panneaux
• 10 modules de 500 Wc à ~2,35 m² chacun = environ 23–24 m² de panneaux
• 17 modules de 300 Wc à ~1,6 m² chacun = environ 27 m² de panneaux

Ajoutez 10 à 20 % pour:

• les espaces entre rangées (éviter les ombrages et faciliter la ventilation),
• le contournement des obstacles (cheminées, fenêtres de toit, antennes),
• les contraintes de fixation (zones de rives, faîtage, égout).

Au total, une installation de 5 kWc demande en général 28 à 35 m² de toiture disponible, selon le modèle de panneau et la configuration. La notion de surface par panneau et la taille des panneaux jouent donc un rôle central dans l’implantation.

Orientation, inclinaison et ombrage : ce qui change réellement

La puissance nominale (kWc) est la même quel que soit l’angle. En revanche, la production annuelle (kWh) varie fortement.

• Orientation:
  • Sud: référence optimale.
  • Sud-est / sud-ouest: baisse typique de 5 à 10 % par rapport au plein sud.
  • Est-ouest: baisse autour de 10 à 20 %, avec une courbe de production plus étalée (utile pour l’autoconsommation matinale et en fin d’après-midi).
• Inclinaison:
  • Entre 25 et 35°: très bon compromis en France métropolitaine.
  • Toitures à 15–20°: légère baisse (quelques %) mais excellents résultats sur l’année.
  • Toitures terrasses: 10–15° en châssis lestés pour limiter la prise au vent et l’ombrage inter-rangées.
• Ombrages:
  • Même partiels (acrotères, cheminées, arbres), ils peuvent pénaliser fortement une chaîne de panneaux en série.
  • Solutions: optimiseurs de puissance ou micro-onduleurs pour limiter l’impact d’un module ombragé sur toute la chaîne, et étude d’implantation pour éviter les masques aux heures clés.
  • Si l’ombrage est inévitable sur une partie significative de la journée, on peut compenser en augmentant légèrement la puissance crête totale (plus de panneaux) afin d’atteindre l’objectif annuel en kWh.

Le dimensionnement ne se résume pas à un calcul de nombre de panneaux. Une simulation de productible tenant compte de l’orientation, de l’inclinaison et des masques est déterminante.

Production annuelle d’une installation de 5 kWc

La production dépend de l’irradiation locale et des conditions de pose. En France, on observe généralement:

• Nord et Nord-Est: 1 000–1 100 kWh par kWc et par an
• Ouest et Centre: 1 100–1 250 kWh/kWc/an
• Sud et littoral méditerranéen: 1 250–1 450 kWh/kWc/an
• Corse et zones très ensoleillées: jusqu’à 1 500 kWh/kWc/an

Exemples indicatifs pour 5 kWc bien orientés:

• 5 kWc × 1 050 = 5 250 kWh/an (Nord)
• 5 kWc × 1 200 = 6 000 kWh/an (Centre-Ouest)
• 5 kWc × 1 350 = 6 750 kWh/an (Sud)

Des écarts de ±10 % sont courants selon l’inclinaison réelle, la température et l’éventuelle présence d’optimisation à l’ombre. Notez aussi que la température de fonctionnement réduit la puissance instantanée des modules (coefficient typique −0,3 à −0,4 %/°C au-dessus de 25 °C), d’où l’intérêt d’une bonne ventilation sous les panneaux.

Et l’autoconsommation dans tout ça ?

• Sans batterie, la part d’électricité solaire directement utilisée dans une maison typique varie souvent entre 30 et 50 %, selon les usages (chauffe-eau programmé en journée, pompe de piscine, charge de véhicule électrique).
• Avec pilotage et stockage, la part d’autoconsommation peut monter sensiblement, mais le dimensionnement doit rester cohérent avec les besoins et la surface disponible.

Choisir la puissance des panneaux pour atteindre 5 kWc

Le choix de la puissance unitaire n’est pas qu’une affaire de “plus c’est gros, mieux c’est”. Plusieurs critères entrent en jeu :

• Surface de toiture disponible: si elle est limitée, des modules de 450–500 Wc peuvent réduire le nombre d’unités, à condition que leur format s’insère correctement (portrait/paysage, pas de chevrons).
• Poids et contraintes mécaniques: plus le module est grand, plus la prise au vent et les efforts mécaniques sont importants. Vérification de la charpente et respect des zones de fixation obligatoires.
• Esthétique et homogénéité: un seul format facilite l’implantation, évite des “dents” visuelles et simplifie la maintenance.
• Compatibilité onduleur: l’architecture électrique (string ou micro-onduleurs) et la plage de tension/puissance admissible guident le nombre de panneaux par chaîne.

Côté onduleur, un ratio DC/AC (puissance panneaux/puissance onduleur) entre 1,1 et 1,3 est fréquent. Exemple: un champ de 5,2 kWc fonctionnant avec un onduleur de 4 à 5 kVA. Ce “surdimensionnement” DC lisse les productions et exploite mieux les heures d’ensoleillement moyen. Il faudra toutefois respecter les limites de raccordement et les prescriptions locales.

Taille des panneaux et implantation: points à vérifier

• Dimensions courantes:
  • Format résidentiel “108/120 demi-cellules”: environ 1,72 × 1,13 m (≈ 1,95 m²)
  • Format “grand module” pour puissances élevées: environ 2,1 × 1,13 m (≈ 2,37 m²)
• Orientation des modules:
  • Portrait: souvent plus simple sur toitures en tuiles, meilleure tenue aux efforts.
  • Paysage: utile pour optimisations de rangs sous contraintes de hauteur (acrotères, lucarnes).
• Distance aux rives:
  • Marges minimales vis-à-vis du faîtage, égout et bords de toiture pour respecter les règles de fixation et la zone de pression du vent.
• Toits-terrasses:
  • Lestage à calculer, inclinaison limitée (10–15°) pour réduire la prise au vent et l’ombre portée entre rangées. On privilégie souvent des configurations est-ouest à faible tilt pour densifier et lisser la production.

Le nombre de panneaux n’est donc pas qu’un calcul théorique. L’étude d’implantation définira l’alignement, les espacements et la surface réellement exploitable.

Rendement des panneaux et impact sur 5 kWc

Le rendement (20–22 % pour beaucoup de modules actuels) détermine la puissance obtenue pour une surface donnée. Deux conséquences pratiques:

• A puissance égale (5 kWc), un module plus efficace occupe moins de surface. Si l’espace est compté, des panneaux à haut rendement permettent de gagner quelques mètres carrés.
• À surface égale, un meilleur rendement permet d’augmenter la puissance crête totale, donc de rapprocher la production annuelle de vos besoins.

Dans la réalité, la puissance par panneau, la surface unitaire et le rendement sont intimement liés. C’est l’ensemble qui oriente le dimensionnement et le nombre de panneaux à prévoir.

Effets de l’ombrage sur le dimensionnement

Un masquage ponctuel fait chuter la production de la chaîne concernée. Trois leviers existent pour conserver l’objectif énergétique:

• Gestion de l’ombrage: déplacer, supprimer ou réduire les sources d’ombre quand c’est possible.
• Architecture électrique adaptée: micro-onduleurs ou optimiseurs pour “décorréler” les modules.
• Compensation par la puissance crête: si un ombrage structurel est inévitable, viser 5,4–6 kWc peut s’envisager pour garantir le productible annuel recherché.

Dans tous les cas, la modélisation des ombres saisonnières est une étape essentielle pour fiabiliser les estimations de kWh.

Études de cas: ce que donnent 5 kWc selon les régions

• Maison près de Lille, toiture sud à 30°:
  • 13 modules de 400 Wc → 5,2 kWc
  • Surface de panneaux: ~25 m², surface totale avec marges: ~28–29 m²
  • Productible: ~1 050–1 100 kWh/kWc/an → 5 460–5 720 kWh/an
  • Autoconsommation typique sans batterie: 35–45 % selon pilotage (chauffe-eau de jour, VE le week-end)
• Maison près de Lyon, toiture sud-est à 25°:
  • 12 modules de 450 Wc → 5,4 kWc
  • Surface de panneaux: ~25–26 m², surface totale avec marges: ~28–31 m²
  • Productible: ~1 200–1 300 kWh/kWc/an → 6 480–7 020 kWh/an
  • Léger écart dû à l’orientation sud-est: −5 à −8 % vs plein sud, compensé par la puissance installée un peu supérieure
• Maison près de Marseille, toit-terrasse en est-ouest, 10°:
  • 10 modules de 500 Wc → 5 kWc
  • Surface de panneaux: ~23–24 m², surface totale avec marges et espacements faibles: ~26–28 m²
  • Productible: ~1 350–1 450 kWh/kWc/an, avec est-ouest à faible tilt: −10 à −15 % vs sud 30° → 6 000–6 300 kWh/an
  • Production plus étalée, favorable à l’usage diurne (climatisation estivale, piscine)

Ces ordres de grandeur montrent que le même 5 kWc n’a pas la même production partout. Le dimensionnement fin vise un équilibre entre puissance installée, implantation et usages.

Rappel des points clés pour dimensionner une installation de 5 kWc

• Formule de départ: kWc total = nombre de panneaux × puissance d’un panneau. Inversement, nombre = 5 000 Wc / puissance unitaire, arrondi à l’entier supérieur.
• Compromis modules/surface: plus la puissance par panneau est élevée, moins il en faut, mais le format est souvent plus grand.
• Surface utile: viser 28–35 m² disponibles pour un 5 kWc, marge incluse.
• Orientation/inclinaison: idéalement plein sud à 25–35°. Est-ouest possible, avec légère baisse et production plus étalée.
• Ombrage: anticipez-le, corrigez-le ou compensez-le (optimiseurs, micro-onduleurs, légère surpuissance).
• Production annuelle: 5 000–7 000 kWh/an selon la région et la pose.
• Onduleur et ratio DC/AC: un léger surdimensionnement DC (1,1–1,3) exploite mieux l’ensoleillement, dans le respect des limites de raccordement.

FAQ

Quels sont les nombres de panneaux typiques pour 5 kWc ?

• 17 panneaux de 300 Wc
• 14 panneaux de 375 Wc
• 13 panneaux de 400–410 Wc
• 12 panneaux de 450 Wc
• 10 panneaux de 500 Wc
  Les chiffres exacts dépendent du catalogue fabricant et des contraintes d’implantation. On choisit souvent d’arrondir à la hausse pour rester au-dessus de 5 kWc.

Combien de mètres carrés de toiture faut-il prévoir ?
Environ 25 m² de panneaux nets, auxquels on ajoute 10–20 % de marge pour l’intégration, soit généralement 28 à 35 m². Avec des modules très denses (rendement élevé), on peut être un peu en dessous ; avec de plus petits panneaux, plutôt au-dessus.

Un 5 kWc suffit-il pour couvrir la consommation d’une maison ?
En énergie annuelle, cela dépend du profil de consommation et de la région. Beaucoup de foyers se situent entre 3 500 et 8 000 kWh/an hors chauffage électrique. Un 5 kWc peut couvrir une part importante sur l’année, mais l’instantané reste clé: sans stockage, la part d’autoconsommation dépend de la capacité à consommer pendant que les panneaux produisent. Une gestion intelligente des usages améliore nettement le taux d’autoproduction.

En résumé, le dimensionnement d’une installation de 5 kWc tient en une équation simple, mais l’optimisation suppose de tenir compte de la surface disponible, de la puissance unitaire des modules, de l’orientation, de l’inclinaison et des ombrages. En combinant ces éléments, on obtient un nombre de panneaux réaliste, une implantation fiable et une production annuelle en ligne avec les besoins de la maison.

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