Influence de l'ensoleillement

Même si la constante solaire est de 1,367 kW/m²[2], les pertes de lumière lors de la traversée de l'atmosphère réduisent l'énergie reçue au sol à environ 1 kW/m² au midi vrai : 1 m² de panneaux exposés en plein soleil reçoivent 1 kW (1000 watts). C'est cette valeur qui est communément retenue pour les calculs, et en laboratoire pour déterminer le rendement d'une cellule ou d'un panneau solaire, c'est une source lumineuse artificielle de 1 kW/m² qui est utilisée. Au final, l'énergie qui arrive au sol dépend de la nébulosité, de l'inclinaison du soleil (et de l'épaisseur de l'atmosphère à traverser) et donc de l'heure de la journée.
Au cours d'une journée, même sans nuage, la production électrique du panneau varie en permanence en fonction de la position du soleil et est à son maximum que pendant un bref passage au plein midi. Le nombre d'heures d'équivalent plein soleil, la valeur qui concerne le producteur d'électricité photovoltaïque, est moindre que le nombre d'heures où le soleil a brillé (le nombre d'heures d'ensoleillement au sens de la météorologie[3].) dans la journée. La saison joue aussi, dans le même sens. Par exemple, Rouen est située sur la ligne des 1750 heures d'ensoleillement par an, alors que le nombre d'heures d'équivalent plein soleil y est proche de 1100 heures.
Alors que cette question peut être étudiée plus en détail sur le site de l'Institut de l'énergie solaire (INES), il faut aussi tenir compte de l'albédo du sol, c'est-à-dire de son pouvoir de réflexion de la lumière. Lorsqu'une installation est dans d'un environnement très réflexif (un paysage de neige par exemple), sa production augmente parce qu'elle récupère une petite partie de la lumière réfléchie par la neige alentour. Mais cette variable n'est pas facile à quantifier et se trouve, de fait, incluse dans le nombre d'heures d'équivalent plein soleil.
Avant de s'équiper en panneaux photovoltaïques, il est intéressant de savoir ce qu'on peut en tirer au lieu géographique concerné. L'information se trouve facilement sur internet, par exemple la Communauté Européenne a mis en ligne un logiciel gratuit PV Estimation Utility. Selon cet outil, à Liège on peut obtenir 840 kWh/kWc/an, Hambourg 870, Colmar 940, Rouen 950, Munich 950, Arcachon 1100, Chamonix 1110, La Rochelle 1140, Agen 1150, Montélimar 1280, Perpignan 1290, Héraklion 1310, Madrid 1400, Cannes 1465, Séville 1470, Malte 1480, Faro Portugal 1550.