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Qu’est-ce que l’ombrage photovoltaïque ?
L’ombrage représente un défi majeur à considérer lors de l’installation de panneaux solaires photovoltaïques. Imaginez que des éléments tels que des arbres, des bâtiments ou des nuages projettent une ombre sur vos panneaux : cela peut significativement réduire leur performance.
Contrairement aux panneaux thermiques, la sensibilité des panneaux photovoltaïques à l’ombrage est particulièrement problématique. Pourquoi ? La raison est simple : les cellules photovoltaïques sont connectées en série, un peu comme des perles sur un collier. Si une de ces “perles” est ombragée, elle peut diminuer ou interrompre la production d’électricité de l’ensemble du panneau. Ainsi, une petite ombre peut avoir un impact disproportionné sur l’efficacité globale de votre installation solaire.
Face à ce constat, intégrer la problématique de l’ombrage dès la conception et l’installation d’un système photovoltaïque devient essentiel pour optimiser sa performance et maximiser les bénéfices de votre investissement !
Les différents types d’ombrage
Il existe deux types distincts d’ombrage : l’ombrage partiel et l’ombrage total. Comprendre ces nuances est crucial pour optimiser la production d’électricité de votre système solaire.
Ombrage partiel
L’ombrage partiel se produit lorsque seule une partie des panneaux est exposée à l’ombre. Les causes typiques de cet ombrage sont les arbres, les cheminées, les nuages ou tout autre objet qui projette une ombre partielle sur les panneaux. Bien que certains rayons solaires atteignent encore les cellules photovoltaïques, leur intensité est réduite, ce qui entraîne une baisse de la production d’électricité
Ombrage total
À l’opposé, l’ombrage total se produit lorsque l’intégralité d’un ou de plusieurs panneaux est complètement obscurcie. Les causes typiques de cet ombrage incluent l’accumulation de feuilles mortes, de saletés, de déchets ou tout autre obstacle couvrant entièrement les panneaux. Dans ce cas, aucun rayon solaire n’atteint les cellules photovoltaïques, entraînant une interruption totale de la production d’électricité.
Qu’est-ce qui provoque l’ombrage sur les panneaux solaires ?
L’ombrage sur les panneaux solaires peut être causé par divers facteurs :
Arbres et végétation
Les arbres matures, ainsi que la végétation dense, peuvent projeter des ombres sur les panneaux. Les propriétés résidentielles entourées d’espaces verts sont particulièrement sujettes à ce type d’ombrage.
Bâtiments et structures
Les bâtiments, les maisons, et même les antennes peuvent créer des ombres, particulièrement en fin de journée ou pendant les périodes de faible ensoleillement. Dans les installations au sol, les panneaux solaires voisins peuvent projeter des ombres sur les panneaux situés en dessous, en fonction de leur configuration. Enfin, les panneaux solaires peuvent être ombragés par des éléments de votre toiture, tels que des cheminées, des lucarnes ou d’autres structures saillantes.
Reliefs et topographie
Les collines, les montagnes et d’autres formes de relief peuvent aussi être responsables de l’ombrage, surtout dans les régions vallonnées.
Nuages et conditions météorologiques
Bien que les nuages ne produisent pas d’ombre permanente, leur présence peut affecter la quantité de lumière solaire atteignant les panneaux.
Pollution et poussière
Une accumulation de pollution atmosphérique, de poussière ou encore des objets apportés par le vent, comme les sacs plastiques, peuvent également adhérer aux panneaux.
Quelles sont les conséquences de l’ombre sur les panneaux solaires ?
Pensez à votre système solaire comme à une chaîne…
Si un maillon est affaibli, cela peut compromettre la solidité de toute la chaîne. De la même manière, si une partie de votre panneau solaire est à l’ombre, cela peut réduire la production d’électricité de tout votre système. Voyons ce que cela signifie concrètement.
Pertes d’énergie dues à l’ombrage direct
L’ombre qui touche ne serait-ce qu’une partie de vos panneaux peut entraîner une baisse drastique de leur rendement. Imaginez une seule feuille d’arbre ou un autre obstacle obstruant une cellule : cette petite ombre peut faire chuter la production de tout un module. Les photons du soleil ne peuvent plus atteindre ces cellules, et l’effet photovoltaïque est compromis.
Diminution de la rentabilité des panneaux solaires
Moins d’énergie produite signifie moins d’économies sur votre facture d’électricité. Vous pourriez même devoir acheter plus d’électricité du réseau traditionnel pour compenser cette perte, ce qui diminue les avantages financiers de votre installation solaire. De plus, si vous comptiez vendre un surplus d’électricité, cette option devient également moins rentable.
Zone de surchauffe ‘hot spot’ sur les panneaux
Lorsqu’une partie du panneau solaire produit moins d’énergie que les autres, cette zone peut se mettre à chauffer davantage, créant ce qu’on appelle un ‘hot spot’. Cette surchauffe peut endommager les cellules du panneau et réduire leur durée de vie. Dans les cas extrêmes, cela peut même entraîner un incendie, mettant en danger tout le système et le bâtiment sur lequel les panneaux sont installés.
Est-ce que les panneaux solaires produisent toujours à l’ombre ?
Même lorsque l’ombre s’invite, vos panneaux solaires ne s’arrêtent pas pour autant. Ils demeurent actifs, transformant les rayons solaires en énergie, mais à un rythme réduit. Imaginez un moteur qui tourne au ralenti : il tourne toujours, mais avec moins de vigueur. C’est pareil pour nos panneaux. Moins ils sont touchés par les rayons du soleil, moins ils produisent d’électricité.
Calcul du rendement des panneaux solaires en présence d’ombre
Pour estimer l’efficacité de vos panneaux solaires, il est essentiel de comprendre comment calculer leur rendement.
Méthode 1 : Rendement par puissance et superficie
Cette méthode se base sur la formule suivante : Rendement = ( Puissance (Wc) / Superficie (m²) ) ×1000.
Elle se concentre sur la puissance du panneau en watts crêtes (Wc) et sa superficie en mètres carrés.
Méthode 2 : Rendement par énergie électrique produite et énergie solaire reçue
La formule pour cette méthode est : Rendement = ( Energie électrique produite / Energie solaire reçue) ×100.
Cette approche nécessite de mesurer l’énergie électrique produite par le panneau solaire sur une période donnée et l’énergie solaire reçue pendant la même période.
Il est crucial de souligner que le rendement peut varier en fonction de nombreux facteurs, tels que la technologie des cellules photovoltaïques utilisées, l’ensoleillement, l’orientation et l’inclinaison des panneaux, ainsi que la température.
Pour obtenir une estimation précise du rendement de votre installation, plusieurs outils en ligne sont disponibles. Des simulateurs comme PVGIS, AutoCal Sol, CalcP Autonome ou Archelios prennent en compte divers paramètres comme la localisation, la taille et l’orientation des panneaux, ainsi que les conditions météorologiques.
Comment mieux faire fonctionner les panneaux solaires à l’ombre ?
Face à l’ombre, les panneaux solaires peuvent voir leur rendement diminuer. Mais bonne nouvelle : il existe des solutions efficaces pour limiter cet impact et optimiser la performance de vos panneaux solaires. Découvrez-les sans plus tarder !
Le micro-onduleur
Ce dispositif électronique est un véritable allié pour les installations partiellement ombragées. Contrairement aux onduleurs traditionnels qui convertissent le courant continu en courant alternatif pour l’ensemble des panneaux, le micro-onduleur travaille au niveau de chaque module. Ainsi, si une partie de vos panneaux est ombragée, les autres continuent de fonctionner à plein régime, préservant ainsi la production globale d’électricité.
Les diodes by-pass
Intégrées directement dans les panneaux solaires, les diodes by-pass permettent de contourner les zones ombragées. Elles assurent une meilleure circulation du courant électrique, limitant ainsi les pertes dues à l’ombre. Une technologie simple mais redoutablement efficace pour maintenir un rendement optimal.
Le positionnement des panneaux
L’orientation et l’inclinaison de vos panneaux solaires sont des éléments clés pour maximiser leur exposition au soleil. Un positionnement judicieux peut réduire l’impact de l’ombre et augmenter significativement la production d’énergie. N’hésitez pas à consulter un professionnel pour un placement optimal en fonction de la géographie de votre lieu d’habitation.
Le nettoyage régulier de vos panneaux
La saleté, la poussière ou même les feuilles mortes peuvent réduire l’efficacité de vos panneaux solaires, surtout s’ils sont déjà partiellement ombragés. Un nettoyage régulier permet d’éliminer ces obstacles et d’optimiser la capture des rayons solaires. Un panneau propre, c’est un panneau performant !
Les outils de suivi de production
Pour mieux comprendre le fonctionnement de vos panneaux et identifier d’éventuelles zones d’ombre, les outils de suivi de production sont indispensables. Ils vous permettent de surveiller en temps réel la performance de votre installation, de détecter les éventuels problèmes et d’ajuster votre consommation en conséquence.
Les innovations du photovoltaïque face à l’ombrage
Face aux défis posés par l’ombrage, le monde du photovoltaïque ne cesse de se réinventer pour offrir des solutions toujours plus ingénieuses et performantes.
Imaginez des circuits électriques optimisés qui minimisent les pertes de puissance, même en cas d’ombrage partiel. Grâce à des technologies de pointe comme le Maximum Power Point Tracking (MPPT) avancé, les onduleurs sont désormais capables de suivre en temps réel le point de puissance maximale. Le résultat ? Une production d’énergie plus stable et moins sensible aux variations d’ensoleillement.
Et ce n’est pas tout ! Les panels à cellules multiples font également leur entrée sur le marché. Ces panneaux innovants intègrent des cellules solaires de différentes tailles et technologies sur une même surface. Ainsi, même si certaines cellules sont ombragées, votre panneau continue de fonctionner à pleine capacité, assurant une production d’électricité optimale.
Enfin, le stockage d’énergie s’invite également dans la danse. Avec l’utilisation de batteries de stockage, vous pouvez désormais compenser les pertes d’énergie dues à l’ombrage. Ces batteries emmagasinent l’énergie excédentaire produite lorsque vos panneaux ne sont pas ombragés, pour la libérer ensuite lorsque cela est nécessaire.
Alors, convaincus par les innovations du photovoltaïque face à l’ombrage ? N’attendez plus pour découvrir comment ces avancées peuvent transformer votre installation solaire et vous aider à profiter au maximum de l’énergie du soleil, même à l’ombre !
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