Les cellules solaires convertissent la lumière du soleil en énergie électrique. Pour que ce processus fonctionne correctement, le rayonnement solaire doit atteindre les cellules verticalement. Sinon, une grande partie de l'énergie est perdue par réflexion. Si votre installation photovoltaïque est correctement orientée, vous pouvez vous assurer que la lumière est favorable pendant une grande partie de l'année. C'est une condition important pour un rendement élevé.
Comment orienter une installation photovoltaïque ?
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Image : © Wichien Tepsuttinun / Shutterstock.com
Les thèmes en un coup d'œil
- La position de l'installation et son effet sur le rendement
- Orientation optimale d'une installation photovoltaïque
- Angle d'inclinaison idéal pour une installation photovoltaïque
- Attention à l'ombrage des panneaux solaires photovoltaïques
- Conseil : simulation pendant la phase de projet
- FAQ sur l'orientation des panneaux solaires photovoltaïques
L'orientation des panneaux solaires photovoltaïques a un impact majeur sur le rendement du système. La production d'électricité est maximisée en choisissant une orientation et une inclinaison qui garantissent que les rayons du soleil, riches en énergie, atteignent les modules verticalement pendant une grande partie de l'année. Les écarts entraînent des pertes, mais celles-ci ne sont pas toujours significatives. Dans cet article, nous expliquons l'orientation optimale de votre système photovoltaïque, l'étendue des pertes avec d'autres orientations et pourquoi vous devez également prêter attention à l'environnement.
La position de l'installation et son effet sur le rendement
Les cellules solaires produisent le plus d'électricité lorsque la lumière du soleil frappe leur surface exactement à la verticale, car la réflexion est alors faible. Les rayons à haute énergie pénètrent dans les cellules solaires activées, provoquant un flux d'électricité. Comme la position du soleil change au cours de la journée et que les heures de clarté dépendent de la période de l'année, il faut toujours trouver un compromis dans la pratique. Par conséquent, une installation photovoltaïque est toujours orientée de manière optimale lorsqu'elle produit le plus d'électricité au cours d'une année.
Bon à savoir : L'emplacement joue également un rôle dans l'orientation optimale d'une installation photovoltaïque, car il faut tenir compte de la position du soleil. Dans les régions du nord, par exemple, il est généralement plus avantageux d'installer les modules à un angle plus prononcé. En revanche, dans les régions du sud, l'angle d'inclinaison d'une installation photovoltaïque doit être un peu plus plat.
Les angles d'azimut et d'inclinaison définissent l'orientation de l'intallation photovoltaïque
En termes techniques, nous utilisons deux valeurs pour décider de la position d'installation des panneaux solaires photovoltaïques. L'une d'entre elles est l'angle d'azimut. Il indique la direction cardinale en degrés, une orientation plein sud correspondant à une valeur de 0°C (dans l'hémisphère nord). Pour une orientation ouest ou est, l'écart est de 90°C, tandis qu'une orientation nord a un azimut de 180°C.
Une deuxième valeur importante est l'inclinaison ou l'angle d'installation des panneaux. Elle est également exprimée en degrés et est nulle lorsque les panneaux solaires sont posés à plat sur le sol. Si l'installation photovoltaïque est accroché verticalement à une façade ou à un balcon, l'angle d'inclinaison est de 90°C.
Rendement électrique en fonction de l'inclinaison et de l'orientation du toit
Orientation optimale d'une installation photovoltaïque
Si vous cherchez l'orientation optimale de votre installation photovoltaïque, vous constaterez que le rendement est le plus élevé lorsque les panneaux sont orientés vers le sud (0°C). Cela vaut en particulier pour les systèmes d'alimentation intégrale et lorsqu'une unité de stockage de l'électricité est installée en plus des panneaux solaires. Si vous n'avez pas l'intention d'installer une unité de stockage, mais que vous souhaitez tout de même consommer vous-même le plus d'électricité possible, une orientation est-ouest peut également s'avérer intéressante. Vous pourrez ainsi récolter plus d'électricité le matin et le soir, lorsque la consommation est généralement la plus élevée.
Il faut toutefois savoir que de nombreux constructeurs n'ont aucune marge de manœuvre à cet égard, car l'orientation de l'installation photovoltaïque est généralement guidée par les restrictions d'urbanisme et la forme existante du toit.
Pertes minimales avec un angle d'inclinaison optimal
Lorsque l'angle d'inclinaison d'une installation photovoltaïque est favorable, une orientation différente n'entraîne que des pertes minimes. Si les panneaux solaires sont installés à un angle de 30 à 35°C, le rendement ne diminuera pas de plus de 5 à 10% au cours d'une année s'ils sont entièrement orientés vers l'est ou l'ouest. Avec une inclinaison plus faible (environ 10 à 20%), le rendement ne diminue même que d'environ 5% en moyenne.
En d'autres termes, plus l'inclinaison des panneaux sur le toit est forte, plus il est important de les orienter vers le sud, dans la mesure du possible. Si l'angle d'inclinaison est plus plat, l'orientation est moins importante.
Un angle d'azimut supérieur à 90°C n'est généralement pas recommandé
Si une installation photovoltaïque ne peut pas être orienté vers le sud, l'est ou l'ouest, l'intérêt de l'achat d'un tel système doit être soigneusement examiné, car le rendement est généralement beaucoup plus faible. À l'exception des panneaux montés horizontalement, il n'est pas rare que ces systèmes produisent 30 à 50% d'électricité en moins. Dans de nombreux cas, il ne vaut pas la peine de compenser cela en installant des panneaux solaires sur une plus grande surface.
Une inclinaison de toit favorable pour votre installation photovoltaïque
L'angle d'inclinaison de votre installation photovoltaïque a une influence majeure sur le rendement, tout comme l'orientation. Dans le cas d'une orientation optimale vers le sud, l'angle doit être compris entre 20 et 50°C. Si l'orientation change vers l'est ou l'ouest, la plage favorable est réduite. Alors que l'angle devrait se situer entre 20 et 40°C si l'installation photovoltaïque est orientée vers le sud-ouest ou le sud-est, un angle d'inclinaison de 0 à 20°C est considéré comme favorable pour des écarts plus importants par rapport au méridien sud (0°C). Dans ces fourchettes, le rendement n'est généralement pas inférieur de plus de 5%.
Tenir compte de la charge de neige et de l'effet d'autonettoyage
Comme nous l'avons mentionné au début, la recherche de l'orientation PV optimale implique toujours un bon compromis. Outre le rendement théorique, d'autres facteurs doivent être pris en compte. Prenons par exemple la charge de neige attendue. Si la neige ne glisse pas d'elle-même, elle peut endommager les modules et assombrir les cellules solaires. Pour éviter cela, l'inclinaison du toit d'une installation photovoltaïque doit être d'au moins 30°C. Il en va de même pour les supports de collecteurs lors du montage de modules sur un toit plat.
Si l'on ne s'attend pas à de grandes quantités de neige, une inclinaison légèrement plus forte peut être bénéfique, car elle augmente l'effet d'autonettoyage. Cela signifie que la pluie suffit à rincer la saleté des modules. Cela fonctionne avec un angle d'inclinaison d'au moins 12 à 15°C et, tout comme l'orientation optimale de l'installation photovoltaïque, contribue à un meilleur rendement.
Attention à l'ombrage des panneaux solaires photovoltaïques
Même avec une orientation et un angle d'inclinaison optimisés, un système photovoltaïque peut produire moins d'électricité que prévu. Cela est souvent dû aux ombres qui assombrissent certaines parties du système et affectent ses performances, réduisant ainsi les économies ou les revenus ainsi que la rentabilité.
Important : tenez compte de l'ombrage tout au long de l'année et pas seulement au moment de la création du projet. Pensez à l'hiver prochain, lorsque le soleil dépassera à peine l'horizon. S'il y a de grands buissons, des arbres, des bâtiments ou même des montagnes près d'une maison, ils peuvent projeter de longues ombres pendant la journée durant la saison froide et compromettre l'efficacité des panneaux solaires.
Notre conseil : la simulation lors de la phase de projet
L'ombrage des panneaux solaires photovoltaïques, l'inclinaison du toit et l'orientation de l'installation photovoltaïque sont des facteurs importants. Pour maximiser les rendements, demandez à des experts d'effectuer une simulation qui examine de près votre bâtiment et tient compte de tous ces points. Ils prendront en compte les éléments structurels et naturels et détermineront sur ordinateur l'orientation et l'inclinaison optimales de votre installation photovoltaïque. Cette méthode est particulièrement utile pour les installations destinées aux nouvelles constructions et aux rénovations. Dans les bâtiments plus anciens, en revanche, les possibilités d'ajustement sont limitées si le toit doit rester en l'état. Il s'agit alors d'utiliser au mieux l'espace disponible et d'y adapter la technologie solaire.
Bon à savoir : Il est même possible d'installer des panneaux solaires suiveurs au sol ou sur un toit plat. Celles-ci disposent de supports de capteurs mobiles qui optimisent l'orientation des modules solaires en fonction de la position du soleil.
FAQ : Questions fréquemment posées sur l'orientation PV
Votre installation devrait idéalement être orienté vers le sud afin que le soleil frappe les modules sous le meilleur angle possible pendant de longues périodes de l'année. Si l'inclinaison est favorable (jusqu'à 40°C), il ne faut s'attendre qu'à des pertes mineures en cas d'écart à l'est ou à l'ouest (-90 et +90°C). En règle générale, 80 à 90% du rendement réel est possible.
Pour produire beaucoup d'électricité tout au long de l'année, les panneaux solaires doivent être installés à un angle de 30 à 40°C. Si l'angle est plus plat, les écarts sont moins importants. Les installations fortement inclinées produisent plus d'énergie en hiver, car le soleil est alors plus bas sur l'horizon.
L'une des raisons peut être l'ombrage de l'installation photovoltaïque. Si des arbres, des bâtiments ou d'autres objets projettent de longues ombres, le rendement peut être faible malgré une bonne orientation. Il en va de même en cas de neige abondante en hiver ou lorsque l'effet autonettoyant ne fonctionne pas et que des dépôts de pollution atmosphérique s'accumulent sur les panneaux solaires.
