Quelle est la bonne inclinaison pour les panneaux photovoltaïques

Les installations photovoltaïques convertissent directement la lumière du soleil en électricité et jouent donc un rôle clé dans la production d’énergie renouvelable. Ces structures en silicium utilisent la lumière du soleil, une ressource naturelle et inépuisable pour générer, au moyen d’un onduleur, une énergie propre et renouvelable.

 

Un panneau solaire photovoltaïque participe à limiter les émissions de CO2 et autres polluants. Ce type d’installation solaire permet aussi aux particuliers et professionnels de générer leur propre électricité en facilitant leur indépendance énergétique. Le côté durable de cette technologie en fait une solution pérenne pour la production d’électricité, la revente du surplus et la recherche d’autoconsommation sur le long terme.

 

L’inclinaison s’inscrit comme un facteur clé pour optimiser la performance d’une installation solaire photovoltaïque. Plus les capteurs sont ensoleillés, plus la production d’électricité augmente ! Dans cet article, vous allez découvrir l’importance de bien déterminer l’angle de vos panneaux solaires photovoltaïques.

Les facteurs à prendre en compte dans le choix de la pente

 

L’influence de la latitude géographique

 

On appelle latitude, une coordonnée géographique qui exprime la position d’un point sur Terre par rapport à l’équateur défini à la latitude 0°. La latitude géographique dont dépend l’intensité du rayonnement solaire influe donc sur la production d’énergie solaire. Plus on se rapproche de l’équateur, plus l’intensité du rayonnement solaire est élevée. Les régions proches de l’équateur ont donc généralement un potentiel de production d’énergie solaire plus élevé avec des journées ensoleillées plus longues tout au long de l’année.

 

L’impact de l’orientation des panneaux photovoltaïques

 

L’orientation des cellules solaires photovoltaïques vers le soleil, idéalement vers le sud (dans l’hémisphère nord) ou vers le nord (dans l’hémisphère sud) est essentielle pour maximiser leur production d’énergie. En conséquence, une orientation adéquate permet de capturer une exposition maximale à la lumière solaire, de minimiser les pertes de performance et de tirer le meilleur parti de l’énergie solaire disponible.

 

Il est recommandé de consulter des experts en énergie solaire ou d’utiliser des outils de calcul en ligne pour déterminer l’orientation optimale des installations photovoltaïques en fonction de votre localisation géographique et des contraintes spécifiques.

 

L’effet de l’inclinaison sur la production d’énergie

 

La production d’énergie des cellules photovoltaïques dépend d’une bonne trajectoire des rayons solaires. La position des panneaux, généralement dictée par la pente de la toiture, joue donc un rôle clé dans l’efficacité de ce dispositif. En effet, ajuster l’angle aide à recevoir la lumière solaire de manière plus directe, ce qui augmente la production électrique. On considère que le rendement d’une installation photovoltaïque est optimal dès lors que le rayonnement frappe les cellules photovoltaïques à la perpendiculaire.

 

L’influence de la latitude géographique

 

Explication de l’effet de l’angle d’incidence solaire en fonction de la latitude

 

L’angle d’incidence solaire qui correspond à l’angle formé entre les rayons du soleil et la surface des panneaux photovoltaïques revêt une grande importance dans la production électrique. L’angle solaire étant plus oblique à des latitudes plus élevées, l’efficacité de la capture de la lumière solaire par les panneaux s’en trouve réduite. En revanche, les régions plus proches de l’équateur présentent un meilleur angle d’incidence, ce qui favorise une production d’énergie solaire annuelle plus élevée.

 

Études et recommandations en fonction des différentes régions géographiques

 

En France, on considère que le positionnement des panneaux doit former un angle entre 15° et 35° avec le sol. Cette fourchette permet de s’adapter à la grande majorité des toitures en France. Il ne faut pas négliger l’importance des zones climatiques sur notre territoire. La règlementation thermique RT 2012 les a définies et réparties en 3 territoires distincts :

 

• La zone H1 (départements du Nord, du Centre et de l’Est de la France) qui compte les températures les plus basses en période hivernale. Elle correspond à des zones caractérisées par un climat continental et montagnard. 
• La zone H2 (départements de l’Ouest) caractérisée par un climat océanique avec un climat hivernal tempéré. 
• La zone H3 (départements du sud, en bordure du bassin méditerranéen) caractérisées par des hivers doux et des étés très chauds.

 

Pour optimiser l’efficacité des cellules photovoltaïques, leur positionnement doit être perpendiculaire au rayonnement solaire. En France, la déclivité idéale estimée à 35° par rapport à l’axe horizontal varie à la baisse ou à la hausse en fonction de la région, l’orientation des panneaux. Ainsi, une pente de 15° ou supérieure à 35° peut assurer d’excellentes performances en matière de production d’énergie, sous réserve d’avoir une bonne orientation.

 

Exemples de pays et la position optimale des cellules en fonction de leur latitude

 

En France, dans le cas d’une toiture orientée au sud, la position idéale des structures photovoltaïques sera de :

 

• 60° en hiver lorsque le soleil est bas dans le ciel
• Entre 10 et 20 ° en été lorsque le soleil est au plus haut

 

La déclivité d’un panneau photovoltaïque se définit de la valeur 0° à l’Equateur jusqu’à 90° aux Pôles. Un angle de 30° est valable uniquement pour un projet en France. Si vous installez un panneau solaire à une latitude de 30 degrés, l’angle optimal serait également de 30 degrés.

 

L’impact de l’orientation des panneaux solaires

 

Description des différentes orientations possibles (sud, sud-est, sud-ouest, etc.)

 

L’orientation du panneau solaire est normalement imposée par l’orientation de la toiture. L’orientation Sud maximise la production de l’installation car elle participe à capter le maximum de lumière tout au long de la journée quelle que soit la saison. Néanmoins des orientations Est ou Ouest, Sud-Est ou Sud-Ouest sont aussi de nature à fournir d’excellents résultats. Les seules orientations à éviter sont au Nord, Nord-Ouest et Nord-Est.

 

Analyse des avantages et des inconvénients de chaque orientation

 

Comme on vient de voir, l’orientation participe à optimiser la production d’énergie photovoltaïque. Cependant, même avec une pente à 30° il est impossible de rentabiliser une installation photovoltaïque orientée plein Nord.

 

Recommandations en fonction de l’objectif recherché

 

Il faut ici considérer la puissance crête de l’installation photovoltaïque exprimée en Watt Crête (Wc) qui correspond à sa capacité de production d’énergie. Cette puissance, indissociable du rendement en KWH est déterminée en amont par l’installateur, en fonction du but recherché et définit le nombre de panneaux à poser.

 

La puissance de production réelle des panneaux solaires va donc dépendre de plusieurs facteurs :

 

• Du besoin : production solaire électrique et/ou solaire thermique
• L’ensoleillement
• L’orientation du bâti
• La pente de la toiture
• La température extérieure
• Les différents équipements et les caractéristiques du logement

 

D’une manière générale, la puissance d’installation des particuliers est estimée entre 1 500 Wc et 9 000 Wc.

 

L’effet de l’inclinaison sur la production d’énergie

 

La déclivité du module photovoltaïque représente l’angle entre le sol et le panneau. Elle s’exprime en degré. L’orientation traduit la direction vers laquelle les panneaux sont dirigés. Lorsque les panneaux sont inclinés à l’angle optimal, ils reçoivent la quantité maximale de lumière solaire, ce qui entraîne une production d’énergie maximale. Il convient également de noter que l’angle optimal peut varier en fonction du type de panneau solaire utilisé. Certains panneaux solaires sont conçus pour fonctionner de manière optimale à des angles de déclivité différents.

 

Recommandations pour maximiser le rendement en fonction de l’inclinaison

 

Il est recommandé d’ajuster la position des panneaux en fonction de la latitude géographique et de la saison. Dans les régions plus éloignées de l’équateur, une déclivité plus importante peut être nécessaire pour compenser l’angle d’incidence plus faible du soleil. Un positionnement bien pensé réduit les pertes de performance des panneaux confrontés à des obstacles comme des arbres, des bâtiments, etc.) susceptibles d’impacter défavorablement sur la production électrique. Une amplitude appropriée favorise également l’entretien des panneaux et, par conséquent, leur performance. En effet, la pluie glisse mieux en éliminant les poussières et saletés accumulées sur la surface des panneaux.

 

Les facteurs supplémentaires à considérer

 

Les contraintes architecturales et esthétiques

 

Les contraintes architecturales, comme l’orientation du toit ou les ombres portées par d’autres bâtiments ou éléments, peuvent aussi limiter les options d’installation des panneaux solaires. Lorsqu’il faut intégrer les panneaux dans un design architectural existant et répondre aux préoccupations esthétiques on peut utiliser des systèmes de toiture solaire intégrés, des tuiles solaires, des panneaux photovoltaïques transparents ou semi-transparents pour les fenêtres, ou en les intégrant dans des éléments de conception spécifiques.

 

L’impact des saisons et des variations annuelles de l’ensoleillement

 

En fonction des différentes saisons de l’année, l’intensité du rayonnement solaire varie au grés de la position du soleil dans le ciel. L’angle d’incidence solaire, c’est-à-dire l’angle selon lequel les rayons du soleil frappent la surface des panneaux solaires, varie également tout au long de l’année. Pendant l’été, lorsque le soleil est plus haut dans le ciel, les rayons solaires sont plus directs et ont un angle d’incidence optimal. En revanche, pendant l’hiver, le soleil se trouvant plus bas dans le ciel, il génère des angles d’incidence moins favorables et une diminution de la production d’énergie.

 

Les innovations technologiques pour adapter l’inclinaison

 

Les progrès technologiques continuent d’améliorer l’efficacité des panneaux photovoltaïques, ce qui peut aider à compenser les effets saisonniers et à augmenter la production globale d’énergie solaire tout au long de l’année. Voici quelques-unes des technologies les plus couramment utilisées :

 

• Le tracker solaire ou suiveur solaire est un dispositif photovoltaïque intelligent qui suit la position du soleil tout au long de la journée à la manière d’un tournesol. En ajustant l’angle des panneaux solaires en temps réel, les systèmes de suivi solaire maximisent l’exposition aux rayons, ce qui augmente la production d’énergie. 
• Certains panneaux solaires sont montés sur des supports réglables (manuels ou motorisés) qui permettent de modifier le positionnement du module solaire en fonction des conditions saisonnières. 
• Certains systèmes de montage utilisent une double inclinaison pour les panneaux solaires. Cela signifie que les panneaux sont inclinés à un angle spécifique pour maximiser la production d’énergie en été, tandis qu’un angle différent est utilisé pour optimiser la production en hiver. 
• Des capteurs solaires intelligents utilisent des algorithmes et des capteurs pour surveiller en temps réel l’intensité du rayonnement solaire et l’angle d’incidence optimal. Ces capteurs peuvent ajuster automatiquement l’angle des panneaux solaires pour maximiser la production d’énergie en fonction des conditions changeantes, notamment l’ensoleillement, les nuages et les ombres portées.

 

Pour conclure : ce qu’il faut retenir

 

L’inclinaison du panneau a un impact significatif sur la production d’énergie solaire. En choisissant l’angle de déclivité optimal en fonction de la latitude et d’autres facteurs, il est possible de maximiser la production d’énergie solaire.

 

Des experts à votre écoute

 

Faire appel à un expert pour l’installation de panneaux photovoltaïques et thermiques vous offre une évaluation personnalisée, une expertise technique au regard notamment de la pose et du raccordement, une connaissance des réglementations locales, des garanties, un service après-vente et une optimisation de la performance. Consulter un professionnel vous garantit de profiter d’une installation qui fonctionne parfaitement tout vous assurant une performance optimale.