Performance des panneaux solaires photovoltaïques et climat : tout savoir

Les panneaux solaires permettent d’exploiter les rayons du soleil et de réaliser jusqu’à 40% d’économies énergétiques. En installant des panneaux photovoltaïques, vous valorisez une énergie renouvelable et contribuez activement à la transition écologique. Cependant, il convient de prendre en compte les facteurs pouvant affecter le rendement de l’installation.

Quel est l’impact des conditions climatiques sur la performance des panneaux solaires photovoltaïques ? Quelles sont les solutions disponibles pour limiter leurs effets ?

• Les panneaux photovoltaïques captent la lumière du soleil pour produire de l’électricité ;
• Le rendement d’un panneau solaire dépend du taux d’ensoleillement ;
• Les panneaux solaires sont exposés aux aléas climatiques en raison de leur emplacement ;
• Les températures extrêmes, la pluie et la neige affectent la performance des panneaux solaires photovoltaïques.

Rappel sur le fonctionnement d’un panneau solaire photovoltaïque

Les panneaux photovoltaïques dépendent de la lumière du soleil pour fonctionner. Ils sont constitués de cellules photovoltaïques en matériau semiconducteur, servant à capter les photons présents dans le rayonnement solaire. Grâce à l’effet photovoltaïque, ces cellules génèrent un courant continu qui est ensuite transformé en courant alternatif par l’onduleur solaire.

Concrètement, les photons présents dans les rayons lumineux frappent les électrons du silicium lorsque les cellules sont exposées à la lumière. Les électrons se mettent alors à circuler dans les conducteurs, ce qui a pour effet de produire de l’électricité.

Le bon fonctionnement d’un panneau solaire photovoltaïque dépend ainsi à la fois de la quantité de lumière reçue et de l’intensité lumineuse. C’est pourquoi leur performance peut être impacté par les conditions météorologiques.

Impacts des conditions climatiques sur la performance des panneaux solaires

La neige, la pluie et même les chaleurs extrêmes peuvent réduire le rendement des panneaux solaires photovoltaïques.

Les fortes chaleurs

Les panneaux solaires photovoltaïques offrent un rendement optimal à une température de 25°C. Au-delà, chaque degré supplémentaire entraîne une perte de rendement de 0,2 à 0,5% due à une baisse de la tension et de la puissance. Le coefficient de température indiqué dans la fiche technique du panneau permet de lire les pertes de rendement par degré en plus.

Les températures élevées affectent donc négativement la production d’une installation photovoltaïque.

Les températures très basses

Les températures froides n’affectent pas de façon conséquente le rendement des panneaux photovoltaïques. La baisse de performance est surtout attribuée à la diminution du temps d’ensoleillement en hiver. En effet, le soleil bas et les jours plus courts réduisent la quantité de lumière reçue par les panneaux.

Le plus important est de choisir l’orientation idéale et le bon angle d’inclinaison. Cependant, si une fine couche de glace se forme à la surface des modules, ceux-ci peuvent également perdre en rendement.

L’accumulation de neige

La neige peut être néfaste, ou au contraire bénéfique pour le rendement d’un panneau solaire photovoltaïque. Tout dépend de la quantité de neige qui tombe sur la toiture. Une fine couche de neige peut agir comme un réflecteur et capter la lumière incidente, optimisant ainsi le rendement.

En revanche, les chutes de neige importantes sont néfastes à la fois pour le rendement de l’installation et les panneaux eux-mêmes. Une épaisse couche de neige empêche le passage de la lumière solaire et entraîne une baisse conséquente de la production électrique. Par ailleurs, le poids de la neige peut potentiellement déformer les panneaux, voire fissurer leur surface vitrée.

La pluie

Les panneaux solaires photovoltaïques génèrent de l’électricité même par temps de pluie. Cependant, le manque de luminosité occasionné par un épisode de pluie prolongé entraîne une baisse de rendement. Les averses temporaires, quant à elles, ne sont pas à craindre parce que l’eau de pluie ruisselle facilement surtout avec une bonne inclinaison des panneaux.

Les nuages

La présence de nuages affecte plus ou moins la performance des panneaux solaires photovoltaïques. Comme avec la pluie, ils continuent de produire de l’électricité même par temps nuageux. Mais leur rendement est réduit par rapport à une journée ensoleillée.

Par ailleurs, l’épaisseur de la masse nuageuse est également est facteur déterminant. En effet, la perte de rendement sera plus conséquente en cas de masse nuageuse sombre et épaisse.

Bon à savoir :

Cap Soleil Energie installe uniquement des panneaux photovoltaïques monocristallins, réputés pour leur rendement élevé. Ils sont ainsi moins sensibles aux conditions climatiques.

Comment optimiser la performance des panneaux solaires photovoltaïques ?

Il existe des solutions permettant de réduire l’impact des conditions climatiques sur la performance des panneaux solaires photovoltaïques.

Contre les fortes chaleurs

Pour limiter les effets de la chaleur sur la productivité de vos panneaux photovoltaïques, voici quelques conseils que vous pouvez suivre.

Choisir la pose en surimposition

Avec cette méthode d’installation, les panneaux sont fixés sur des rails qui les placent au-dessus de la surface de la toiture. Cela crée ainsi un espace entre la face arrière des panneaux et le toit, permettant une circulation de l’air. Ils sont ainsi mieux refroidis et leur performance est préservée.

Créer une toiture végétalisée

Sur une toiture végétalisée, les plantes « transpirent » et de l’eau s’évapore, ce qui entraîne une baisse de la température ambiante. Cela permet de refroidir également vos panneaux solaires photovoltaïques de façon naturelle.

Ne rien faire

D’une manière générale, les épisodes de fortes chaleurs ou les canicules durent rarement plus de 10 – 15 jours. Ainsi, vos panneaux restent tout de même productifs en été. De plus, les modules sont conçus pour fonctionner sur une plage de température allant de -40 à 75°C. Ils ne risquent donc pas de surchauffer ni d’être endommagés par la chaleur ou le grand froid.

Contre l’accumulation de neige et la pluie

En cas de neige épaisse, il est recommandé de faire un déneigement manuel en procédant avec précaution pour éviter de rayer la surface des panneaux.

Par ailleurs, la surface des panneaux photovoltaïques modernes est équipée d’un revêtement qui facilite le ruissellement, évitant l’accumulation d’eau de pluie.

L’innovation pour réduire l’impact de la météo sur la performance des panneaux solaires photovoltaïques

Le climat doit être une composante-clé dans l’évolution des technologies de panneaux solaires photovoltaïques au niveau mondial. Avec des canicules et des pluies plus fréquentes, il est important d’innover constamment pour rendre les panneaux mieux adaptés aux conditions climatiques.

Parmi les technologies déjà mises en œuvre, les panneaux bifaciaux permettent de capter la lumière diffuse et réfléchie pour une meilleure efficacité. Ce type de panneau convient notamment pour les installations réalisées dans des zones enneigées ou exposées aux pluies fréquentes.

L’élaboration de matériaux plus efficaces représente également une voie à exploiter pour minimiser l’impact des conditions climatiques sur les panneaux photovoltaïques. Des recherches sont en cours pour développer des cellules solaires en pérovskite, réputées offrir un meilleur rendement que celles en silicium. Elles sont, par conséquent, moins sensibles à la baisse de luminosité.

Le verre trempé serait également capable d’empêcher l’accumulation de saletés pouvant entraver la production électrique des panneaux.