Le photovoltaïque est souvent associé aux longues journées d’été et à un ensoleillement intense. Pourtant, même en hiver, les panneaux solaires produisent de l’électricité. C’est notamment le cas d’une clôture photovoltaïque orientée presque à la verticale, qui présente un profil de rendement intéressant : le soleil est nettement plus bas, les modules sont exposés différemment d’une installation de toiture à faible inclinaison et les modules solaires bifaciaux peuvent en outre capter la lumière par leur face arrière.
La quantité d’électricité réellement produite ne dépend toutefois pas uniquement de la saison. L’emplacement, l’orientation, l’ombrage, les conditions météorologiques et l’environnement de la clôture photovoltaïque jouent un rôle important.
Pourquoi le photovoltaïque produit-il de l'électricité même en hiver ?
Le photovoltaïque n’a pas besoin de la chaleur estivale, mais de la lumière du soleil. Dès qu’une quantité suffisante de lumière atteint les cellules solaires, de l’énergie électrique peut être produite.
En hiver, le nombre d’heures d’ensoleillement est moindre et le rayonnement solaire est globalement plus faible. C’est pourquoi le rendement énergétique absolu d’une installation photovoltaïque est généralement plus faible pendant les mois d’hiver qu’en été.
Les basses températures ne constituent toutefois pas un inconvénient pour les cellules solaires elles-mêmes. Les modules photovoltaïques fonctionnent en principe plus efficacement lorsque la température des cellules est basse que lorsqu’il fait très chaud.
Une journée d’hiver froide et ensoleillée peut donc tout à fait permettre d’obtenir de bonnes puissances instantanées – même si le rendement journalier total reste plus faible en raison de la durée plus courte des journées.
Un ensoleillement hivernal bas peut présenter un intérêt pour les surfaces photovoltaïques verticales
La position du soleil varie considérablement au fil de l’année.
En été, le soleil est haut dans le ciel. En hiver, sa trajectoire est nettement plus basse au-dessus de l’horizon. C’est précisément sur ce point que les surfaces photovoltaïques quasi verticales se distinguent des installations classiques sur toiture inclinée.
Lorsque la lumière du soleil, basse dans le ciel, frappe une surface de module verticale sous un angle plus favorable, celle-ci peut, d’un point de vue relatif, en tirer davantage profit pendant les mois d’hiver qu’en plein été.
Cela ne signifie toutefois pas qu’une clôture photovoltaïque produit plus d’électricité en hiver qu’en été. Ce qui est déterminant, c’est plutôt la répartition du rendement sur l’année.
Alors que les installations photovoltaïques classiques atteignent généralement leur rendement maximal pendant les mois les plus ensoleillés, une surface photovoltaïque verticale peut présenter un profil de rendement saisonnier plus équilibré.
Que signifie « bifacial » dans le cas d'une clôture photovoltaïque ?
La clôture photovoltaïque SunElements utilise des modules bifaciaux verre/verre.
Contrairement aux modules solaires monofaciaux classiques, les modules bifaciaux peuvent capter la lumière non seulement par la face avant, mais également par la face arrière pour produire de l’électricité.
Cette technologie est particulièrement intéressante pour une clôture photovoltaïque autonome. La lumière du soleil peut frapper directement un côté du module, tandis que la lumière réfléchie et diffuse atteint également l’autre côté.
L’importance réelle de ce rendement supplémentaire dépend fortement des conditions propres à chaque site.
Les facteurs suivants, entre autres, ont une influence :
- Nature et couleur du support
- Distance par rapport au sol
- Ombrage
- Orientation de la clôture
- Végétation autour de la clôture photovoltaïque
- Bâtiments et autres surfaces réfléchissantes
- Conditions météorologiques et nébulosité
SunElements indique que, dans des conditions appropriées, les modules bifaciaux utilisés permettent d’obtenir un rendement énergétique supplémentaire pouvant atteindre 20 % grâce à l’exploitation de la lumière des deux côtés. Le gain de rendement concret doit toutefois toujours être évalué au cas par cas, en fonction du projet.
La neige peut également réfléchir la lumière
L’une des particularités de l’hiver est un environnement potentiellement enneigé.
La neige claire réfléchit une part nettement plus importante de la lumière solaire que, par exemple, l’herbe ou un sol sombre. Ce phénomène, appelé « pouvoir réfléchissant », est désigné sous le nom d’albédo.
Dans le cas des modules bifaciaux, la lumière réfléchie peut également atteindre la face arrière des cellules solaires et y contribuer à la production d’électricité.
Un environnement clair peut donc en principe être favorable à une clôture photovoltaïque.
Toutefois, le fait que cela se traduise effectivement par un rendement supplémentaire significatif dépend de plusieurs facteurs – par exemple, de la position du soleil, de la couverture neigeuse, de l’orientation des modules et de l’ombrage.
Un avantage de la position verticale sur la neige
Dans le cas des installations photovoltaïques classiques sur toiture, une couche de neige compacte recouvrant les modules peut réduire considérablement la production d’électricité pendant un certain temps.
Une clôture photovoltaïque, en revanche, est pratiquement verticale. La neige a donc beaucoup plus de mal à s’accumuler durablement sur la surface des modules.
Cela ne signifie pas pour autant qu’une clôture photovoltaïque reste systématiquement exempte de neige en hiver. De la glace, de la neige emportée par le vent ou des salissures peuvent bien sûr également s’y accumuler.
La position verticale réduit toutefois le risque de formation d’une couche de neige étendue et persistante directement sur la surface des modules.
Quelle orientation est recommandée pour une clôture photovoltaïque ?
Dans le cas d’une clôture photovoltaïque, il n’est généralement pas possible de choisir son orientation de manière totalement libre. En effet, la clôture suit avant tout la limite de la propriété.
Cela ne constitue toutefois pas nécessairement un inconvénient.
Selon l’orientation, c’est plutôt le moment de la journée où la production d’électricité solaire est particulièrement importante qui varie.
Une surface de modules orientée vers le sud peut présenter un pic de production plus marqué en milieu de journée. Les orientations est et ouest, en revanche, peuvent déplacer la production d’électricité davantage vers les heures du matin ou de l’après-midi.
Un tel profil de rendement peut s’avérer particulièrement intéressant pour l’autoconsommation.
Après tout, un foyer n’a pas besoin d’électricité uniquement à l’heure du déjeuner. La consommation d’énergie est souvent plus importante le matin, ainsi qu’en fin d’après-midi et en soirée.
Une clôture photovoltaïque en complément de l'installation photovoltaïque existante sur le toit
Une clôture photovoltaïque peut donc s’avérer particulièrement intéressante pour les bâtiments sur lesquels une installation photovoltaïque classique est déjà en place.
Au lieu de se contenter d’ajouter d’autres modules présentant une orientation similaire sur le toit, il est possible de créer une surface photovoltaïque supplémentaire offrant un profil de rendement différent.
Ainsi, par exemple :
le système photovoltaïque du toit pourrait concentrer sa production aux alentours de midi,
tandis que
une surface de clôture photovoltaïque orientée en conséquence fournirait un rendement supplémentaire le matin ou l’après-midi.
Cela permettrait éventuellement de répartir la production d’électricité sur une plus grande partie de la journée.
La possibilité et les modalités de raccordement d’une clôture photovoltaïque à une installation photovoltaïque existante dépendent, entre autres, de l’onduleur, de ses entrées disponibles, de la puissance de l’installation et du réseau électrique existant. La conception technique doit donc faire l’objet d’une évaluation au cas par cas.
L'ombrage est particulièrement important en hiver
Le soleil bas n’a pas que des avantages.
En hiver, les bâtiments, les arbres, les haies ou tout autre obstacle projettent des ombres nettement plus longues qu’en été.
Une surface qui, en juin, est entièrement exposée au soleil pendant plusieurs heures peut, en décembre, rester ombragée pendant de longues périodes.
Avant de planifier l’installation d’une clôture photovoltaïque, il ne faut donc pas se limiter à la situation estivale.
Il est judicieux de réaliser une analyse du site qui tienne compte :
- le tracé de la limite de la propriété
- l’orientation
- les bâtiments voisins
- la végétation existante et future
- Les murs et les éléments de brise-vue
- position du soleil au fil des saisons
C’est notamment le cas pour les clôtures de grande longueur, où certaines sections peuvent présenter des conditions d’ensoleillement très différentes.
La lumière diffuse compte également
Le photovoltaïque ne fonctionne pas uniquement lorsque le ciel est dégagé. Même par temps couvert, le rayonnement solaire diffus atteint les modules solaires. Le rendement est alors inférieur à celui obtenu en cas d’ensoleillement direct, mais l’électricité continue d’être produite. Les modules bifaciaux peuvent capter la lumière provenant de différentes directions.
Il n’est toutefois pas possible de donner une estimation générale du rendement réel lors d’une journée d’hiver nuageuse. La région, les conditions météorologiques, l’orientation et la taille de l’installation influencent considérablement ce résultat.
Quelle quantité d'électricité une clôture photovoltaïque produit-elle en hiver ?
Il n’est pas possible de fournir une estimation fiable en kilowattheures sans disposer de données relatives au site.
Pour un calcul réaliste du rendement, les informations suivantes sont au minimum requises :
- Emplacement
- Longueur de la clôture
- Puissance des modules
- Orientation
- Ombrage
- Ensoleillement local
- Onduleur
- Conditions de montage et d’environnement
La clôture photovoltaïque SunElements est actuellement proposée avec des modules bifaciaux verre/verre d’une puissance de 450 Wp chacun.
Selon la configuration choisie, on obtient par exemple :
- 2 modules : 0,9 kWc
- 3 modules : 1,35 kWc
- 4 modules : 1,8 kWc
Le rendement annuel et hivernal réel de ces installations peut toutefois varier considérablement en fonction de leur emplacement.
C’est pourquoi la décision ne doit pas être prise sur la base d’une valeur forfaitaire journalière ou mensuelle, mais sur la base d’une analyse annuelle tenant compte de l’emplacement.
Les panneaux photovoltaïques en hiver : ne pas se limiter au rendement maximal
En matière de photovoltaïque, ce n’est pas uniquement la puissance maximale atteinte par une installation au cours d’une seule journée d’été qui compte.
Pour l’autoconsommation, le moment où l’électricité est produite au cours de la journée et de l’année est tout aussi déterminant.
C’est précisément là que réside l’intérêt des surfaces photovoltaïques verticales.
Une clôture photovoltaïque permet de tirer doublement parti des surfaces disponibles sur un terrain : à la fois comme délimitation de propriété de grande qualité et comme surface supplémentaire pour la production d’électricité.
Associée à la technologie des modules bifaciaux, elle permet également d’exploiter la lumière réfléchie. Le soleil bas en hiver et le risque moindre de formation d’un manteau neigeux sur la surface des modules rendent cette technologie intéressante même en dehors de la saison photovoltaïque classique.
Si vous possédez déjà une installation photovoltaïque sur votre toit ou si vous recherchez des surfaces supplémentaires pour le photovoltaïque, vous ne devriez donc pas vous limiter aux toits. Les limites de propriété peuvent également s’inscrire dans un concept énergétique bien pensé.
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