Impact de l’ombrage sur la performance d’un système photovoltaïque solaire

Explications

Cela peut être dû aux feuilles tombées de l’arbre du voisin qui  empiète légèrement sur votre propriété, aux déjections d’oiseaux  de passage, ou même à un bâtiment voisin qui projette son  ombre sur une partie de votre toit chaque matin.

Peu importe la source de l’ombre, le résultat est le même : il y a  moins de lumière solaire directe atteignant vos panneaux, ce qui  compromet l’efficacité de votre installation.

Cependant, il y a une bonne nouvelle. Tous les panneaux solaires  ne sont pas identiques et vous pouvez vraiment atténuer l’impact  de l’ombre en faisant le bon choix de panneaux. La conception et  la technologie utilisées dans la fabrication de vos panneaux  jouent un rôle clé dans la quantité d’énergie qu’ils peuvent  produire et donc dans la réduction de vos factures d’électricité.

Examinons quelques situations typiques.

Système photovoltaïque solaire -
scénario 1 : Ombre localisée

Commençons par un panneau solaire standard conventionnel,  avec des contacts situés sur la face avant. Regardez comment le  courant circule dans un circuit série continu (A). Toute  interruption dans le flux d’électricité peut nuire au  fonctionnement optimal du panneau. Pour pallier cela, le  panneau est généralement divisé en trois zones électriques  distinctes, ce qui permet de “contourner” ou de “dérivationner” de  possibles obstructions au flux d’énergie (B).

Maintenant, supposons qu’une feuille tombe sur le panneau. Cela  peut sembler insignifiant, mais une simple feuille peut  considérablement réduire l’énergie produite par votre panneau  (C). Lorsque nous plaçons la feuille sur une cellule du panneau  conventionnel, cette cellule n’est plus en mesure de générer ou  de transmettre correctement de l’électricité aux cellules voisines.  Ne pouvant plus fonctionner correctement, la cellule obstruée  entraîne la désactivation d’une partie substantielle du module  jusqu’à ce que la feuille soit enlevée. En d’autres termes, 33 % du  panneau arrête de fonctionner, ce qui se traduit par une perte de  puissance de 33 %. Et tout cela à cause d’une simple feuille !

En revanche, certains panneaux comme la gamme Maxeon de  chez SunPower® Performance sont conçus pour que l’énergie circule en rangées indépendantes et parallèles (D). Chaque  rangée de cellules utilise un itinéraire flexible et redondant pour  transmettre l’électricité d’une cellule à une autre, ce qui réduit  l’impact des obstructions sur la surface du panneau. De plus,  l’architecture électrique du panneau est structurée en grille (six  lignes horizontales et trois colonnes verticales), ce qui permet une  meilleure performance en orientation portrait ou paysage (E).

Comme vous pouvez le voir ci-dessous, l’association de cellules  plus petites et des connexions électriques redondantes dans le  panneau Performance aide à minimiser l’impact de la feuille (F).  Alors qu’une technologie conventionnelle conduirait à la  désactivation d’un tiers du panneau, l’architecture électrique  unique du panneau SunPower Performance assure un flux  d’énergie constant avec une perte de puissance minimale.

Scénario 2 : Ombrage linéaire en orientation paysage

Examinons maintenant ce qui se passe lorsque de l’ombre est  projetée de manière linéaire sur la surface d’un panneau solaire  conventionnel. Ici aussi, l’impact sur le panneau est immédiat (G).  Comme l’ombre est projetée sur le côté le plus long du panneau  (orientation paysage), l’une de ses trois zones électriques est  instantanément coupée pour permettre le contournement de  l’ombre. Tout comme avec la feuille, nous constatons une baisse  de puissance de 33 %. Dans ce cas, un panneau de 295 W est  rapidement réduit à un panneau de 198 W.

Lorsque le côté le plus long du panneau Performance est  ombragé, la perte de puissance est proportionnelle à l’ombrage.  En d’autres termes, si seulement la moitié de la première rangée  de cellules est ombragée (H), les cellules de l’autre moitié  continuent de produire de l’énergie, et le panneau fonctionne à  92 % de sa puissance estimée. Si l’ombre devait recouvrir toute la  rangée de cellules inférieure (I), le panneau Performance ne  perdrait que 17 % de sa puissance (1/6e du panneau)  comparativement à la perte de 33 % observée avec le panneau  conventionnel ci-dessus. Il est ainsi possible de voir l’effet  dévastateur que peuvent avoir quelques centimètres d’ombre  sur la puissance d’un panneau.

Scénario 3 : Ombrage linéaire en orientation portrait

Il est fortement conseillé d’installer les panneaux Performance en  orientation paysage pour maximiser la production d’énergie et  les économies réalisables. Cependant, même en position portrait,  il reste plus performant que son équivalent conventionnel.  Lorsque l’ombre est projetée sur la partie inférieure (côté court)  du panneau conventionnel, elle affecte instantanément les trois  zones électriques, et le panneau cesse complètement de  fonctionner (J).

En revenant au modèle de quadrillage des zones électriques du  panneau Performance, on observe que lorsque la partie inférieure  de son côté court est ombragée, le panneau redirige le flux d’énergie via les 2/3 supérieurs (K). Certes, il y a un impact sur la  puissance, mais un panneau qui fonctionne à 67% de son  potentiel est certainement préférable à un panneau qui ne  fonctionne pas du tout… il n’y a aucun doute à ce sujet !

En ce qui concerne l’impact de l’ombre sur l’énergie potentielle  générée par une installation photovoltaïque, les exemples ci-dessus démontrent clairement l’importance de la conception et  de la technologie derrière chaque panneau pour assurer la  fiabilité de votre source d’énergie au fil du temps. Contrairement à certains fabricants qui ne garantissent pas leurs  panneaux contre les dommages causés par l’ombre, SunPower  propose la garantie “Sérénité 25 ans”, même en cas d’ombrage.

Les scénarios présentés ici ne sont que quelques exemples des  défis posés par l’ombrage. Cependant, nous vous encourageons  à discuter avec votre partenaire local SunPower pour déterminer  la meilleure orientation possible pour votre installation. Nous vous  invitons également à en savoir plus sur la fiabilité et la durabilité  des panneaux SunPower Performance et sur la façon dont ils  peuvent optimiser la production d’énergie de votre installation.

Conclusion

Les panneaux solaires photovoltaïques jouent un rôle clé dans la conversion de la lumière du soleil en courant électrique, permettant ainsi de répondre aux besoins énergétiques des foyers et entreprises. Cependant, l’ombrage peut réduire l’efficacité des cellules photovoltaïques, compromettant la production d’électricité. Les installations solaires, notamment les kits solaires équipés de panneaux solaires monocristallins, sont sensibles au rayonnement solaire, mais des technologies avancées, comme celles des panneaux photovoltaïques de smart to, permettent de minimiser ces pertes. Grâce à l’énergie solaire, il est possible de produire de l’électricité pour alimenter divers appareils électriques, renforçant l’importance des avancées dans le domaine du solaire photovoltaïque découvert pour une meilleure gestion des ressources énergétiques.