L'impact des facteurs de température sur la performance des panneaux solaires

Lorsque l'on parle de panneaux solaires, on pense instantanément à la production d'énergie électrique à partir de l'énergie solaire... via la technologie photovoltaïque, bien sûr ! Et c’est précisément le sujet ici.

Lisez aussi : qu’est-ce qu’un panneau solaire transparent et comment fonctionne-t-il ?

Contrairement à une croyance répandue, les panneaux photovoltaïques produisent de l'électricité grâce à la lumière du soleil, à ses photons plus exactement, présents dans le rayonnement solaire et non grâce à la chaleur. En d'autres termes, c'est l'intensité du rayonnement et non la chaleur en elle-même qui détermine leur production. C'est pourquoi l'idée selon laquelle une forte chaleur favorise la production est erronée.

Mais comment fonctionnent exactement les panneaux photovoltaïques pour générer de l'électricité ? Le processus commence par l'effet photovoltaïque. Les cellules solaires ou cellules photovoltaïques, en absorbant les photons, libèrent des électrons qui se mettent à circuler, créant ainsi un courant continu. Ce courant est ensuite transformé en courant alternatif par un onduleur, rendant l’électricité compatible avec le réseau électrique domestique ou national. Ce mécanisme illustre parfaitement comment les installations solaires contribuent au bouquet des énergies renouvelables en fournissant une source propre et inépuisable d'énergie électrique.

Cela permet de comprendre aisément qu'un ciel dégagé, même froid, favorise une meilleure production qu'un temps chaud et couvert. Les nuages filtrent une partie du rayonnement solaire, ce qui diminue l'intensité lumineuse reçue par les panneaux et donc leur production d'électricité.

Comme nous l'avons vu précédemment, les variations de température ambiante ont un impact certain sur la performance des panneaux solaires. Mais comment et pourquoi ? La réponse réside dans l'influence de la chaleur sur les propriétés des matériaux qui composent ces panneaux. Pour ceux intéressés par la quantification de la production solaire, notre article intitulé « comment calculer la production de panneaux solaires ? » en propose une revue détaillée.

Plus concrètement, lorsque la température des panneaux solaires augmente de manière excessive, la mobilité des électrons au sein des matériaux semi-conducteurs se trouve réduite, ce qui entraîne une hausse de la résistance interne. Par conséquent, la production d'énergie électrique diminue, se traduisant par une baisse de la tension de sortie des panneaux.

À partir de quelle température observe-t-on cette baisse de performance, et quelle est son ampleur ?

Pour le savoir, il faut consulter la fiche technique des panneaux solaires que vous possédez. Si vous ne savez pas comment faire, nous avons un article sur le sujet : comment déchiffrer la fiche technique d'un panneau solaire ?

• La puissance nominale (exprimée en Wc) qui représente la capacité de production des panneaux photovoltaïques lorsque les conditions optimales de fonctionnement sont réunies : température des modules à 25°C, rayonnement solaire de 1000 W/m2, orientation sud, inclinaison, etc.

• Le coefficient de température (exprimé en %/°C) qui définit la perte de puissance du panneau pour chaque degré Celsius supplémentaire par rapport à la température de fonctionnement optimale de 25°C. Par exemple, un coefficient de 0,35 %/°C signifie une perte de puissance de 0,35 % par degré supplémentaire.

Précisons que les 25°C mentionnés ici correspondent à la température ambiante d'une journée ensoleillée typique. La température de la surface du panneau exposé au soleil à ce moment-là peut s’élever entre 40 à 45°C. Pas de panique pour autant, les risques de surchauffe sont minimes. Les panneaux solaires sont conçus pour supporter des températures de surface allant de -40 à +85°C, et la chaleur est normalement évacuée en rayonnant par l’extérieur.

Pour ce qui est de la perte de performance, elle reste limitée et négligeable pour de faibles augmentations de température. Elle ne devient vraiment notable et problématique que lorsque la température des cellules photovoltaïques avoisine le 60°C en surface, ce qui sous-entend une température ambiante très élevée.

Cela soulève justement des questions sur l'avenir des panneaux solaires face au réchauffement climatique qui pourrait progressivement diminuer leur rendement énergétique au fil des années.

Heureusement, l'innovation technologique ne cesse de nous surprendre. Peut-être verrons-nous émerger de nouvelles solutions pour contrecarrer ces effets négatifs et maintenir, voire améliorer, l'efficacité des installations solaires dans un climat de plus en plus chaud ?

Conseil : assurez-vous toujours de choisir des panneaux solaires avec des performances élevées et un faible coefficient de température pour pouvoir en tirer le maximum de profit. Nos articles sur les panneaux solaires pour les propriétaires de piscines intérieures ou les panneaux solaires pour les propriétaires de maisons mobiles en témoignent.

Oui ! Il existe des solutions pour optimiser la production d’électricité verte de vos panneaux solaires, qui transforment l'énergie solaire en énergie électrique, même en période de forte chaleur.

1. L'hydratation sous-contrôle : un jet d'eau rafraîchissant

L'idée d'arroser légèrement vos capteurs solaires (composés de cellules photovoltaïques) lorsqu'ils dépassent les 25°C peut sembler intuitive. Attention toutefois à ne pas utiliser d'eau du robinet chargée en calcaire qui laisserait des dépôts susceptibles de gêner la captation solaire. Cette solution n'est, d’ailleurs, pas très écologique. Elle contredit l'objectif de responsabilité environnementale inhérent à l'installation des panneaux solaires (énergies renouvelables, transition énergétique…). Et ce, surtout en période de canicule où la sécheresse se fait lourdement ressentir.

La meilleure option consiste à installer un système de récupération d'eau de pluie. Vous utilisez ainsi une ressource renouvelable et évitez le gaspillage.

Pour plus d'automatisation, pensez à des asperseurs qui se déclenchent automatiquement au-delà de 25°C.

Pour ceux qui envisagent d'investir dans une installation solaire ou d'optimiser leur système solaire, l'article « combien de panneaux solaires pour une maison - le calcul » peut fournir des informations précieuses sur la planification de votre installation. De même, l'article « que peut-on alimenter avec un panneau solaire – exemples » propose des insights sur les diverses utilisations possibles de l'énergie solaire au quotidien.

2. La ventilation : laissez respirer vos panneaux

La pose en surimposition des panneaux solaires favorise la circulation de l'air et leur ventilation naturelle. Privilégiez cette installation et faites appel à un professionnel compétent pour garantir la robustesse de l'ensemble de l’installation face aux intempéries.

L'efficacité de cette méthode souligne les avantages des panneaux solaires dans les zones rurales où les conditions d'installation peuvent être plus favorables à une ventilation naturelle efficace.

3. Toiture végétalisée : un rafraîchissement écologique

Vos panneaux photovoltaïques sont posés sur votre toit ? La toiture végétalisée offre une solution écologique et esthétique. La transpiration et l'évaporation des plantes contribuent à rafraîchir les panneaux photovoltaïques.

Si vous optez pour cette alternative, veillez à choisir des plantes qui ne projettent pas d'ombre gênante lorsqu'elles auront poussé.