Le rôle des trackers solaires dans l’augmentation de l’efficacité des panneaux solaires

Un tracker solaire, également connu sous le nom de suiveur solaire ou traceur solaire, est un dispositif relativement complexe destiné à augmenter l'efficacité des panneaux photovoltaïques ou thermiques – un équipement clé dans l’exploitation des énergies renouvelables. Il consiste en un mât doté d’un mécanisme de suivi sur lequel les panneaux sont posés et qui pivote pour suivre la trajectoire du soleil dans le ciel, un peu à la manière des tournesols qui s'orientent naturellement vers la lumière. L’objectif est de maximiser l'exposition au soleil et, par conséquent, la production. Ce qui conduit à des économies substantielles.

Ledit mécanisme de suivi peut être actif ou passif :

• Mécanisme de suivi actif : fait appel à des systèmes électroniques et des moteurs pour ajuster l'orientation des panneaux en temps réel, selon la position du soleil.

• Mécanisme de suivi passif : utilise des matériaux qui se déforment avec la chaleur, provoquant ainsi le mouvement des panneaux sans nécessiter de composants électroniques.

En ce qui concerne le fonctionnement du tracker solaire, il est basé :

• Soit sur un système d’horlogerie programmée : utilise des algorithmes qui calculent la position du soleil dans le ciel à différents moments de la journée, de l'année et de la saison. Grâce à ces données (elles varient d’une zone géographique à une autre), le mécanisme ajuste automatiquement l'orientation des panneaux solaires pour qu'ils soient toujours face au soleil, assurant ainsi une exposition optimale tout au long de la journée et maximisant les bénéfices de l'énergie solaire.

• Soit sur l’héliotropisme (principe de l’héliostat) : utilise des capteurs solaires qui détectent la direction du rayonnement solaire le plus intense. Le système oriente ensuite l’installation solaire dans cette direction, ce qui permet une adaptation continue et précise à la position du soleil sans dépendre d'une programmation fixe basée sur le temps ou la date.

Pour en savoir plus, lisez notre article complet sur le sujet : tout savoir sur le tracker solaire en 2024.

Nous pouvons distinguer 2 types de trackers solaires, à savoir :

• Les trackers solaires mono axiaux (1 axe)

Ils se déplacent généralement d'est en ouest et suivent le soleil pendant sa course journalière. Cette configuration est particulièrement adaptée aux régions proches de l'équateur où le soleil se déplace de manière relativement constante tout au long de l'année.

• Les trackers solaires bi axiaux (2 axes)

Ils offrent une liberté de mouvement supplémentaire, permettant aux panneaux de s'incliner selon l'élévation du soleil en plus de sa position horizontale. Cette capacité à ajuster l'orientation et l'inclinaison se traduit par un avantage notable en matière de rendement (jusqu'à 40 % ou plus contre 25 % à 30 % pour les modèles à 1 axe), ce qui justifie un coût supérieur.

L’utilisation des trackers solaires présente de nombreux avantages par rapport aux panneaux solaires fixes traditionnels. Ils permettent de produire plus d’électricité ou de chaleur à partir des panneaux photovoltaïques, et ce, pour 3 raisons :

• La maximisation de la quantité de photons capturés : en suivant le soleil, les trackers solaires exposent les panneaux à un flux lumineux plus intense et plus constant, ce qui augmente le nombre de photons qui atteignent les cellules photovoltaïques et donc le courant électrique généré à la sortie de l’onduleur.

• L’optimisation de l’angle d’incidence de la lumière capturée : en s’orientant perpendiculairement au soleil, les trackers solaires réduisent les pertes d’énergie dues à la réflexion ou à la réfraction de la lumière sur la surface des panneaux. Ce qui optimise le rendement des panneaux solaires.

• Une production d’électricité quotidienne prolongée : en suivant le soleil du lever au coucher, les trackers solaires prolongent la durée d’exposition des panneaux à la lumière, ce qui permet de produire de l’électricité plus tôt le matin et plus tard le soir.

Ce raisonnement est aussi valable pour les panneaux solaires thermiques qui exploitent la chaleur du soleil plutôt que son rayonnement.

Et lorsque les panneaux produisent plus :

• L’utilisation de l’espace utile est optimisée : augmentation de la quantité d’électricité ou de chaleur produite pour une même surface d’exploitation. Les panneaux solaires pour les propriétaires de garages détachés peuvent, par exemple, bénéficier significativement de cette technologie en augmentant leur capacité à produire une quantité significative d'énergie même dans des espaces restreints.

• La dépendance à l’électricité du réseau est réduite : le taux d’autoconsommation solaire augmente, entraînant des économies significatives sur les coûts énergétiques et diminuant le montant de la facture d’électricité

• L’empreinte carbone est minimisée : moins d’émissions de gaz à effet de serre liées à la consommation d’énergies fossiles – lutte contre le changement climatique.

• La résilience énergétique est améliorée : en cas de pannes du réseau ou de catastrophes naturelles (à lire aussi : les panneaux solaires et la résilience énergétique en cas de catastrophes), les systèmes équipés de trackers solaires maintiennent une fourniture énergétique plus stable et fiable.

Enfin, l’utilisation d’un tracker solaire ralentit l’usure des panneaux solaires. Le fait qu’il soit orientable favorise une meilleure ventilation, l’installation solaire est ainsi mieux refroidie et son rendement est optimisé.

Bon à savoir : les gains sont sûrement plus intéressants avec les technologies de panneaux solaires les plus performantes comme celles à double verre (consultez notre article sur les avantages des panneaux solaires à double verre – durabilité et efficacité pour en savoir plus).

Choisir le bon tracker solaire est important pour optimiser son investissement et garantir une performance maximale. Voici donc quelques critères clés à prendre en compte :

• Climat et ensoleillement : les trackers ne conviennent pas aux zones géographiques très ventées ou montagneuses. Le vent peut endommager la structure et la neige peut représenter une surcharge importante. Privilégiez donc les zones bénéficiant d'un ensoleillement important et régulier.

• Type de tracker : selon votre budget, vos besoins et la surface disponible, choisissez entre un tracker à un axe (plus simple et moins cher) ou un tracker à 2 axes (plus performant, mais plus complexe et coûteux).

• Charge d’exploitation du tracker : sélectionnez un tracker capable de supporter la taille des panneaux solaires photovoltaïques que vous comptez installer. C’est exactement comme lorsque vous vous posez la question : quel poids de panneaux solaires peut supporter mon toit ? dans le cas d’une installation solaire sur toiture.

• Garantie et maintenance : vérifiez la durée de garantie proposée par le fabricant et les modalités d'entretien du tracker.

• Normes et certifications : assurez-vous que le tracker respecte les normes de sécurité et de qualité en vigueur.

Attention ! L'intérêt principal des trackers solaires réside dans l'autoconsommation comme c’est le cas pour les panneaux solaires pour les propriétaires de spas et de jacuzzis sans lesquels les coûts énergétiques peuvent vite s’envoler. Ce type d'installation se monte au sol sur une structure en béton (un espace au sol plus ou moins important est nécessaire pour son utilisation) et non pas sur le toit. Il n'est donc pas éligible aux aides financières en faveur de l’énergie solaire telles que les primes à l'autoconsommation ou l'obligation d'achat (OA). Dans certains cas, la vente d'électricité produite par un tracker solaire reste possible, mais elle nécessite de passer par un agrégateur d'achat.

En l'absence d'aides financières, la rentabilité de l'installation est plus longue à atteindre, d'autant plus que les coûts initiaux sont supérieurs à celui de panneaux solaires fixes. Il est donc crucial de choisir une zone géographique bénéficiant d'un ensoleillement important et régulier tout au long de l'année pour avoir la garantie que l'écart de coût puisse être compensé par un écart de production plus important.

Bonus : en envisageant l'installation de trackers solaires, il pourrait aussi être pertinent de réfléchir à leur intégration dans des projets d’énergies renouvelables plus vastes et innovants, par exemple : quel est le rôle des panneaux solaires dans la production d'hydrogène vert ?

Pour aller plus loin, lisez : les panneaux solaires et l’amélioration de la sécurité énergétique