Le rendement PV - à quoi faut-il faire attention avec les modules solaires ?

Les modules solaires utilisent directement l'énergie de rayonnement du soleil pour produire de l'électricité. Des facteurs naturels - comme le rayonnement global - ont une influence sur le rendement PV , que vous ne pouvez pas contrôler. La puissance nominale de votre installation PV dépend essentiellement des caractéristiques de la surface de votre toit. Vous pouvez influencer la puissance nominale et le rendement PV en optimisant les facteurs techniques. Le choix des onduleurs et des modules solaires en fait partie.

Facteurs naturels influençant le rendement photovoltaïque

L'intensité du rayonnement solaire dépend de l'emplacement de l'installation :

• Les niveaux de radiation sont plus élevés dans les régions du sud que dans les régions du nord. C'est le cas en Europe et en Allemagne.
• Au cours de la journée et d'une année, elle augmente d'intensité, puis diminue.
• Aux alentours de midi, le soleil atteint sa position maximale. La lumière du soleil tombe à la verticale sur les modules solaires.
• La fin de la matinée et le début de l'après-midi sont également des moments où le rendement de PV est élevé.
• Les journées sont plus longues en été, ce qui permet d'avoir un plus grand nombre d'heures d'ensoleillement.

Environ 70 % PV Le rendement est réalisé pendant les mois d'été - indépendamment de la puissance nominale de l'installation et du nombre de modules solaires.

Qu'est-ce que le rayonnement global et quelle est son importance ?

Le rayonnement global est très important pour le rendement PV : l'énergie rayonnée les jours d'été sans nuages atteint jusqu'à 1000 watts par mètre carré. Les jours d'hiver nuageux, elle diminue jusqu'à cinq pour cent de la quantité d'énergie. En fonction de l'emplacement, les valeurs de rayonnement en Allemagne varient en moyenne entre 900 et 1200 kilowattheures par mètre carré et par an.

Par rayonnement solaire, on entend les rayons du soleil qui atteignent les panneaux solaires. Ils sont directs lorsque, par temps clair, ils sont atténués par les seuls facteurs présents dans l'atmosphère. Il est indirect lorsque les nuages, les molécules d'air et les aérosols diffusent les rayons du soleil. Par conséquent, cette lumière apparaît comme diffuse pour l'observateur. Comme pour l'utilisation d'un diffuseur en photographie, aucune ombre n'est projetée. Le rayonnement global se compose du rayonnement solaire direct et indirect. En moyenne annuelle, les parts respectives sont de 50 %.

Facteurs techniques influençant la puissance nominale et le rendement PV

Outre les facteurs naturels, des facteurs techniques ont une grande influence sur la puissance nominale et le rendement PV de votre installation. L'un d'entre eux est le rendement des modules solaires. Optimiser la puissance nominale et le rendement PV nécessite les connaissances techniques d'un expert.

Panneaux solaires - sélection, orientation, ombrage

Pour optimiser le rendement d'une installation PV , le choix des modules solaires joue un rôle important. Leur rendement détermine si une installation PV génère des revenus stables en période de faible ensoleillement. Le rendement moyen est actuellement de 18 %, avec des pointes à 22 %. Investir dans des modules solaires efficaces permet d'augmenter la puissance nominale d'une installation, mesurée en kilowatts crête, et s'avère payant à long terme.

Vous obtenez le rendement maximal PV si vous donnez à vos modules solaires un angle d'inclinaison de 30 degrés et que vous les orientez vers le sud. Si l'angle diffère, vous diminuez légèrement le rendement PV : si les modules solaires s'écartent de 45 degrés de l'orientation optimale vers le sud, le rendement PV est de 95 pour cent du maximum. Un angle d'inclinaison des modules solaires de 60 degrés a pour conséquence un rendement maximal de 90 pour cent. Il vaut la peine de vérifier au cas par cas dans quelle mesure les surfaces de toit se prêtent à une installation photovoltaïque. Il est important de pouvoir relever les modules en cas de doute. Les bâtiments voisins plus hauts, les arbres, les cheminées et autres obstacles font de l'ombre (au moins temporairement) à l'installation solaire et réduisent le rendement photovoltaïque.

Mon toit est-il adapté à une installation photovoltaïque ?

Pour vérifier si votre toit se prête à une installation PV, vous devez le comparer à ces points :

• Le toit est orienté vers le sud, le sud-ouest ou le sud-est.
  Pour information : les toits orientés vers le nord fournissent également de bons rendements PV , l'essentiel étant que l'angle d'inclinaison des modules solaires soit faible.
• La surface du toit présente un angle compris entre 30 et 60 degrés. À titre indicatif, les toits à deux pans ont un angle d'inclinaison standard compris entre 38 et 45 degrés.
• Il n'y a pas d'obstacles gênants et le toit est en grande partie sans ombre.
• Vous disposez d'une surface de toit à partir de 15 mètres carrés pour installer des panneaux solaires.
  Pour information, cette surface permet d'installer un système d'une puissance nominale comprise entre deux et trois kilowatts crête.

Les onduleurs rendent l'électricité utilisable

Toute installation PV nécessite des onduleurs. Les modules solaires produisent du courant continu. En revanche, les consommateurs électriques tels que les appareils électroménagers ont besoin de courant alternatif. Un onduleur convertit la tension continue en tension alternative. En fonction de la puissance nominale de votre installation et de vos besoins individuels, vous avez le choix d'installer un ou plusieurs onduleurs. Le nombre d'onduleurs réellement nécessaires dépend de l'installation concrète et des besoins. C'est pourquoi il n'est pas possible de faire une déclaration générale à ce sujet. L'installation de plusieurs onduleurs est toujours judicieuse afin d'éviter une panne complète de l'installation PV en cas de défauts.

Câblage et sélection des câbles

Il existe des options techniques pour optimiser une installation PV lorsque l'ombre affecte temporairement ou durablement les modules solaires. Des diodes de dérivation au lieu de strings relient les modules solaires en série et permettent un montage en parallèle qui comble les zones ombragées. Un inconvénient réside toutefois dans la longueur des câbles, car il faut relier tous les modules solaires à l'onduleur. Il en résulte des pertes de puissance.

Si vous séparez les zones de modules constamment ombragées au niveau de l'onduleur, vous augmentez nettement le rendement de PV . Il en va de même lorsque vous installez plusieurs onduleurs pour une installation PV. Vous pouvez maîtriser les ombres temporaires et changeantes en installant des optimiseurs de puissance.

Quelle est la meilleure façon de mesurer le rendement de PV ?

Un simple relevé et une comparaison avec la puissance nominale permettent de connaître le rendement en kilowattheures de PV . Si une installation n'est pas active dans un premier temps, la valeur peut être estimée en fonction du site et des paramètres de l'installation. Le rendement spécifique permet de comparer le rendement PV de PV installations de différentes tailles. Le rendement spécifique résulte de la comparaison entre la production d'électricité sur une année et la puissance nominale.