Comment optimiser la position de vos panneaux photovoltaïques Choisir : l’emplacement le mieux exposé Pour assurer le bon fonctionnement de l’installation des panneaux photovoltaïques, il est important de respecter certains critères. Afin de permettre une production énergétique optimale, le choix de l’emplacement des panneaux photovoltaïques doit être soigneusement étudié. Premièrement, il faut s’assurer qu’aucune ombre causée par un bâtiment ou un arbre à proximité de l’emplacement choisi, puisse compromettre l’exposition au soleil, et ce durant toute la journée. Ensuite, les deux paramètres à prendre en considération sont: L’orientation L’Orientation représente l’angle appliqué entre l’unité de production et l’axe plein Sud, pour l’hémisphère Nord, et l’axe plein Nord pour l’hémisphère Sud. L’angle d’inclinaison L’angle d’inclinaison optimale appliqué à l’unité de production qui est représenté par le degré de pente des panneaux photovoltaïques par rapport à la ligne d’horizon et la latitude.
Orientation des panneaux photovoltaïques Orientations idéales concernant la situation géographique de l’unité de production. Si l’unité de production photovoltaïque est installée dans l’hémisphère nord, l’exposition idéale est plein sud. Inversement si l’unité de production photovoltaïque est installée dans l’hémisphère sud, l’exposition idéale est plein nord. L’ensoleillement est donc très important, pour une production optimale des panneaux photovoltaïques. Plus la surface des panneaux est exposée perpendiculairement et face au soleil, plus la production d’électricité est élevée.
Cela ne signifie pas qu’une orientation différente soit impossible, simplement plus l’orientation des panneaux s’écarte de cet axe idéal, plus le rendement en sera amoindri. L’orientation de l’unité de production est un paramètre plus important que l’inclinaison Perte de rendements dus aux écarts par rapport à l’axe plein Sud ou plein Nord Que l’unité de production photovoltaïque se situe dans l’hémisphère Nord ou l’hémisphère Sud, le soleil se lève à l’Est et se couche à l’Ouest. Mais la vision du parcours du soleil est inversée ! Si l’on se situe dans l’hémisphère Nord, par rapport à la direction plein sud, le soleil se lève à gauche et se couche à droite. Inversement, si l’on se situe dans l’hémisphère Sud, par rapport à la direction plein Nord, le soleil se lève à droite et se couche à gauche.
L’axe d’orientation idéal des panneaux photovoltaïques est donc plein sud ou plein nord selon la situation hémisphérique. Cependant s’il est impossible de positionner l’unité de production dans cet axe, on subira une perte de production proportionnellement importante en fonction de la direction imposée à l’unité de production. Concernant le rendement des panneaux photovoltaïques, selon la situation géographique, globalement et de façon approximative, on estime cette perte de production comme ceci : Hémisphère Nord orientation des panneaux axe Sud Si on considère qu’une orientation des panneaux exposés plein sud a un rendement de 100%, exposés au Sud-Est ce rendement approximatif sera de 94%. Exposés à l’Est ce rendement approximatif sera de 81%. Exposés au Sud-Ouest ce rendement approximatif sera de 94%.
Exposés à l’Ouest ce rendement approximatif sera de 77%. Hémisphère Sud orientation des panneaux axe Nord Les rendements de production en fonction des différentes orientations sont sensiblement identiques. Si on considère qu’une orientation des panneaux exposés plein Nord a un rendement de 100%, exposés à l’Ouest ce rendement approximatif sera de 77%. Exposés au Nord-Ouest ce rendement approximatif sera de 94%. Exposés au Nord-Est ce rendement approximatif sera de 94%.
Exposés à l’Est ce rendement approximatif sera de 81%. Angle d’inclinaison des panneaux photovoltaïques Pour que le rendement de production d’électricité des panneaux photovoltaïques soit au maximum, il faudrait que la surface des panneaux soit en permanence perpendiculaire au rayonnement solaire. Seul un système tracker solaire qui suit la trajectoire journalière du soleil, avec une inclinaison variable, peut apporter en partie une solution intéressante. Cependant, non seulement ce n’est adaptable à toutes les configurations, mais c’est de plus un procédé très onéreux. Donc il faut lorsque cela est possible, (par exemple pour des unités de production implantées au sol), appliquer une inclinaison aux panneaux photovoltaïques de façon à obtenir une exposition au rayonnement solaire optimale.
Pour les unités de production implantées sur les toitures de maisons existantes, c’est un peu plus compliqué, mais pas infaisable. Comment procéder pour calculer l’inclinaison des panneaux photovoltaïques. Deux méthodes sont applicables: Méthode 1 La première méthode consiste à effectuer une moyenne par rapport au taux d’ensoleillement perçu selon la situation géographique, taux d’ensoleillement qui fluctue en fonction de la hauteur du midi solaire pendant les quatre saisons. Ces hauteurs, quel que soit l’hémisphère, dépendent du degré de latitude. Hémisphère Nord Simulation pour une unité de production se trouvant en France métropolitaine ou en Corse.
Il s’agit là de hauteurs moyennes par rapport aux différents parallèles de latitude qui traversent ces régions. Sachant que le point le plus au sud-est Bonifacio en Corse à une latitude Nord de 41°, et le point le plus haut en France Métropolitaine est Dunkerque à une latitude Nord de 51°. Hauteurs du soleil par rapport à la ligne d’horizon Solstice d’hiver 20° Équinoxe printemps et automne 45° Solstice d’été 60° Les panneaux photovoltaïques devraient donc être inclinés pour une production optimale à chaque saison, avec un angle correspondant à chacune de ces hauteurs. Devant les difficultés que cela représente, pour une unité de production fixe, il est convenu de lisser et faire une moyenne sur l’année, ce qui donne une inclinaison de 30°, quelle que soit l’orientation. Pour les unités de production installées sur les toitures, dans la plupart des régions de France métropolitaine et en Corse, le degré de pente des toitures avoisine les 30°, à l’exception des régions montagneuses, de la Bretagne ou de l’Alsace ou le degré de pente des toitures peut atteindre ou dépasser les 45°.
Concernant les installations sur toit plat ou terrasse, EDF conseille un angle d’exposition de 15° à 25° pour des unités de production installées plein Sud en région tempérée. Pour les unités de production situées dans des endroits fortement ensoleillés et abrités, EDF conseille un angle plus faible encore de l’ordre de 5° à 10°. Deuxième méthode La seconde méthode consiste à calculer l’angle d’inclinaison optimal par rapport à la latitude du lieu où est implantée l’unité de production. En effet, cette méthode est plus précise et peut être avantageuse notamment en montagne ou bien dans des lieux isolés non raccordés au réseau de distribution d’électricité, qui nécessitent donc un rendement optimal permanent en toutes saisons. Pour calculer cet angle d’inclinaison optimal, de nombreux facteurs sont à considérer notamment : la position géographique, l’orientation, là où les saisons pendant lesquelles l’installation est la plus sollicitée.
Ces informations permettent d’affiner le résultat du calcul de l’angle optimal. Cependant la méthode de calcul la plus pratiquée, est celle-ci ; si l’unité de production est plus utilisée en période hivernale, pour une production optimale on ajoute de 1° à 10° à la valeur de la latitude du lieu d’implantation, en fonction des facteurs d’influence cités précédemment. Exemple pour une unité de production installée en région montagneuse à Saint-Michel-de-Chaillol dans le Champsaur, Latitude Nord 44°64. Utilisée principalement en période hivernale avec une orientation Sud-Ouest peu avantageuse, l’angle optimal peut être estimé à 44° + 10° = 54° Si l’unité de production est plus utilisée en période d’été, on soustrait de 1° à 10° à la valeur de la latitude du lieu d’implantation, en fonction des facteurs d’influence cités précédemment. Exemple pour l’unité de production à Saint-Michel-de-Chaillol dans le Champsaur, Latitude Nord 44°64.
Pour cette unité de production implantée de la même façon avec une orientation Sud-Ouest, peu avantageuse et utilisée principalement en été, l’angle optimal peut être estimé à 44° – 10° = 34° Vous l’aurez compris, pour cette même unité de production implantée plein Sud sollicitée toute l’année, il suffit d’utiliser la valeur de la latitude, comme angle optimal, pour notre exemple c’est donc 44°. Voilà c’est un peu compliqué, mais cela vaut la peine d’observer un temps de préparation et de réflexion pour élaborer un projet d’installation de panneaux photovoltaïques.
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