Comment fonctionne un panneau solaire sans soleil ?

Vous hésitez à installer des panneaux solaires dans une région peu ensoleillée ? Vous craignez la météo capricieuse ou l’ombre sur vos modules ? Les panneaux photovoltaïques ne s’arrêtent pas de fonctionner subitement lorsque les nuages passent ou si des branches assombrissent leur surface. Ils sont assez perfectionnés pour capter le rayonnement diffus du soleil. Dans ce guide, découvrez comment optimiser la production de votre installation même en cas de mauvais temps ou d’ombrage, ou en période hivernale.

En résumé : 

✓ Même avec un rayonnement diffus (temps nuageux, ombres partielles…), un panneau solaire réussit à produire de l'électricité.

✓ Afin d’optimiser votre production solaire, par mauvais temps ou dans les régions moins ensoleillées, il est important de prendre en compte l’orientation et l’inclinaison des panneaux, le niveau d’ensoleillement local, la technologie des modules et certains équipements innovants (régulateur MPPT, optimiseurs, batteries…).

✓ La batterie solaire est LA solution pour les installations dans les régions peu ensoleillées ou pour les météos capricieuses. Elle tire parti de chaque kilowattheure produit en le stockant, puis en le restituant au moment où vous en avez besoin.

En France, les installations photovoltaïques permettent de faire environ 40 % d'économies sur les factures d'énergie !

Est-ce qu'un panneau solaire fonctionne à l'ombre ?

La légende raconte qu’un panneau solaire a besoin d’un grand ciel bleu et d’un soleil de plomb pour produire de l'électricité. Ce n’est pas tout à fait vrai. Pour comprendre le fonctionnement d’un panneau solaire lorsqu’il n’y a pas de soleil, il faut distinguer chaleur et lumière.

Un panneau solaire n’a pas besoin de ressentir la chaleur des rayons directs du soleil pour produire de l'électricité. Il a besoin des photons, les particules qui composent la lumière directe ou indirecte.

Ainsi, lorsque le ciel est couvert ou si un arbre projette de l’ombre, les panneaux peuvent capter le rayonnement diffus. Effectivement, la lumière est reflétée par les nuages, les gouttes d’eau ou l’atmosphère et peut, de cette manière, atteindre les cellules photovoltaïques.

La production n’est toutefois pas la même sous des nuages qu’en plein soleil. On peut observer une baisse de 10 à 25 % de son rendement* maximal, mais elle ne s’arrête pas.

Contrairement aux idées reçues, le froid est un allié des panneaux solaires qui redoutent la canicule ! Au-delà de 25 °C, les composants surchauffent et le rendement solaire diminue. Une belle journée d’hiver peut être plus productive qu’une journée en août à 40 °C.

Autrement dit, la nuit est le seul moment où la production solaire tombe à zéro.

*Le rendement énergétique désigne le rapport entre l’énergie nécessaire à un équipement pour fonctionner (l'énergie absorbée) et sa capacité à produire lui-même de l’énergie (l'énergie utile).

Comment faire marcher un panneau solaire sans soleil ?

L’ensoleillement est seulement un facteur parmi d’autres qui détermine votre production d'énergie solaire. Ce n’est pas le seul paramètre qui influence la rentabilité de votre projet.

Par exemple, certaines maisons possèdent une configuration adaptée qui compense une faible luminosité. Avec une maison de plain-pied, la surface de la toiture disponible est plus importante. Il est possible d’augmenter le nombre de panneaux pour compenser les baisses de rendement ou pour les régions moins ensoleillées.

Pour faire marcher un panneau photovoltaïque sans soleil, il faut aussi choisir le bon onduleur :

• avec un onduleur de chaîne classique, les panneaux sont connectés en série, lorsqu’il y a un module à l’ombre, toute la chaîne baisse de régime et perd en rendement ;
   

• avec un micro-onduleur, les panneaux sont indépendants (parfois connectés par paire) et si un nuage ou une branche fait de l’ombre sur un module, seule la production de celui-ci diminue, tandis que les autres continuent de produire de l'électricité au maximum de leurs capacités.

Plusieurs éléments doivent être pris en compte pour compenser la météo capricieuse ou les journées nuageuses en hiver et vous permettre de maximiser votre production solaire. C’est ce que nous allons voir tout de suite.

👉 L'inclinaison et l'orientation de vos panneaux solaires sont très importantes. Jamy vous explique pourquoi !

Vous ne pouvez pas contrôler la météo, mais vous pouvez prendre en compte certains éléments qui sont déterminants pour la rentabilité de votre installation photovoltaïque en captant la moindre particule de lumière. Voici 4 facteurs essentiels.

Facteur 1 : l’inclinaison et l’orientation des panneaux

L’orientation idéale est le plein sud, afin de capter un maximum de rayons dans la journée. Cependant, si le ciel est souvent couvert, une orientation est-ouest est intéressante pour lisser la production du matin au soir.

Quant à l’inclinaison des panneaux, l’angle optimal en France est de 30 ou 35°. En hiver, lorsque le soleil est bas sur l’horizon et que les nuages sont denses, une inclinaison plus forte (vers 45°) aide les panneaux à intercepter plus facilement la lumière et facilite l'évacuation de la pluie ou de la neige (ceci est valable pour les panneaux au sol inclinables).

Facteur 2 : la région et le niveau d’ensoleillement local

Le Sud de la France bénéficie d’un ensoleillement plus généreux, c’est un fait. Pour autant, les régions du Nord, de l’Ouest ou de l’Est sont également adaptées au solaire.

Le plus important, ce n’est pas la chaleur, mais la lumière diffuse, ainsi qu’une régularité sur l’année.

Avant de vous lancer, vous pouvez utiliser le simulateur Quelle Énergie pour obtenir une estimation de votre production photovoltaïque en fonction de votre région et du climat local. Vous verrez qu’il est possible d’installer des panneaux solaires dans tout l’Hexagone !

Simulez votre projet solaire :

Facteur 3 : la technologie qui fonctionne le mieux sans soleil

Les panneaux solaires ne fonctionnent pas « sans soleil », c’est-à-dire lorsqu’il fait nuit, mais ils peuvent produire de l'électricité même par temps nuageux.

Dans ces conditions, certaines technologies sont plus efficaces que d’autres :

• les panneaux polycristallins (à éviter) : ils se reconnaissent à leur couleur bleue, mais ils proposent un rendement faible (entre 14 et 18 %) dès que la luminosité baisse et sont désormais considérés comme obsolètes pour des projets résidentiels performants ;
   

• les panneaux monocristallins (à privilégier) : conçus à partir d’un seul cristal de silicium pur (couleur noire homogène), ils ont une sensibilité plus élevée aux photons et offrent un meilleur rendement (entre 18 et 24 %) en l’absence de soleil.

💡 Notre conseil : optez pour des cellules monocristallines de dernière génération (PERC et TOPCon) qui intègrent des technologies de pointe qui agissent comme des miroirs internes et offrent de meilleures performances par faible luminosité et par temps nuageux. Il existe aussi des panneaux solaires hybrides !

Facteur 4 : l’optimisation du système photovoltaïque

Pour tirer le meilleur parti de vos panneaux lorsque les nuages sont là, certains équipements innovants peuvent vous aider :

• le régulateur MPPT (Maximum Power Point Tracking) : intégré à l’onduleur, il scanne en temps réel la production solaire et ajuste la tension pour extraire le maximum de puissance, même lorsque la luminosité varie à cause des nuages ;
   

• les optimiseurs : avec les micro-onduleurs, ils empêchent qu’une zone d’ombre sur un seul panneau ne fasse chuter les performances de toute l’installation ;
   

• le stockage par batterie solaire : elle capture les kilowattheures produits pendant les éclaircies pour le restituer en soirée, la nuit ou lors des journées très nuageuses.

Vous pouvez aussi coupler vos panneaux avec d’autres sources d'énergie. Par exemple, pour une autonomie maximale en hiver ou par temps sombre, vous pouvez utiliser le réseau électrique public, un groupe électrogène, une micro-éolienne domestique ou bien une pompe à chaleur pour le chauffage.

Lorsque le ciel s’assombrit pour plusieurs jours ou que la nuit tombe, vos panneaux cessent temporairement de produire de l'électricité. Pour ne pas dépendre entièrement du réseau électrique, vous pouvez utiliser un système de stockage.

Le principe de la batterie solaire est simple : pendant les heures lumineuses de la journée, les panneaux produisent généralement plus d'électricité que le foyer n’en consomme. Au lieu de renvoyer ce surplus sur le réseau public, la batterie le stocke.

Avec un système de monitoring, l’installation devient intelligente : il définit les moments où il est plus rentable de consommer l'électricité de la batterie ou directement via les panneaux.

C’est la solution pour maximiser votre taux d’autoconsommation, en particulier dans les régions moins ensoleillées où chaque kilowattheure doit être exploité au mieux.

Comment recharger une batterie solaire sans soleil ?

C’est la grande question en hiver ou lors des semaines de tempête : comment la batterie se recharge si les panneaux ne produisent presque rien ?

La solution ici réside dans le couplage avec le réseau électrique public. Équipé d’un gestionnaire d'énergie intelligent, vous pouvez paramétrer votre batterie pour qu’elle se recharge pendant les heures creuses, à un tarif avantageux.

Vous pouvez ainsi alimenter des appareils gourmands, comme un ballon d’eau chaude ou vos équipements électroménagers, au lieu de consommer pendant les heures pleines, et faire des économies.

🎬 Découvrez en vidéo comment fonctionne la batterie solaire ! 

Est-il rentable de mettre des batteries solaires ?

Intégrer une ou plusieurs batteries à votre installation photovoltaïque représente un certain coût. Il est donc important de calculer le temps d’amortissement et leur rentabilité sur le long terme.

Comptez entre 2 000 et 6 000 € pour le prix d'une batterie de petite capacité (entre 2 et 6 kWh) et entre 6 000 et 12 000 € pour un système de moyenne capacité (entre 6 et 10 kWh).

Malgré son coût, c’est une solution qui vous protège contre la hausse des prix de l'électricité et qui vous permet d’augmenter votre autoconsommation jusqu'à 75 %. Vous faites donc des économies à moyen/long terme !

Avant de vous lancer, vous pouvez utiliser le simulateur Quelle Énergie ou faire un audit énergétique de votre domicile pour vérifier la compatibilité de votre logement (en prenant en compte la région et le climat) avec la pose de panneaux photovoltaïques.

Vous pouvez ensuite estimer la puissance nécessaire de l’installation, le nombre de modules, les gains financiers possibles et la rentabilité du système de stockage.

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