Performances des panneaux solaires par temps froid : mythes et réalités

D’après la perception collective, les panneaux solaires caractérisent les régions ensoleillées. Ils sont souvent associés à des températures élevées, ce qui laisse des doutes sur leur performance durant l’hiver ou lorsque les températures chutent. Durant les heures où l’ensoleillement est réduit, qu’est-ce qui se passe au niveau de la production d’électricité verte ? Quelle serait la performance des centrales solaires durant l’hiver ? Si une centrale solaire produit de l’électricité grâce au rayonnement du soleil, que se passe-t-il durant la nuit ou quand le ciel est couvert ? Distinguons les mythes des faits réels ! 

Les idées reçues sur la performance des panneaux solaires en hiver

Parmi les idées préconçues, les panneaux solaires seraient inefficaces lorsque la température descend sous un certain seuil. Durant les temps nuageux ou pendant l’hiver, les structures solaires seraient également inopérantes. Lorsque le soleil ne brille pas intensément, les systèmes photovoltaïques ne produiraient pas d'électricité. Ceux qui habitent dans le nord de la France se disent, par exemple, qu’ils ont moins de chance de profiter d’une installation solaire rentable que ceux dans le sud. 

En réalité, ces arguments ne sont que des mythes. Les nuages ne bloquent pas les rayons du soleil. Les panneaux solaires produisent tout à fait de l’électricité même quand le ciel est couvert. Ceci étant, le rendement peut être relativement réduit. Les cellules photovoltaïques peuvent produire de l’électricité tout au long de l’année. Le froid n’altère aucunement leur fonctionnement. Les panneaux solaires ont même plus de performance quand il fait plus clément en raison de la baisse de la résistance électrique. En effet, pour être plus efficaces, ils ont plus besoin de lumière que de chaleur. Ils sont donc plus productifs en printemps qu’en été, contrairement à ce que l’on pourrait croire. 

Néanmoins, il reste essentiel de préciser que la baisse de luminosité durant l’hiver entraîne incontestablement une diminution de la production d’électricité solaire. Le rendement peut arriver entre 15% et 18%, contre 35% en été. 

Les facteurs influençant les performances en hiver

Les centrales solaires produisent de l’électricité tout au long de l’année, quelle que soit la saison. Leur exploitation n’est pas uniquement réservée pour l’été. Ceci étant, on note une légère baisse de leur rendement pendant les saisons hivernales. Quels sont les éléments qui font que le rendement des panneaux solaires soit inférieur durant cette période ?

Les températures basses et l’efficacité accrue 

Les panneaux solaires sont confectionnés de manière à résister aux rudes conditions climatiques. Ils peuvent supporter le gel et d’autres aléas. Il s’agit donc d’une fausse idée de croire qu’ils ne fonctionnent pas avec de basses températures. Au contraire, leur fiabilité augmente lorsque la température est plus douce. 

Pour comprendre ce principe, il faut savoir que l’efficacité des panneaux dépend notamment de leur capacité à convertir le rayonnement du soleil en électricité. Les températures élevées diminuent leur aptitude de conversion. Cela s’explique par ce qu’on appelle l’effet de recombinaison. Les électrons contenus dans les panneaux vont se remuer de manière agitée sous l’influence de la chaleur excessive et les pertes d’énergie vont être importantes.  

L’ensoleillement réduit 

Lorsque l’ensoleillement est réduit, la production d’une centrale solaire peut être impactée. Ceci étant, les panneaux solaires ne cessent pas pour autant de produire de l’électricité verte. Il faudrait également tenir compte des zones d’ombres puisqu’elles peuvent diminuer la quantité de la lumière du soleil. L’angle d’inclinaison des panneaux photovoltaïques est très important pour maximiser leur exposition aux rayonnements du soleil. 

Le dépôt de neige sur les panneaux solaires 

La neige qui tombe ne réduit pas l’efficacité des panneaux tant qu’il y a de la lumière. Cependant, si la neige couvre les panneaux solaires, elle peut empêcher le rayonnement solaire d’atteindre les cellules photovoltaïques. De ce fait, la performance de la centrale solaire s’en trouve réduite. Mais, il faut préciser qu’une couche fine de neige peut être profitable à cause de sa capacité à réfléchir la lumière. 

Conseils pour optimiser la performance en hiver

Si les productions tendent à baisser durant l’hiver, il existe quelques astuces pour optimiser la performance des panneaux photovoltaïques. Ces derniers doivent essentiellement être positionnés perpendiculairement aux rayons du soleil. L’orientation plein sud (pouvant être au sud-ouest ou au sud-est) est parmi les plus recommandées. Cette position permet de capter le maximum de rayonnement à midi et durant les saisons hivernales.  

En plus de jouer sur l’inclinaison des panneaux solaires, l’entretien est un autre point fondamental pour prolonger leur longévité. Durant l’hiver, il est important de déneiger les panneaux photovoltaïques. Quand la neige est superficielle, il n’est pas nécessaire de l’enlever. Il suffit de la laisser fondre. Lorsqu’il y a beaucoup de neige en surface, il est recommandé de retirer le surplus afin de ne pas gêner la capture du rayonnement du soleil. Par ailleurs, si la neige ne s’est accumulée que sur les côtés des panneaux solaires, il s’agit d’une excellente situation. En effet, le dépôt de neige va optimiser la réverbération du soleil, ce qui augmentera considérablement la production.

Froid et solaire, un mariage possible ?

L’installation solaire reste rentable tout au long de l’année, même s’il y a des variations de température et de temps. Il n’y a donc pas d’inquiétude à se faire pour les changements de saison. Quand il fait froid, les panneaux solaires continuent de produire étant donné qu’ils n’ont besoin que du rayon de soleil pour fonctionner et non d’une certaine température. Lorsqu’il fait gris, ils continuent également de produire de l’électricité solaire. Si on constate des baisses durant cette période, c’est tout simplement en raison des journées hivernales plus courtes qu’en été. Il y a en conséquence moins d’ensoleillement et moins de production, mais ce qui n’est pas causé par la grisaille. 

Les panneaux photovoltaïques en pérovskite figurent parmi les technologies innovantes en matière de cellules solaires. Les pérovskites sont notamment souples. Confectionnés à faible température, ils ont une plus grande capacité d’absorption de la lumière. Ils ont un rendement de près de 28%, contre 18 à 21 % pour les panneaux solaires monocristallins. Ils peuvent être choisis pour optimiser les productions tout au long des saisons.