Technique du photovoltaïque par Hortense Foillard

Inclinaison panneau solaire : quelle est la meilleure orientation ?

Inclinaison panneau solaire : quelle est la meilleure orientation ?

Les panneaux solaires sont une source de production d’énergie verte et durable. Installés sur toiture ou au sol, ces modules photovoltaïques permettent à leurs propriétaires d’avoir de l’électricité “gratuite” en été comme en hiver. 

Installer l’énergie solaire chez soi est une excellente manière de participer à la transition énergétique, cependant celle-ci nécessite des réglages particuliers. 

L’angle d’inclinaison du panneau solaire fait partie des questions cruciales de leur installation. La position et la trajectoire du soleil varient selon différents facteurs comme la latitude ou les saisons. 

Comment capter un maximum de lumière pour produire un maximum d’électricité ? Nous allons voir quelle inclinaison et quelle orientation sont les plus adaptées pour les panneaux solaires. 

Qu'est-ce qu'un panneau solaire et comment fonctionne-t-il ?

Un panneau solaire est un module en silicium et parties métalliques dont la fonction est de produire de l’énergie à partir du rayonnement du soleil. 

Les panneaux solaires photovoltaïques produisent de l’électricité, ils peuvent être installés sur un toit ou au sol sous forme de centrale solaire

Pour les panneaux photovoltaïques, les photons de lumière rebondissent contre la paroi du module en silice pour créer un courant continu, qui sera ensuite transformé en courant alternatif grâce à l’onduleur. 

Pourquoi l'inclinaison des panneaux solaires est importante ?

L'inclinaison des panneaux solaires fait référence à l'angle par rapport à l'horizon, tandis que l'orientation se réfère à la direction vers laquelle les panneaux sont orientés par rapport au sud. Ces deux facteurs ont en effet un impact direct sur la quantité de lumière solaire que vos panneaux peuvent capter tout au long de la journée et de l'année.

Maximiser l'exposition au soleil

Le soleil se lève à l’est et se couche à l’ouest. En architecture et en immobilier, la règle est que les maisons exposées au Sud sont les mieux orientées. Pourquoi ? L’orientation au sud est la meilleure car le panneau reçoit un maximum d’ensoleillement toute l’année. 

Polygone présentant le rendement des installations photovoltaïques en fonction de leur orientation.
Orientation et rendement des installations photovoltaïques : rayonnement solaire annuel sur les toits et les façades avec différentes orientations. Le rendement le plus élevé (115%) est obtenu avec une orientation sud et une inclinaison de 30°. Source : Swissolar

Optimiser les performances

Les panneaux solaires ne sont pas des tournesols. À part les modules pivotants appelés trackers solaires, encore trop onéreux pour être rentables, aucun panneau ne tourne ou change son inclinaison ou orientation en fonction du soleil. 

Pour éviter des baisses de production d’électricité, il faut donc dès le départ orienter les panneaux à l’endroit où le soleil brille le plus longtemps. 

Réduire les pertes d'énergie

En hiver lorsque la luminosité baisse, les panneaux peuvent connaître une baisse de rendement qui est tout à fait naturelle. En ajustant correctement l'inclinaison des panneaux solaires, vous pouvez réduire les pertes d'énergie pendant les périodes de faible luminosité, garantissant ainsi une production d'électricité optimale.

Prolonger la durée de vie des panneaux solaires

Enfin, une orientation bien pensée des panneaux contribue à garder ceux-ci fonctionnels le plus longtemps possible, en minimisant les contraintes mécaniques et en optimisant leur performance globale.

Quels sont les facteurs importants à prendre en compte pour incliner et orienter correctement ses panneaux solaires ?

L’angle d’inclinaison d’un panneau se détermine en fonction de plusieurs facteurs : la latitude, la saison, l’azimut ou le bâti existant. Voici ceux qu’il faut prendre en compte lors de l’installation d’une centrale de panneaux solaires. 

1-La latitude

Notre planète tourne autour du soleil, c’est pour cela que selon la latitude (la parallèle à l’équateur) l’angle avec lequel le panneau réfléchira le soleil ne sera pas le même. Selon la région, voici les recommandations des professionnels pour un angle d’inclinaison des panneaux solaires optimal : 

  • Pour la France métropolitaine, l’angle d'inclinaison optimal varie entre 25 et 35 degrés ; 
  • Dans les départements d’outre mer, la latitude varie, l’angle d’inclinaison également : 26° pour la Guadeloupe, 25° pour la Martinique, ou 14° pour la Guyane ;

En ajustant l'angle d'inclinaison de vos panneaux solaires selon ces recommandations, vous pouvez maximiser l'exposition au soleil et ainsi optimiser votre production d'électricité solaire.

2-La saisonnalité

Pendant l'été, le soleil est à son point le plus haut dans le ciel, au zénith, ce qui signifie que les rayons solaires arrivent plus directement sur la surface des panneaux solaires. En revanche, pendant l'hiver, le soleil est plus bas dans le ciel, ce qui nécessite un angle d'inclinaison plus élevé pour que les panneaux captent efficacement la lumière solaire. 

  • En été, l’angle optimal est de 20° ; 
  • En hiver, l’inclinaison optimale est de 60°.

L’inclinaison finale du panneau est une moyenne : l’angle qui optimise la production d’électricité, quelle que soit la saison, est de 30° par rapport au sol. 

3-L'angle d'élévation et d'Azimut

Dans le contexte des panneaux solaires, l'azimut fait référence à l'orientation horizontale des panneaux par rapport au sud, pour capter un maximum de lumière solaire. 

Dans l’hémisphère nord, l’orientation idéale est vers le sud, et dans les outremers comme la Réunion située au sud de l'Équateur, ce sera l’inverse. 

Cependant, si la situation l’exige, on pourra choisir une orientation vers le Sud-Est ou le Sud-Ouest pour optimiser la production et la consommation de l’électricité.

4-L’obstruction et l'ombrage

Les obstructions telles que les bâtiments, les arbres ou d'autres structures peuvent créer des ombres qui réduisent l'efficacité des panneaux solaires. Selon une étude Suisse (Ombre nocive pour les installations solaires, snf.ch, 2021), les ombres peuvent réduire la production d'électricité jusqu'à 20% dans les installations mal positionnées. 

5- L'esthétique

L’idéal est de placer les panneaux à l’abri des regards indiscrets ou de trouver un compromis entre l'efficacité énergétique et l'aspect visuel des panneaux. Les sites classés font l’objet d’une réglementation particulière pour le photovoltaïque : renseignez-vous auprès de l’Architecte des Bâtiments de France pour un diagnostic précis. 

6- La réglementation

Les installations des panneaux solaires sont régulées par le droit de l’urbanisme. Les sites protégés et les panneaux sur toiture font l’objet de réglementations spécifiques, selon la taille et la position de la centrale photovoltaïque. 

Quelles sont les méthodes pour déterminer l'inclinaison ?

Panneaux solaires verticaux

Plusieurs méthodes de calcul de l’inclinaison optimale des panneaux photovoltaïques existent, en fonction de l’état des lieux et des contraintes géoclimatiques. 

Calculs mathématiques

La formule mathématique consacrée pour calculer la pente du panneau solaire entre l’horizontale à 0° et la verticale à 90° fait intervenir la fonction arc tangente ou ATAN. 

Pente en degrés = ATAN (hauteur/largeur du panneau)x180 

Outils en ligne et applications

Pour ceux qui auraient oublié leurs formules trigonométriques, il existe des simulateurs en ligne permettant de calculer l’angle d’inclinaison adapté pour votre cas.

Consultation avec des professionnels

Enfin, la meilleure solution pour déterminer l’inclinaison est de faire intervenir un professionnel sur place. Ils peuvent vous aider à déterminer l'angle d'inclinaison et l'orientation optimaux pour votre projet, en tenant compte de votre emplacement géographique, de l'exposition au soleil et d'autres facteurs.

Si vous envisagez une installation de kit solaire sur votre toit, il est recommandé de faire appel à des professionnels qualifiés pour concevoir et installer votre système solaire. 

FAQ

À quelle fréquence dois-je réajuster l'inclinaison de mes panneaux solaires ?

Une étude Suisse explique qu’avec un réglage saisonnier de l’orientation, on pourrait obtenir une augmentation de rendement de 3 à 10%. Cependant, si l’installation de départ est optimisée, on n’aura pas besoin de changer l’inclinaison des panneaux. 

Comment calculer l'inclinaison d'un panneau solaire ?

L’inclinaison d’un panneau solaire se calcule en faisant la moyenne entre son exposition optimale en hiver et celle en été. L’angle obtenu avoisine normalement les 60° dans l’hémisphère nord.

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