À ce stade, il est prudent de supposer que tout le monde sait que les produits qu’ils achètent ne rendent jamais justice à leurs qualités ou quantités annoncées. Qu’il s’agisse d’un sac de chips qui contient plus d’air que de chips ou d’une voiture qui ne parviendra tout simplement pas à atteindre le kilométrage annoncé par son constructeur. Nous sommes habitués à des produits dont les performances sont inférieures aux attentes et cela ne nous dérange pas non plus.

Les panneaux solaires, en revanche, sont généralement exclus de ces handicaps. La plupart des consommateurs achètent de l’énergie solaire en s’attendant à ce que leurs panneaux produisent autant de watts que l’indique leur autocollant, du moins dans les meilleures conditions.

Malheureusement, les panneaux solaires ne sont pas différents de tout autre produit de consommation en ce sens. En fait, ne soyez pas du tout surpris si vous constatez que la puissance de votre panneau est bien inférieure à sa capacité nominale, même les jours les plus lumineux et les plus ensoleillés, lorsqu'ils sont d'une propreté éclatante.

Voici pourquoi cela se produit.

Que pouvez-vous raisonnablement attendre de vos panneaux solaires

Ainsi, le panneau solaire de 300 watts que vous avez étudié ne produit probablement pas 300 watts de puissance. Mais quelle est ici sa limite supérieure réaliste ? La réponse dépend de quelques facteurs clés.

Premièrement, la puissance nominale d'un panneau solaire est déterminée par des tests rigoureux en laboratoire. Ces tests sont effectués dans des conditions parfaites, sans poussière, nuages ou tout autre polluant, avec une lumière éclairant directement les panneaux à un angle parfait de 90 degrés. Nous avons abordé ce sujet plus en détail dans notre article sur qualité des panneaux solaires.

À première vue, de tels tests peuvent sembler trompeurs puisque les conditions idéales sont rares, voire impossibles. Mais l’objectif d’un test de production solaire est de déterminer la puissance absolue qu’un panneau peut produire, ce qui est un chiffre important.

Alors, quelle quantité de cette puissance pouvez-vous réellement espérer récolter ? Les panneaux solaires n'atteignent généralement qu'environ 80% de leur capacité nominale de pointe, mais peuvent diminuer. Un certain nombre de facteurs contribuent à ces pertes.

Quelles sont les causes des pertes du système d’énergie solaire

Des pertes de puissance utilisable commencent à se produire lorsque la lumière tombe sur un panneau solaire. Pour les besoins de cet article, nous allons ignorer les pertes de puissance dues à des facteurs environnementaux tels que les nuages, l'ombre, la poussière, etc. et nous concentrer sur les pertes inhérentes à un système d'énergie solaire en raison de ses limites physiques. Voici un aperçu de la façon dont cela se passe à chaque niveau :

Pertes de non-concordance

Également connu sous le nom d'« effet de disparité », les pertes de puissance sont provoquées ici si les cellules solaires d'un réseau ont des propriétés différentes, ce qui entraîne des tensions incohérentes. Les disparités peuvent entraîner de graves pertes de puissance puisque l’ensemble du système utilise par défaut la sortie de la cellule solaire la moins performante.

Outre la faible puissance de sortie, l'excès d'électricité emprisonné dans le circuit électrique du module solaire est converti en chaleur qui peut endommager davantage les modules solaires. Les pertes de désadaptation peuvent entraîner une perte de puissance d'environ 2 %.

Perte de température

Les cellules solaires fonctionnent mieux en dessous de 25 degrés Celsius, ce qui correspond également à la température à laquelle elles sont testées. Le problème ici est que ces chiffres se réfèrent à la température des cellules et non à celle de l'air ambiant entourant les panneaux. Ainsi, les panneaux eux-mêmes peuvent devenir beaucoup plus chauds que 25 degrés même si la température ambiante est fraîche et venteuse de 20 degrés.

La puissance d’un panneau solaire peut chuter considérablement lorsqu’il fait plus de 25 degrés. La perte de puissance due à la chaleur est mesurée par « Pmax », ce qui nous indique de combien la production d'électricité d'un panneau solaire diminue par degré d'augmentation de la température. Par exemple, si le Pmax d’un panneau solaire est de -0,45 %, cela correspond à la quantité d’électricité que nous perdons par degré Celsius.

La température représente la majorité des pertes de production d'un panneau solaire et peut varier de 10% jusqu'à 25% dans des conditions très chaudes. Étant donné que la température moyenne dans la plupart des villes australiennes peut atteindre bien plus de 30 degrés Celsius pendant les mois d'été, lorsque nous avons le plus de soleil, les panneaux solaires subiront également la plus grande perte d'énergie ici.

Dégradation induite par la lumière (LID)

Le LID se produit généralement au cours des premiers jours suivant une installation solaire et provoque une perte de puissance due à l'accumulation de composés bore-oxygène dans la base de silicium de la cellule solaire. Certaines cellules solaires sont plus prédisposées au LID que d’autres. Comptes LID pour 0,5% à 1,5% de perte de puissance dans les systèmes photovoltaïques.

Les cellules solaires monocristallines de type P ont une teneur en oxygène plus élevée et sont dopées au bore et acceptent les électrons, ce qui les rend plus sensibles au LID.

Les cellules solaires multicristallines ne sont pas aussi efficaces que les cellules monocristallines, mais contiennent moins d'oxygène, ce qui les rend résistantes au LID. De même, les tranches de silicium de type N sont dopées avec des produits chimiques qui libèrent des électrons, les rendant imperméables au LID.

Pertes de câbles et de câblage

Les panneaux solaires sont un ensemble de cellules photovoltaïques empilées en réseau. Ces réseaux alimentent un fil qui va du panneau à l'onduleur. Puisqu’aucun fil n’est pleinement efficace, une partie de l’énergie qui le traverse est perdue sous forme de chaleur.

Pour la plupart des systèmes d'énergie solaire, la dégradation de puissance liée aux câbles représente environ 2 % de la perte totale du système, qui peut être réduite à 1 % en utilisant des fils plus épais ou en positionnant le système de telle sorte qu'il nécessite des fils plus courts pour atteindre l'onduleur.

Perte CC vers CA

Les panneaux solaires produisent du courant continu inutilisable par les appareils électroménagers. Un onduleur solaire convertit ensuite cette énergie CC en électricité CA utilisable qui est injectée dans le circuit électrique de votre maison et dans le réseau.

Puisque les onduleurs solaires existent 93% – 96% efficaces, une partie de l’énergie CC qui y est injectée sera perdue sous forme de chaleur. La quantité exacte d’électricité perdue dépendra de la marque de votre onduleur et de son dimensionnement ou non.

Les onduleurs surdimensionnés (ou les onduleurs conçus pour une puissance supérieure à la puissance totale du système d'énergie solaire) sont plus efficaces que ceux qui sont adaptés à la puissance de leur panneau.

Coupure de l'onduleur

L'écrêtage de l'onduleur se produit lorsque la puissance CC absorbée par les panneaux est supérieure à sa capacité nominale. Dans un tel cas, l'onduleur « coupe » ou déclasse la sortie globale pour l'adapter à sa propre capacité, provoquant une perte de puissance.

Comment maximiser la production de votre système d'énergie solaire

Les raisons de la perte de puissance dont nous avons discuté ci-dessus sont pour la plupart inévitables, à cause de la physique. Cependant, nous pouvons également réduire ces pertes en concevant des systèmes d’énergie solaire efficaces.

Par exemple, la sélection de panneaux solaires avec un potentiel LID faible ou nul, l'utilisation de fils et de câbles suffisamment épais, le dimensionnement stratégique de l'onduleur pour atténuer l'écrêtage et le positionnement des panneaux solaires de manière à ce qu'ils reçoivent autant de lumière directe du soleil que possible peuvent contribuer à augmenter le rendement du système.