Panneaux solaires en été : impact de la chaleur

L’été est arrivé et avec lui, les jours plus longs et plus ensoleillés de l’année, symboles de renouveau et d’énergie. C’est une période où l’énergie solaire et le rôle des panneaux solaires atteint son apogée, offrant une opportunité exceptionnelle de maximiser la production d’énergie propre et durable.

En effet, la lumière solaire plus intense et les journées plus longues augmentent significativement la production d’énergie solaire. Cependant, la chaleur excessive peut paradoxalement réduire l’efficacité des panneaux, rendant la gestion de la température un enjeu majeur. Les deux mois les plus productifs pour vos panneaux solaires sont les mois de Juin et Juillet où l’irradiation solaire est la plus importante (28.8% sur la répartition mensuelle de l’irradiation annuelle globale horizontale en France)

Quelques avantages de l’utilisation des panneaux solaires en été :

Assurer les dépenses électriques de votre climatiseur mobile ;
Faire fonctionner la pompe de filtration de votre piscine ;
Enclencher le système d’arrosage automatique du jardin ;
Alimenter une borne de recharge pour votre voiture électrique ;
Une plus grande quantité d’énergie (un surplus) produite à stocker ou à revendre ;

En France, l’été 2023 était comparable à l’été 2018, avec une augmentation de la température moyenne par rapport à la normale (+ 1,4°C en 2023 et 1,5°C en 2018) qui a atteint une consommation électrique de 55.000 MW en 2018. Même si la météo ne le reflète pas depuis le début de l’été et en ce début du mois de juillet, on estime une augmentation de la température moyenne entre +1 à +1,5°C par rapport à la normale pour l’été 2024.

En période de canicule, la consommation électrique augmente. Que ce soit chez nous ou au travail, l’utilisation de ventilateur, de climatiseur ou d’autres équipements souvent utilisés sous cette chaleur. De ce fait, on observe une importante augmentation des besoins en électricité, comme pour le chauffage en période de grand froid.

Cependant, c’est l’ensoleillement qui est un des facteurs primordiaux au bon fonctionnement des cellules photovoltaïques, pas la chaleur. Et comme nous, elles ont tendance à souffrir de la chaleur. Au-delà des 30°C, le rendement des panneaux devient moins efficace.

Comment la chaleur impacte la production solaire ?

Lorsque la température des cellules photovoltaïques augmente, la puissance et la tension des panneaux solaires diminuent. En conséquence, bien que le courant augmente, la tension diminue, ce qui réduit la puissance globale et, par extension, la quantité d’électricité produite par les panneaux photovoltaïques.

La température idéale pour le fonctionnement des panneaux solaires est de 25 degrés à leur surface. Au-delà de cette température, on observe une perte de puissance et de tension de 0,2 à 0,5 % par degré supplémentaire. Ainsi, le rendement des panneaux diminue de manière exponentielle.

Pendant les périodes de canicule, les températures dépassent souvent les 30 degrés et peuvent faire monter la température des panneaux photovoltaïques jusqu’à 70 degrés, entraînant une baisse de puissance d’environ 20 à 25 %.

Comment y remédier ?

Des défis subsistent alors, notamment la gestion de la surchauffe des panneaux. Des solutions telles que les systèmes de refroidissement ou de ventilation existent pour maintenir une performance optimale.

Quelques propositions pour protéger des modules photovoltaïques :

Installer ses panneaux solaires en surimposition (avec un espace entre le toit et les modules)
Refroidir vos panneaux solaires avec de l’eau (de pluie pour éviter le dépôt de calcaire)

Il est important, lors de l’installation, de voir avec le professionnel qui prendra en compte la région dans laquelle vous résidez pour anticiper les conditions météorologiques. La canicule sera donc normalement prise en compte et les estimations annuelles de rendement permettent d’anticiper ces épisodes de forte chaleur.

Des innovations technologiques continuent d’améliorer l’efficacité des panneaux solaires en haute température. Des technologies de refroidissement passif et actif, ainsi que l’utilisation de matériaux avancés, contribuent à accroître la durabilité et la performance des panneaux solaires.

Que ce soit lors d’une canicule ou pendant tout le reste de l’année, il ne faut pas négliger l’entretien de ses panneaux solaires afin de permettre une durée de vie optimale.

Et avec le réchauffement climatique, quel est l’impact sur les modules solaires ?

Dans les climats très froids, l’accumulation de neige ou de glace sur les panneaux solaires peut non seulement réduire temporairement leur efficacité, mais aussi, à long terme, causer des déformations ou des fissures, entraînant des dysfonctionnements et nécessitant leur remplacement. Dans les régions touchées par la sécheresse ou les tempêtes de sable, les panneaux peuvent accumuler davantage de poussière et de débris, ce qui diminue la quantité de lumière solaire atteignant les cellules et réduit leur efficacité. Les zones très humides présentent également des défis, car l’accumulation de débris peut favoriser la prolifération de moisissures, champignons et mousses, diminuant progressivement les performances des modules.

Les vagues de chaleur prolongées posent aussi des problèmes. Durant ces périodes, les modules photovoltaïques peuvent subir une baisse de rendement et un vieillissement prématuré des matériaux. Les températures élevées influencent des paramètres spécifiques : par exemple, la tension de circuit ouvert du module diminue avec l’augmentation de la température, tandis que le courant de court-circuit augmente, ce qui peut parfois entraîner un découplage avec l’onduleur, réduisant ainsi l’efficacité et dégradant les matériaux du panneau.

De plus, l’augmentation des températures au sol, due à la hausse des températures moyennes, contribue aux phénomènes de sécheresse et peut affecter la disponibilité de l’eau nécessaire au nettoyage des panneaux solaires.

Cela crée un cercle vicieux où le nettoyage nécessite plus d’énergie, ce qui entraîne une augmentation des émissions de gaz à effet de serre.

Qu’en retient-on ?

L’été offre une opportunité unique d’exploiter pleinement le potentiel des panneaux solaires, malgré les défis liés à la chaleur et au réchauffement climatique. Alors que nous l’accueillons, renouvelons notre engagement pour un avenir plus vert. Ensemble, utilisons la technologie et l’innovation pour transformer chaque rayon de soleil en une source d’énergie inépuisable.

Sources :