L’un des aspects les plus analysés pour optimiser la production de modules solaires est la corrélation entre le rendement solaire et l’orientation et l’inclinaison. L’inclinaison optimale qui permet de profiter au maximum du rayonnement est principalement une question de géométrie solaire: elle dépend principalement de la latitude du lieu. Mais la conception solaire n’est donc qu’un problème géométrique? Si c’est le cas pour les systèmes solaires conventionnels, il ne s’agit pas de maximiser la production d’énergie pour les installations intégrées au bâtiment: il s’agit de concevoir une enveloppe de bâtiment dynamique qui assure une production d’énergie sur place de manière à atteindre un bilan énergétique quasi nul, voire positif.
L’orientation du système photovoltaïque détermine le rayonnement absorbé par cette surface et donc la production d’énergie. À nos latitudes, les éléments orientés vers le sud bénéficient d’un rayonnement solaire plus important. Pour cette raison, afin de maximiser l’énergie produite pendant l’année, l’orientation du système doit s’aligner autant que possible vers le sud. Une orientation sud-ouest ou sud-est assure également un résultat remarquable avec des pertes qui ne dépassent pas le 10%. En outre, les panneaux orientés vers l’est augmentent la production d’énergie le matin, tandis que les panneaux orientés vers l’ouest font de même en fin d’après-midi. En principe, il convient d’éviter l’orientation au nord des panneaux dans un but purement énergétique. Cependant, l’orientation nord-est/ouest peut également contribuer à la production d’énergie. Alors, est-il vraiment approprié de limiter les systèmes solaires à une orientation vers le sud?
Plus l’orientation de l’installation diverge du sud, plus sa production sera affectée. Source: inconnue.
Les panneaux solaires produisent le maximum d’énergie lorsque le soleil est directement perpendiculaire à eux. Au cours de l’année, l’azimut du soleil change: en hiver, les rayons du soleil ont un faible angle d’incidence, il faut donc une plus grande inclinaison des panneaux pour capter le plus de lumière possible, alors qu’en été, grâce à un azimut plus élevé, les performances des systèmes solaires sont très bonnes même s’ils sont positionnés avec une faible inclinaison.
Les panneaux solaires disposés verticalement produisent moins d’énergie aux latitudes de l’Europe centrale. Pour les systèmes BIPV installés verticalement sur la façade, l’efficacité est d’environ 70% lorsque la façade est orientée vers le sud, alors qu’elle tombe à 50% lorsqu’elle est orientée vers l’est ou l’ouest. Donc, une installation de façade a-t-elle encore un sens du point de vue énergétique?
Les modules doivent être positionnés avec une inclinaison optimale entre 10° et 60°. Une orientation entre 60° ouest et 60° est garanti toujours un résultat intéressant avec des pertes ne dépassant pas 10% (selon l’inclinaison).
À nos latitudes, le rayonnement solaire incident annuel maximum est obtenu avec une orientation vers le sud et une inclinaison de 30° par rapport au plan horizontal. Toutefois, tous les toits et les façades ne sont pas orientés de manière optimale pour la production maximale d’énergie et ce n’est pas non plus la finalité de la production décentralisée dans l’environnement bâti. La réponse aux deux questions précédentes est qu’il est efficace sur le plan énergétique et économique d’installer des systèmes solaires sur des éléments de construction orientés différemment (par exemple, des façades ou des toits plats orientés ouest-est) de manière à accroître les bénéfices de l’autoconsommation en augmentant la correspondance entre le profil de production d’énergie et le profil de consommation d’énergie.
Au lieu de se concentrer sur une approche partielle pour présélectionner les surfaces les plus favorables, une analyse du système de production et de gestion de l’énergie du bâtiment est essentielle pour utiliser au mieux le potentiel solaire.
