Accès rapides en un clic :
- Quelle est la configuration d'implantation idéale pour une installation photovoltaïque ?
- L'orientation des panneaux solaires photovoltaïque. Optimiser la production/autoconsommation
- L'inclinaison des panneaux solaires photovoltaïques. Guide complet pour tout comprendre
- Inclinaison et orientation des panneaux photovoltaïques : facteurs de correction et impact sur la production
- Bilan concernant le choix de l'inclinaison et l'orientation d'une installation photovoltaïque
Une installation photovoltaïque permet de générer de l’électricité à partir de l’énergie solaire, vous produisez votre propre énergie, renouvelable et respectueuse de l’environnement. En autoconsommation l’énergie produite vous permet d’alimenter votre réseau domestique, de réduire votre facture énergétique et gagner ainsi en autonomie. Dans le cas d’une exploitation en vente totale, l’énergie est intégralement injectée sur le réseau, l’objectif est de générer des revenus.
La rentabilité d’un projet photovoltaïque dépend entre autres de la capacité de production selon la localisation et la configuration d’implantation du générateur photovoltaïque. Lors de l’étude du projet il est donc primordial de privilégier une implantation qui permet d’exposer au mieux les capteurs photovoltaïques aux rayons du soleil.
Dans cet article Acsolue Energie fait le point sur les facteurs à prendre en considération pour bénéficier d’une production maximale. Vous vous demandez comment déterminer l’orientation et l’inclinaison idéales pour vos panneaux photovoltaïques ? Voici un guide complet pour faire le bon choix en fonction de votre toiture et vos besoins en énergie.
Découvrez les diverses possibilités d’implantation en termes d’orientation et d’inclinaison pour une installation photovoltaïque en autoconsommation.
1. Quelle est la configuration d'implantation idéale pour une installation photovoltaïque ?
♦ Pour toute installation photovoltaïque l’estimation de la capacité de production annuelle constitue une étape incontournable. Il n’y a ni mystère ni grand secret, mieux les panneaux sont exposés au rayonnement, plus ils captent l’énergie solaire… De facto, plus ils reçoivent d’énergie, plus la production d’électricité est élevée.
♦ Une installation photovoltaïque implique un investissement conséquent, outre l’intérêt environnemental, la pertinence économique d’un tel projet doit impérativement être étudiée et justifiée. La question de la rentabilité demeure une inquiétude légitime, or si chacun sait que le solaire photovoltaïque dépend de l’ensoleillement, il est alors crucial de s’intéresser à l’emplacement et l’implantation des panneaux photovoltaïques. Certains critères de configuration d’installation sont à prendre en considération pour optimiser la production d’énergie électrique et ainsi favoriser la rentabilité.
✦ La configuration optimale de la toiture idéale. L’orientation et l’inclinaison des panneaux photovoltaïques
❖ Pour une production optimale en France, les capteurs solaires d’une installation photovoltaïque idéale sont orientés plein sud (azimut de 0° par rapport au sud), sur un support parfaitement exposé au soleil, en respectant une inclinaison de 30° à 35°.
❖ Il faudra bien entendu éviter toute ombre portée sur la surface des panneaux photovoltaïques ou en limiter l’impact.
❖ Dans la réalité, la configuration idéale est généralement éloignée des possibilités d’installation. L’étude du projet doit permettre de définir la meilleure implantation, l’objectif est de se rapprocher le plus possible des conditions idéales pour maximiser la capacité de production électrique de l’installation photovoltaïque.
✦ La configuration de ma toiture est-elle adaptée pour une installation photovoltaïque ?
❖ C’est effectivement une question primordiale ! Pour chaque projet photovoltaïque 3 facteurs déterminants sont à prendre en considération pour l’implantation des panneaux.
➛ l’orientation : idéalement plein sud.
➛ l’inclinaison : idéalement entre 30° et 35°.
➛ le masque solaire : idéalement aucune ombre portée quel que soit le moment de la journée ou la période de l’année.
❖ Si la configuration précitée permet d’obtenir la meilleure production d’énergie électrique possible sur une année, cela ne signifie pas que toutes les autres conditions d’implantation sont à exclure, très loin de là !
❖ Les caractéristiques de votre toiture et les possibilités d’installation ne correspondent pas à la configuration idéale ? Pas de panique, dans la réalité c’est de toute façon rarement le cas ! De nombreux échanges avec les clients ou interlocuteurs intéressés révèlent combien le manque d’informations ou les idées reçues faussent la connaissance du réel potentiel de production des toitures. Il nous semble donc nécessaire d’aborder ce sujet de manière plus précise dans les chapitres qui vont suivre.
✦ Le masque solaire : les ombres portées sur les panneaux photovoltaïques
❖ La production d’une installation photovoltaïque dépend de l’énergie solaire reçue, or l’environnement peut faire obstacle au rayonnement et générer un ombrage sur une partie de la surface exposée. L’incidence du masque solaire sur la capacité de production ne doit pas être négligée.
❖ Lors de l’étude de projet il est impératif d’évaluer les éventuelles ombres portées sur la future installation photovoltaïque. Il peut s’agir de l’ombrage dû à l’environnement proche ou lointain : grands végétaux, constructions (poteaux, bâtiments, cheminées…), montagnes ou collines…
❖ Il convient bien évidemment d’estimer quelles seraient les surfaces ombragées sur la journée et au fil des mois afin de trouver la meilleure solution d’emplacement. La disposition la plus judicieuse permettra ainsi de limiter l’impact des masques solaires sur la production photovoltaïque.
✦ Idées reçues sur les situations géographiques à exclure pour une installation photovoltaïque. Levons les doutes !
❖ Avant d’aborder les diverses possibilités d’implantation en termes d’orientation et d’inclinaison des panneaux photovoltaïques, rappelons que la situation géographique est également un critère fondamental. Si chacun en a bien conscience, il y a toutefois des confusions et raccourcis trompeurs. En effet, il est fréquent d’entendre dire que le solaire photovoltaïque ne produit convenablement que s’il fait beau et chaud, sa pertinence se limiterait ainsi uniquement dans les régions très ensoleillées du sud de la France. Or les panneaux photovoltaïques ont seulement besoin de luminosité ! Ils convertissent l’énergie des photons lumineux en électricité et ils ne sont pas destinés à produire de la chaleur contrairement aux panneaux thermiques.
❖ La chaleur n’est absolument pas nécessaire à la production d’électricité photovoltaïque, en outre, ce n’est pas parce qu’il fait chaud que les panneaux photovoltaïques produiront mieux. Bien au contraire ! Concrètement, le rendement en énergie accuse une perte lorsque les températures sont trop élevées.
❖ En France, le rayonnement solaire ou plus exactement l’irradiation solaire est suffisante partout pour justifier une installation photovoltaïque. Si les régions les plus ensoleillées sont plus propices à la production photovoltaïque, le solaire photovoltaïque reste pertinent dans les régions moins gâtées en ensoleillement, la production annuelle est moindre mais tout à fait satisfaisante.
❖ Rappelons que la technologie photovoltaïque permet de convertir l’énergie solaire qu’il s’agisse d’un rayonnement direct, diffus ou par réflexion.
❖ Le niveau d’ensoleillement varie d’une zone géographique à une autre, la capacité de production varie par conséquent selon la localisation du site de production.
➠ production annuelle en kWh / kWc
Souce Phototvoltaique.info / HESPUL
2. L'orientation des panneaux solaires photovoltaïques. Optimiser la production/autoconsommation
♦ Dans l’hémisphère nord, le soleil se lève à l’est, passe au plus haut de sa trajectoire lorsqu’il est plein sud (midi solaire), et se couche à l’ouest.
♦ L’orientation idéale pour un panneau solaire est donc plein sud.
♦ Une telle exposition permet de capter le maximum de rayons lumineux et donc d’énergie tout au long de la journée, un pic important de production est constaté lorsque le soleil culmine.
✦ Quelle orientation choisir si ma toiture n’est pas exposée plein sud ?
❖ Si l’orientation au sud est à privilégier, les panneaux peuvent néanmoins être installés sur des pans exposés à l’est, au sud-est, à l’ouest ou au sud-ouest… La production ne sera certes pas aussi importante mais la rentabilité sera toujours au rendez-vous. En fait, seule une orientation au nord est à éviter.
❖ Une orientation sud-est ou sud-ouest est parfaitement convenable et n’impacte que sensiblement la production potentielle.
❖ Une installation orientée à l’est ou à l’ouest aura davantage d’incidence sur la production mais, sachez-le, elle sera bien assez conséquente pour garantir la pertinence du projet.
➛ Une orientation à l’est favorise une production en 1ère partie de journée, elle débute en outre plus tôt le matin.
➛ Inversement, une installation orientée à l’ouest permet de bénéficier d’une production plus conséquente en 2ème partie de journée et jusque tard le soir.
❖ Contrairement à ce qui est souvent affirmé, une orientation vers le nord- ouest peut même être satisfaisante s’il s’agit d’une exploitation en autoconsommation (voir le cas concret expliqué à la fin du chapitre sur les facteurs de correction).
❖ Selon la surface disponible, il peut être nécessaire d’installer les panneaux sur plusieurs pans, l’objectif sera de favoriser les orientations les plus propices en termes de production… mais pas que ! En réalité, et s’il y a autoconsommation, il faut toujours garder en tête que l’intérêt est de produire le plus possible certes, mais surtout de consommer au maximum l’électricité produite.
✥ Optimisation de la production/autoconsommation selon l’orientation
⤷ Une installation orientée est/ouest, donc répartie sur deux pans, peut-être très judicieuse considérant les moments de consommation. Pourquoi ? Tout simplement parce que la production est étalée sur une plage horaire plus importante, elle débute plus tôt le matin (exposition vers l’est) et cesse plus tard le soir (exposition vers l’ouest). Le pic de production lorsque le soleil culmine est en conséquence moins important, mais si les besoins instantanés se situent principalement en début de journée et fin d’après-midi, la répartition de la production peut-être particulièrement adaptée pour favoriser l’autoconsommation du lever du jour jusqu’aux derniers rayons de soleil.
⤷ Une orientation vers l’ouest (et sud-ouest également) favorise la synchronisation de la production avec les moments de consommation lorsque les occupants sont peu présents en journée et utilisent l’énergie surtout dans l’après-midi jusqu’en soirée. Considérons un cas typique d’une famille : les parents sont en activité de jour et ne travaillent pas au domicile, les enfants sont scolarisés ou gardés à l’extérieur. Les membres de cette famille sont la plupart du temps de retour vers 17h, la consommation est alors généralement plus importante et plus concentrée en 2ème partie de journée. L’orientation de l’installation à l’ouest a toute sa pertinence puisque la production est en adéquation avec les besoins instantanés en énergie électrique. Une orientation au sud permettrait d’avoir une capacité de production globale plus importante mais aussi plus ciblée en milieu de journée, or lors du pic de production si cette énergie n’est pas consommée elle est injectée sur le réseau… L’injection du surplus est certes une bonne chose puisque cela permet de générer des revenus, toutefois c’est l’autoconsommation qui doit être favorisée, plus elle est élevée plus elle contribue à une meilleure rentabilité ! La raison et la logique sont mathématiques : le tarif de vente du kWh est inférieur au prix d’achat auprès du fournisseur d’électricité.
Dans l’exemple susmentionné, pendant les week-ends et vacances il est bien entendu nécessaire de veiller à faire fonctionner le plus possible les équipements lorsque la production est suffisante…
⤷ Une orientation vers l’est (et sud-est) est adaptée lorsque les besoins en énergie sont plus concentrés sur la 1ère partie de journée. Qu’il s’agisse de personnes qui ne sont plus en activité ou de personnes qui travaillent à domicile, certaines habitudes ou nécessités de consommation peuvent particulièrement coïncider avec la période où l’installation est exposée au soleil du matin (l’après-midi le soleil passant à l’ouest, le rayonnement devient indirect ou dit diffus). Considérons par exemple un foyer qui accueille des enfants ou adultes dans le cadre de l’activité professionnelle exercée (garde d’enfants, gîte…), très souvent les besoins en énergie sont conséquents dès les toutes premières heures du jour (consommation des occupants et/ou hôtes reçus). Nous avons constaté que la consommation est notamment due à l’utilisation de l’eau chaude sanitaire, à la préparation des repas (petits déjeuners et/ou repas du midi), et à l’utilisation des équipements de nettoyage (machine à laver ou lave-vaisselle). Bien sûr lorsque l’activité implique un accueil et des prestations le soir, une orientation plein sud comme une orientation répartie est/ouest peut dans ce cas s’avérer plus pertinente, une étude bien menée doit permettre de déterminer la solution la plus appropriée.
⤷ L’orientation vers le sud alors ? A la lumière de ces exemples, chacun peut se demander pourquoi une orientation plein sud est alors si recommandée même en autoconsommation ? Dans de très nombreux cas les occupants ne sont pas présents pour consommer l’énergie produite, alors comment s’explique la rentabilité ? Comme évoqué précédemment, la capacité de production d’une installation orientée plein sud est globalement plus importante, et le pic de production est plus conséquent en milieu de journée. Si les occupants sont absents en journée, il faut tout simplement utiliser au mieux cette énergie disponible en programmant les équipements énergivores de manière à ce qu’ils fonctionnent au moment opportun. Par ailleurs, l’énergie produite permet quoiqu’il en soit de couvrir le « bruit de fond » électrique, autrement dit la consommation incompressible de l’ensemble des appareils électriques qui fonctionnent de manière quasi permanente. Enfin et dernier point, l’injection sur le réseau de distribution de l’électricité non consommée permet, bien entendu, de ne pas gaspiller ce surplus grâce à la vente… même si d’un point de vue financier il est plus rentable d’autoconsommer que de vendre l’énergie produite.
⤷ Ce qu’il faut retenir : le principe du photovoltaïque en autoconsommation reste immuable, il s’agit de consommer les kWh produits chez soi afin de réduire la consommation électrique facturée, chaque kWh produit et consommé est un kWh économisé. L’objectif est de maximiser l’autoconsommation et non l’injection du surplus pour la vente. Il convient de choisir l’orientation en gardant à l’esprit cette logique d’exploitation essentielle à la rentabilité.
✥ Optimisation de la production/autoconsommation quelle que soit l’orientation
⤷ Vous avez opté pour une exploitation photovoltaïque en autoconsommation et vente du surplus ? Très bien, il vous faut désormais la rentabiliser au plus vite ! Quelle que soit l’orientation, il est absolument nécessaire de modifier les habitudes de consommation pour synchroniser au mieux l’utilisation de l’énergie électrique avec les moments de production. Dans la mesure du possible, l’objectif est de consommer l’électricité en fonction du « soleil » et de la quantité d’énergie produite disponible instantanément.
⤷ Pour augmenter les économies et tirer au mieux profit d’une installation photovoltaïque en autoconsommation, il est primordial de consommer le maximum d’énergie au moment où elle est produite, sans pour autant la gaspiller bien entendu. Décaler judicieusement et au mieux les temps d’utilisation des appareils électriques constitue un des leviers pour favoriser l’autoconsommation. La production ainsi optimisée et consommée réduit, in fine, la consommation au moment où vous ne bénéficiez plus de votre énergie solaire.
⤷ Il faut notamment penser à programmer la mise en marche des appareils électriques les plus énergivores, leur durée de fonctionnement doit correspondre autant que possible au moment où l’énergie est produite et suffisante, et ce même en cas d’absence.
⤷ Eviter de faire fonctionner les équipements les plus énergivores simultanément est un autre bon réflexe à adopter pour éviter de dépasser la capacité de production immédiate.
⤷ Tout producteur dispose désormais d’un monitoring afin de consulter les données de production enregistrées, ce dispositif de mesure permet donc un suivi et une surveillance en temps réel. Le monitoring peut devenir l’outil idéal pour permettre d’adapter au mieux la consommation en fonction de la production immédiate. Les données sont généralement représentées par des courbes (selon les kWh produits au fil des heures), l’utilisateur est ainsi en mesure d’identifier le moment le plus propice pour l’utilisation des équipements électriques (électroménager, équipement de bricolage…). Concrètement, l’intérêt est de calquer au mieux la courbe de consommation sur la courbe de production.
➠ Courbes de monitoring : courbes de production (en bleu) et de consommation (en orange)
⤷ Adopter des habitudes de consommation en fonction du « soleil », aussi primitif que cela puisse paraître, constitue la condition sine qua non pour assurer la rentabilité de votre installation photovoltaïque et réduire significativement la facture énergétique. Passer au photovoltaïque impose de repenser le mode de vie et de consommation au quotidien. Au-delà de l’enjeu économique qui est alors le vôtre, vous adoptez volontairement ou non un comportement et des réflexes éco-responsables. Oui, oui, absolument ! Lorsque vous consommez pendant les heures ensoleillées vous subvenez vous-même à une partie de vos besoins en électricité. En l’occurrence, vous utilisez une énergie renouvelable qui préserve le monde et les ressources de demain. C’est le principe même du développement durable, non ? Vivre et consommer au rythme du soleil répond à l’enjeu économique comme à l’enjeu écologique. C’est finalement une approche plutôt « tendance » dans notre monde moderne tourné vers la transition énergétique. Être en phase avec le soleil, ce n’est pas si primitif que cela près tout ! 
✦ Conclusion concernant le choix de l’orientation d’une installation photovoltaïque :
❖ Vous l’avez compris, tenir compte de l’orientation est crucial puisque la capacité de production en dépend, toutefois les possibilités d’implantation sont finalement nombreuses. Lorsqu’il y a autoconsommation, l’intérêt est de maximiser la consommation de l’énergie produite, il ne s’agit pas seulement de produire au maximum. Le rapport production / consommation joue lui aussi un rôle fondamental, et il faut en réalité s’intéresser à trois questionnements indissociables :
➠ Quand l’énergie est-elle produite ?
➠ Quand est-elle consommée ?
➠ Comment mieux consommer l’énergie produite ?
❖ Bien qu’idéale en théorie, une orientation plein sud n’est ni obligatoire ni forcément la plus pertinente lorsqu’il s’agit de rentabiliser une installation en autoconsommation.
❖ L’étude du projet permet d’évaluer la meilleure implantation en tenant compte de l’orientation pour une production et une autoconsommation optimales. Si le dimensionnement et l’implantation sont cohérents, un système photovoltaïque doit généralement permettre une autoconsommation et une autoproduction minimales de 30% sur l’ensemble d’une année.
➥ Voir article L’énergie solaire photovoltaïque : vente totale, autoconsommation, vente du surplus 
3. L'inclinaison des panneaux solaires photovoltaïques. Guide complet pour tout comprendre
♦ L’orientation des panneaux photovoltaïques n’est pas le seul critère d’implantation influant sur la capacité de production, l’inclinaison est également un facteur qu’il ne faut pas négliger.
✦ L’inclinaison des panneaux photovoltaïques : les informations utiles pour tout comprendre.
❖ Pour une production maximale, l’idéal serait d’obtenir un angle d’incidence de 90°, les rayons du soleil arrivant ainsi perpendiculairement à la surface du panneau photovoltaïque. Or l’angle d’incidence des rayons fluctue selon l’heure du jour et les saisons. En France métropolitaine, une inclinaison comprise entre 30 et 35° permet une production optimale sur l’ensemble de l’année. Toutefois une inclinaison qui s’éloigne de ces valeurs reste parfaitement acceptable si elle se situe entre 10 et 45°, voire même 50°.
❖ Une inclinaison de 0° n’est pas souhaitable même si la capacité de production reste potentiellement correcte. Pour une toiture plate ou un toit-terrasse, le système de fixation doit permettre une inclinaison suffisante pour garantir l’autonettoyage naturel : évacuation de la pluie (ou neige), des poussières et débris divers… Pour un toit-terrasse, un châssis est utilisé, il faudra veiller à ne pas dépasser une inclinaison trop importante en raison de la prise au vent.
❖ Au-delà de 50° l’impact sur la production devient plus conséquent ce qui peut compromettre la rentabilité de l’installation photovoltaïque dans un délai raisonnable. Une pose à la verticale sur un mur, donc selon une inclinaison de 90°, est par conséquent fortement déconseillée.
❖ Attention à ne pas confondre degrés et pourcentages, en effet la pente d’une toiture est fréquemment exprimée en pourcentage sur les plans délivrés par les architectes. Une inclinaison de 35° équivaut à une pente de 70 %.
Voilà pour les données essentielles, toutefois si vous êtes curieux, nous vous proposons ci-dessous quelques faits scientifiques et explications pertinentes pour mieux comprendre.
✦ Inclinaison des panneaux photovoltaïques et faits scientifiques : les explications
❖ La Terre met une année pour effectuer sa révolution autour du Soleil selon une trajectoire elliptique, et effectue une rotation sur elle-même en environ 24h. Or l’axe de rotation de la terre a une inclinaison d’environ 23,4° (par rapport à la perpendiculaire au plan de l’écliptique), cette obliquité est à l’origine des variations de la hauteur du soleil et de la durée de jour au fil des saisons.
❖ L’obliquité conduit à une répartition inégale de l’énergie solaire reçue à la surface de la Terre et au phénomène des saisons. L’intensité du rayonnement et la durée d’exposition (durée d’éclairement) dépendent de la position de la Terre au cours de sa révolution, du lieu et de la latitude de ce dernier. L’intensité du rayonnement fluctue en outre selon le moment de la journée.
❖ La position et la hauteur du soleil dans le ciel varient selon la latitude de l’endroit où l’on se trouve. Plus la latitude du lieu géographique s’éloigne de l’équateur, moins la quantité d’énergie solaire reçue est grande. En France métropolitaine nous nous trouvons dans l’hémisphère nord, à une latitude comprise entre 42° et 51° nord (latitude 0° à l’équateur et à 90° aux pôles).
❖ Plus les capteurs photovoltaïques se trouvent à la perpendiculaire du soleil, plus ils captent le maximum d’énergie solaire et, in fine, plus la capacité de production est élevée. Il faut donc s’intéresser à la hauteur du soleil ! La hauteur du soleil au-dessus de l’horizon détermine l’angle formé par les rayons solaires et le plan horizontal, on parle de la hauteur angulaire du soleil. Or l’angle d’incidence des rayons lumineux sur la surface des panneaux photovoltaïques dépend de leur inclinaison et de la hauteur du soleil dans le ciel au fil des heures et des saisons. Ainsi, si la somme de l’angle d’inclinaison et de la hauteur angulaire atteint 90°, alors les capteurs sont dans une position idéale pour une production maximale.
❖ Plus le soleil est haut dans le ciel, plus l’intensité du rayonnement est forte.
❖ En France, la hauteur du soleil dans le ciel est maximale à midi heure solaire lors du solstice d’été et minimale lors du solstice d’hiver. Si l’on considère la hauteur du soleil au fil des saisons, voici les inclinaisons adaptées pour une incidence s’approchant de 90° (données approximatives puisque tout dépend de la latitude exacte):
⤷ En été, le soleil est au plus haut, une inclinaison d’environ 20° serait la plus favorable.
⤷ Inversement en hiver, le soleil est bas sur l’horizon, pour capter le maximum de lumière, l’idéal serait d’incliner les panneaux photovoltaïques suivant un angle d’environ 65°.
⤷ Aux saisons intermédiaires, aux équinoxes, l’inclinaison optimale devrait être de 45° environ…
❖ Dans les faits, tout ce que l’on retient c’est qu’il y a beaucoup de variables et variations ! Concernant l’implantation de panneaux solaires, on comprend à fortiori qu’il est impossible de maintenir un angle d’incidence de 90° à moins de les mettre en mouvement à l’aide d’un tracker solaire . Ce type de dispositif suit la course du soleil et adapte l’inclinaison des capteurs (solution onéreuse et plus fragile).
❖ Voilà pour la théorie, mais en pratique les panneaux sont habituellement installés sur une structure fixe, pour des raisons techniques évidentes, il est impossible de modifier leur inclinaison au fil du temps. L’intérêt est donc de s’approcher d’une inclinaison la plus favorable pour optimiser la production sur l’ensemble de l’année. Voilà pourquoi une inclinaison de 30 à 35° est recommandée, ce compromis tient compte de la hauteur du soleil au fil des mois et des irrégularités d’ensoleillement. Une telle inclinaison permet d’obtenir les meilleures capacités de production sur toute l’année.
❖ L‘inclinaison des panneaux photovoltaïques est dépendante de l’inclinaison de la toiture sur laquelle ils sont fixés, or, dans les faits, l’inclinaison optimale de 30 à 35° n’est que rarement constatée. Rien d’inquiétant toutefois puisque la production reste quoiqu’il en soit satisfaisante tant que l’inclinaison est comprise entre 10° et 45°, ce qui par chance correspond à l’inclinaison de la grande majorité des toitures en France ! Il n’est donc pas pertinent d’envisager des travaux pour corriger l’inclinaison et s’approcher des valeurs optimales. Notons que les toitures traditionnelles sont généralement plus pentues dans le nord de la France, dans le sud les inclinaisons sont de l’ordre de 15° à 20°.
✦ Conclusion concernant le choix de l’inclinaison d’une installation photovoltaïque
❖ L’inclinaison des capteurs photovoltaïques a une incidence sur la capacité de production annuelle, la quantité d’énergie reçue est maximale lorsque le rayonnement est perpendiculaire à la surface des cellules et lorsque le soleil est au plus haut dans le ciel. Or, les panneaux sont fixes et l’angle d’incidence des rayons lumineux n’est pas immuable au fil des heures et saisons, une inclinaison comprise entre 30 et 35° serait ainsi idéale et la plus adaptée pour maximiser le potentiel de production sur l’ensemble de l’année.
❖ Toutefois, dans la pratique, la meilleure inclinaison n’est ni plus ni moins celle de votre toiture ! Objectivement, l’inclinaison d’une toiture est difficilement modifiable, et c’est elle qui dicte l’inclinaison des panneaux puisqu’ils sont fixés en parallèle au-dessus de la couverture. Selon toute vraisemblance, les pentes des toitures en France excèdent rarement 45° d’inclinaison (à l’exception de l’Alsace où elles peuvent atteindre 60°), ainsi dans la grande majorité des cas l’inclinaison sera de toute façon adaptée et permettra une capacité de production rentable. Comme évoqué précédemment, il faut toutefois exclure les installations « à plat » qui ne permettent pas le nettoyage naturel des panneaux.
❖ Vous l’avez compris l’inclinaison ne constitue pas réellement une problématique de choix, ce dernier étant imposé par la pente de la toiture. Bien entendu, si plusieurs pans peuvent être envisagés pour la pose des panneaux photovoltaïques, il faudra privilégier l’inclinaison la plus favorable. Dans le chapitre suivant nous abordons les facteurs de correction afin de faire le point et comparer l’impact sur la production en fonction de l’inclinaison et l’orientation.
4. Inclinaison et orientation des panneaux photovoltaïques : facteurs de correction et impact sur la production
♦ Comme vous l’avez constaté l’orientation et l’inclinaison sont des critères à considérer avec attention, mais comment appréhender objectivement tout cela ? Concrètement cela donne quoi en termes de production ?
⤷ pour une orientation sud-est ou sud-ouest, comparativement à une orientation plein sud, la diminution se situe approximativement entre 6 et 11 % sur l’année (l’inclinaison étant généralement comprise entre 10 et 45°).
⤷ concernant une installation orientée à l’est ou à l’ouest, la diminution est de l’ordre de 18% environ pour une inclinaison à 20°, et de 17% pour une inclinaison à 10°…
⤷ si l’on considère une inclinaison comprise entre 10 et 45°, la perte de production selon chaque orientation est d’environ de 9% au maximum.
✦ Les facteurs de correction selon l’orientation et l’inclinaison des panneaux photovoltaïques
❖ Les facteurs de correction permettent d’estimer approximativement l’impact sur la capacité de production photovoltaïque lorsque la configuration d’implantation s’éloigne de l’orientation et de l’inclinaison idéales.
❖ Divers tableaux sont diffusés sur internet présentant des valeurs qui nous semblent quelque peu élevées et plutôt dans les moyennes très hautes. Acsolue Energie vous propose ci-contre son propre tableau, les valeurs indiquées en pourcentages correspondent aux moyennes constatées à partir des données recueillies sur PVGIS pour diverses villes réparties sur la France (et sur les diverses grandes zones d’ensoleillement). Ces données relevées sont certes moins « optimistes » mais globalement plus réalistes.
➥ lien PVGIS : https://re.jrc.ec.europa.eu/pvg_tools/fr/tools.html
➠ Facteurs de correction selon l’orientation et l’inclinaison. Données Acsolue Energie
✥ Analyse du tableau : explications
⬗ Les facteurs de correction de la capacité de production annuelle sont indiqués en pourcentages selon l’orientation et l’inclinaison des capteurs photovoltaïques. La valeur maximale (100%) correspond à une orientation plein sud (azimut de 0° par rapport au sud) et une inclinaison de 35°. Les correctifs correspondent à l’écart et la perte de capacité de production par rapport à la configuration idéale et sa production maximale associée (= pourcentage maximal).
⤷ si les panneaux photovoltaïques sont orientés au sud-est selon une inclinaison de 35°, la production annuelle potentielle subit une baisse d’environ 6% par rapport à une orientation plein sud (facteur de correction = 94%).
⤷ si l’inclinaison est de 20°, la baisse est estimée à 4% pour une orientation plein sud (facteur de correction = 96%).
⤷ si l’inclinaison est de 10° et l’orientation au sud-ouest, la perte de capacité de production est estimée à 11% (facteur de correction = 89%).
✦ Exemple et étude de cas pour une installation photovoltaïque de 3 kWc à Bordeaux :
❖ A partir des données recueillies sur PVGIS, voici dans le tableau ci-contre la production annuelle potentielle estimée pour une installation solaire photovoltaïque de 3 kWc à Bordeaux .
❖ Les valeurs indiquées correspondent aux diverses orientations les plus favorables selon une inclinaison de 35°, 20° ou 10°.
❖ La capacité de production maximale est estimée à 3 863 kWh/an lorsque les capteurs photovoltaïques sont inclinés à 35° et orientés vers le sud.
➠ Production annuelle en kWh pour une installation d’une puissance de 3 kWc à Bordeaux. Données Acsolue Energie
Comparaisons :
➛ La production atteint 3 560 kWh/an si l’inclinaison est de 20° pour une orientation au sud-est soit une perte de 8% par rapport à la valeur maximale (= facteur de correction 92%).
➛ La valeur la plus basse affichée correspond à une inclinaison de 35° et une orientation à l’est, avec une production potentielle évaluée à 3 032 kWh/an, la différence de production représente une perte d’environ 21% par rapport la configuration la plus avantageuse (= facteur de correction 78,5%).
➛ Pour une même orientation au sud, la production estimée passe de 3 863 kWh/an si l’inclinaison est de 35° à 3 726 kWh/an avec une inclinaison de 20° (-3,5%), et à 3 528 kWh/an avec une inclinaison de 10° (-8,5%)
Impact selon l’inclinaison :
➛ Les chiffres parlent d’eux-mêmes, on constate aisément que l’inclinaison a finalement un impact globalement assez limité comparativement à l’orientation.
✦ Au-delà des chiffres : cas concret. Résultats en termes d’autoconsommation et d’autoproduction
❖ Nous avons constaté que beaucoup d’installateurs et sites expliquent qu’il faut absolument bannir toute orientation vers le nord, nord-est et nord-ouest compris. Sur ce point nous ne sommes pas forcément d’accord… Dans les faits, et s’il y a autoconsommation, tout dépend des moments des besoins en énergie ! Il s’avère que même une orientation nord-ouest peut être rentable et peut également judicieusement compléter une installation orientée sud-est (pan opposé).
❖ Vous avez des doutes ? Alors voici en anecdote un cas concret parmi d’autres constatés chez nos clients… Vous le savez Acsolue Energie se situe dans les Landes, ma propre installation est orientée à l’ouest et légèrement vers le nord, azimut 108° par rapport au sud (plein sud = azimut 0°), ce n’est donc pas du tout l’idéal mais pas trop le choix… Avec une inclinaison de 19°, la production est tout à fait satisfaisante et permet de couvrir 34 % des besoins en électricité (= autoproduction). Pourtant comparativement à une même installation inclinée à 35° orientée plein sud, la perte de capacité de production avoisine les 21%.
❖ Concrètement la consommation électrique étant bien plus importante en 2ème partie de journée la plupart du temps, l’autoconsommation de l’énergie produite jusqu’au soir est maximisée et permet d’atteindre un très bon et beau taux d’autoproduction annuel. A ma grande satisfaction ! Malgré une orientation et une inclinaison assez peu favorables sur le papier, la pratique démontre que la théorie ne reflète pas forcément les résultats en termes d’autonomie énergétique et de rentabilité. La clé reste l’optimisation de la production photovoltaïque, l’objectif est de déterminer et de savoir comment bien consommer l’énergie produite. Le « comment » est indissociable du « quand »…
5. Bilan concernant le choix de l'inclinaison et l'orientation d'une installation photovoltaïque
♦ En France, une installation photovoltaïque atteint sa capacité de production optimale annuelle lorsque les capteurs sont orientés plein sud selon une inclinaison de 35°. Cette configuration permet de bénéficier de la meilleure exposition possible aux rayons du soleil au fil des mois, et donc de capter au mieux l’énergie solaire.
♦ Si la configuration de votre toiture permet d’allier une orientation et une inclinaison qui se rapprochent des valeurs optimales, alors c’est une grande chance et c’est parfait ! Dans tous les autres cas il convient surtout de privilégier l’orientation la plus favorable. Dans l’absolu, les variations d’inclinaison des panneaux solaires ont moins d’impact sur la capacité de production d’électricité que leur orientation.
♦ L’orientation et l’inclinaison des pans exploitables ne sont pas infailliblement idéales mais dans la plupart des cas la production sera tout à fait satisfaisante pour justifier la pertinence et la rentabilité du projet.
♦ Si la configuration ne s’avère toutefois pas suffisamment adaptée, il est préférable d’envisager l’installation sur un bâtiment annexe (garage, dépendance…), sur un abri (carport, ombrière), voire au sol (attention toutefois dans ce dernier cas vous ne pouvez pas bénéficier du dispositif d’Obligation d’Achat). Il est également possible d’installer les panneaux photovoltaïques en brise-soleil en façade. Les alternatives et solutions sont nombreuses…
♦ Il est essentiel de se souvenir qu’un panneau photovoltaïque exposé produit de l’électricité quelle que soit l’incidence des rayons et ce même si le rayonnement est diffus (par opposition au rayonnement direct).
♦ Concernant l’orientation d’une installation photovoltaïque en autoconsommation, l’objectif est de produire en adéquation avec les besoins et au moment des besoins – autant que faire se peut ! Nous ne le répétons jamais assez, l’intérêt est de maximiser la consommation de l’énergie produite !
♦ L’étude d’un projet photovoltaïque doit toujours tenir compte des spécificités du lieu où les capteurs seront installés (localisation, orientation, inclinaison, ombrage), de vos besoins en énergie électrique mais aussi des moments de consommation. Si l’inclinaison et l’orientation de votre toiture ne correspondent pas à la configuration des plus idéale, il ne faut pas en conclure qu’il faut renoncer à votre projet photovoltaïque. Tout conseiller-technicien sérieux et expérimenté sera à même de vous proposer la solution d’implantation la plus pertinente et adaptée à votre profil de consommation. Si l’étude est bien menée et si l’installation est réalisée dans les règles de l’art, le système photovoltaïque devrait permettre une autoconsommation et une autoproduction minimales de 30% qui assureront la rentabilité de l’investissement (gare toutefois aux abus et prix exorbitants).
➥ Voir article Le solaire photovoltaïque : recommandations et mises en garde. Abus et arnaques
Bien des clients et futurs producteurs d’électricité d’origine solaire sont très préoccupés par la configuration et l’implantation de leur système photovoltaïque. Pourtant les « risques » sont finalement assez limités concernant cet aspect précis. Il est d’ailleurs extrêmement rare de ne pas trouver une solution adaptée et rentable (si le montant de l’offre est raisonnable bien entendu). Concrètement, Acsolue Energie n’a jamais été confrontée à une configuration d’orientation et/ou d’inclinaison qui aurait pu être incompatible avec une production d’électricité photovoltaïque satisfaisante.
En réalité, l’impact des masques d’ombre est bien plus problématique et peut réellement compromettre la pertinence d’un projet si la capacité de production annuelle en est trop affectée. Nous avons effectivement trouvé quelquefois plus sage de recommander l’abandon du projet en raison d’un ombrage trop important.
La seule crainte serait finalement d’avoir une toiture orientée au nord… Or concernant les résidences pour les projets de particuliers, un pan de toiture exposé au nord a, presque invariablement, un pan opposé exposé au sud ! Dans les faits c’est plutôt la surface disponible qui peut constituer une réelle contrainte.
Pour les systèmes en autoconsommation, quelle que soit la configuration -si elle n’est pas aberrante- ce n’est pas tant la quantité d’énergie produite qui prévaut. Généralement, c’est plutôt le profil et les habitudes de consommation qui permettent in fine de bien rentabiliser le projet. Dès lors que l’énergie photovoltaïque devient plus aisément « consommable », la pertinence économique est d’autant plus au rendez-vous. Un seul mot d’ordre : autoconsommez ! Par définition, c’est ce qui importe pour réduire votre facture énergétique. Votre installation photovoltaïque vous fournit une énergie renouvelable prête à consommer, elle est locale, elle est disponible dès les premiers rayons de soleil, elle est verte, elle est vôtre : profitez-en et profitez-en bien !
Ce contenu est protégé par copyright et le droit d’auteur. Toute utilisation ou reproduction est illicite et soumise à autorisation légale.
Pour toute information, merci de nous contacter à l’adresse suivante : contact@acslolue-energie.fr
