Panneaux solaires à double face

• Compréhension du fonctionnement
• Capacités et rendements
• Optimisation des performances
• Risques de dégradation
• Résilience face aux défis
• Installation
• Coût
• Avantages et inconvénients
• Comparaison des différents panneaux

Découvrez l’incroyable fonctionnement des panneaux solaires à double face !

Panneau solaire « conventionnel » : Un panneau conventionnel est constitué de cellules photovoltaïques assemblées en série, générant de l’électricité lorsqu’elles sont exposées à la lumière. Ces cellules sont protégées par une plaque de verre à l’avant et une couche de plastique opaque à l’arrière.

Les panneaux « conventionnels » sont parfois désignés sous l’appellation « verre-backsheet » en raison de leur conception.

Panneau solaire « bifacial » : Les cellules d’un module bifacial possèdent une conception unique qui leur permet de capter la lumière réfléchie par albédo sur leur face arrière. Ces cellules sont donc protégées par deux couches de verre pour assurer une transparence à l’arrière du panneau.

Un panneau bifacial présente un aspect assez similaire à l’avant comme à l’arrière.

Analyse des performances des panneaux solaires bifaciaux

Les distributeurs mettent en avant les panneaux solaires bifaciaux pour leurs performances supérieures. Bien que cela soit souvent le cas, les promesses faites nécessitent un examen attentif.

Alerte : Il est crucial de noter que de nombreux facteurs influencent le rendement des panneaux solaires bifaciaux, et il faut faire preuve de prudence. Il n’existe pas de norme universelle pour quantifier le « gain bifacial » par rapport à un modèle classique. Par exemple, un vendeur loyal pourrait mentionner une amélioration de 5 %, tandis qu’un autre pourrait avancer un gain de 30 % avec le même produit…

Estimer le gain bifacial peut s’avérer complexe.

Indications : Selon les données fournies par l’agence internationale de l’énergie, pour une installation « conventionnelle » orientée plein sud, le gain bifacial ne dépasse généralement pas 10%. Les données sont souvent recueillies lors de tests effectués sur des installations posées au sol avec une certaine hauteur, permettant aux panneaux doubles-faces de capter la lumière réfléchie. Pour les installations directement « fixées sur les toits », le gain devrait logiquement être inférieur. Moins de 5% ?

Maximiser l’énergie produite par les panneaux solaires bifaciaux

Voyons maintenant comment optimiser l’utilisation des panneaux solaires bifaciaux en examinant chaque paramètre en détail.

Albédo : Le facteur le plus influent est sans doute l’albédo. Ce terme désigne le « pouvoir réfléchissant » d’une surface, mesuré sur une échelle de 0 (corps noir parfait sans réflexions) à 1 (miroir parfait). Le « gain bifacial » est souvent plus pronounced par temps nuageux avec une lumière diffuse abondante. Voici quelques valeurs d’albédo :

En plaçant une bâche blanche sous les panneaux à double face, on peut augmenter de manière significative le gain bifacial, à condition de garder la bâche propre. Cela permet également d’uniformiser l’irradiance arrivant sur l’arrière du panneau, ce qui réduit les pertes.

Ici, un crépis clair va contribuer à optimiser la production par rapport à une bâche noire, qui pourrait être recouverte d’un géotextile blanc.

Effet de bord : Les analyses montrent que les panneaux placés au bout d’une rangée reçoivent significativement plus de lumière réfléchie, pouvant atteindre jusqu’à 45%. C’est ce que l’on appelle « l’effet de bord ». À l’inverse, les panneaux placés à l’intérieur d’une rangée bénéficient d’une irradiation réduite en raison de l’ombre projetée par les modules voisins. Ainsi, il est préférable d’installer chaque panneau « isolément » avec un espace autour. Si vous pouvez créer plusieurs rangées tout en laissant un espace suffisant entre elles, cela sera plus avantageux, car davantage de panneaux seront positionnés « à la périphérie » de l’installation.

Hauteur : La hauteur est également un facteur important, car plus les modules sont élevés, plus ils ont de chances de capter la lumière réfléchie. Une structure photovoltaïque surélevée avec des panneaux bifaciaux est donc particulièrement judicieuse, surtout si le sol est peint en blanc. À l’inverse, la pertinence des panneaux bifaciaux installés sur un toit doit être remise en question.

Inclinaison : L’angle d’inclinaison influence également les performances. Pour une orientation plein sud, l’inclinaison optimale se situe entre 35 et 45 degrés.

Saison : L’inclinaison des rayons solaires joue également un rôle (azimut). En hiver, lorsque le soleil est plus bas, les ombres projetées sont plus fréquentes, réduisant ainsi la lumière réfléchie.

En résumé, il est compliqué de prévoir avec précision le gain bifacial. Pour des installations au sol en résidentiel, on peut s’attendre à une augmentation de rendement de 5 à 10%.

Panneaux solaires bifaciaux : évaluer les risques de dégradation

Bien que les panneaux solaires bifaciaux puissent offrir de meilleures performances, la surveillance de leur production à long terme reste essentielle.

Conception : Les panneaux à double face présentent une conception plus élaborée que les modèles traditionnels. Les retours d’expérience indiquent des problèmes spécifiques liés à la transparence des cellules. Ils semblent notamment plus vulnérables à la dégradation causée par la lumière et par des températures élevées (LeTID). De plus, des différences de potentiel entre les cellules solaires et la terre peuvent se produire lorsque les composants fonctionnent en continu à haute tension (effet PID).

Étude de l’INES : Pour illustrer ces observations, une étude menée par l’INES (Centre National pour l’Énergie Solaire) a examiné 10 panneaux bifaciaux sur une période de 3 ans. Les résultats sont les suivants :

• Année 1 : gain bifacial de 10,8%
• Année 2 : gain bifacial de 8%
• Année 3 : gain bifacial de 7,2%

Banc d’essai de l’INES. Photo : Agence Internationale de l’Énergie.

En général, la perte de performance pour un module photovoltaïque est d’environ 0,5 % par an. Dans ce cas, la dégradation est plus rapide et ne peut être expliquée que par des problèmes de fiabilité des panneaux.

À retenir : Les panneaux bifaciaux exigent donc une conception minutieuse pour éviter les dégradations précoces, mais l’industrie progresse rapidement grâce aux premiers retours d’expérience.

Durabilité et efficacité des panneaux solaires bifaciaux

Examinons à présent la longévité de ces modules à double face.

Panneau bifacial et « bi-verre » : Comme mentionné précédemment, la face arrière d’un panneau bifacial est nécessairement transparente pour permettre à la lumière de passer. Cela peut être réalisé avec une couche plastique, mais la plupart du temps, il s’agit d’une plaque de verre. Ces modules « bifaciaux » sont donc également des « bi-verre ».

Solidité : C’est un bon point, car généralement, les modules bi-verre sont plus robustes que les panneaux standards. Ils sont réputés pour leur solidité et bénéficient d’une garantie produit prolongée, d’au moins 25 ans. Les panneaux bi-verre sont conseillés pour les sites d’installation présentant des contraintes mécaniques élevées, telles que le vent, la pluie ou la neige.

Photo : Proterra Energy.

Attention au marketing : Toutefois, restez prudent face aux promesses marketing. La durabilité d’un panneau bifacial dépend principalement de deux éléments : l’épaisseur du verre, qui varie de 1,6 à 3,2 mm, et le processus de fabrication, le verre « trempé » étant considéré comme deux fois plus résistant qu’un verre « durci ».

Un panneau bifacial d’entrée de gamme est généralement fabriqué avec du verre durci de 1,6 mm.

Une étude réalisée par le RETC (Renewable Energy Test Center) a révélé qu’un panneau standard doté d’un verre trempé de 3,2 mm était deux fois plus résistant aux impacts de grêle qu’un panneau bifacial conçu avec un verre durci de 2 mm d’épaisseur.

Critère à surveiller lors de l’achat : L’épaisseur du verre n’est pas toujours clairement indiquée sur les sites de vente, mais elle est souvent mentionnée dans les fiches techniques des fabricants sous la section « caractéristiques mécaniques ». Vous pouvez également vous référer au poids des panneaux, car le verre représente le composant le plus lourd d’un panneau solaire. Voici certains repères :

En général, un panneau bi-verre de qualité pèsera environ 25 à 30 kg. La garantie produit est donc un indicateur moins fiable.

À retenir : Les panneaux à double face sont environ 5 kg plus lourds que les modules standards. Ils sont donc plus difficiles à manipuler et nécessitent un support plus robuste. Faites bien attention à la qualité du verre sur la face avant.

Panneaux solaires bifaciaux : une avancée énergétique à explorer

Orientation est-ouest : Un avantage considérable des panneaux bifaciaux est qu’ils ouvrent de nouvelles opportunités d’implantation. En effet, comme la lumière peut être captée des deux côtés, il devient envisageable de créer des installations « verticales » avec une double orientation est/ouest.

Empreinte au sol : Cette approche réduit significativement l’emprise au sol, ainsi que la saleté qui peut se déposer sur les panneaux. Cela permet, par exemple, de faire coexister un champ photovoltaïque bifacial avec une zone cultivée.

Les panneaux bifaciaux offrent des possibilités d’installation innovantes. Photo : Grengy Solar.

Ce type de configuration permet aussi d’étendre considérablement la plage de production. La lumière est captée plus tôt (à l’est) et plus tard (à l’ouest). De plus, la courbe de production devient « lissée » car le pic de production en milieu de journée disparaît. Cette production plus « continue » est souvent plus facile à valoriser.

Enfin, le risque de casse dû à des chutes de grêle devient pratiquement inexistant selon une étude du RETC.

Coût des panneaux solaires à double face : informations essentielles

Tarification : Les lignes de production initialement conçues pour les cellules classiques peuvent être « modernisées » pour fabriquer des cellules bifaciales. Le surcoût pour un module à double face est donc minimal, tournant autour de 10%. Ce coût tend d’ailleurs à disparaître alors que le secteur évolue.

Attendez-vous à un coût compris entre 0,5 et 1€ par watt pour une installation plug and play faite par vous-même.

En optant pour un professionnel, les prix se situent plutôt entre 2,5 et 3€ par watt, avec un plus grand choix d’options pour maximiser la rentabilité.

Comparaison : Assurez-vous de consulter le poids des modules bifaciaux dans la fiche technique. Cela donne un bon indice sur la qualité du produit. Gardez à l’esprit qu’un panneau bifacial « léger » sera probablement moins résistant qu’un panneau traditionnel.

À la réception, vérifiez toujours chaque panneau sur ses deux faces. Un impact durant le transport peut arriver même si l’emballage semble intact.

Rentabilité : En revanche, les panneaux solaires bifaciaux sont souvent plus rentables. En effet, une augmentation de la production de 5 à 10% sur 20 ans est loin d’être négligeable, surtout en période d’inflation élevée des prix de l’énergie. Le coût supplémentaire à l’achat est donc rapidement compensé.

Points positifs et limites des panneaux solaires bifaciaux

Guide pour choisir différents types de panneaux : lequel privilégier ?

En conclusion : Des panneaux bifaciaux à la performance améliorée, mais sans promesses exagérées.

Les panneaux solaires doubles-faces prennent progressivement de l’ampleur, après quelques débuts hésitants. Ils présentent des avantages par rapport aux modèles classiques, notamment un gain de production variant entre 5 et 10% pour des installations orientées plein sud.

Cependant, les panneaux classiques demeurent tout à fait appropriés pour la majorité des applications résidentielles, et l’option bi-faciale n’est pas toujours justifiée. Pour une installation au sol avec une bâche blanche, la plus-value sera palpable, alors que cela est beaucoup moins évident pour une installation traditionnelle sur toiture. Il est également crucial de se méfier des promesses souvent trop optimistes des vendeurs.

Enfin, il convient d’examiner la garantie de 25 ans des panneaux à double face, qui peuvent parfois présenter une résistance inférieure à celle des panneaux traditionnels. Pour approfondir le sujet, notre article sur le choix du panneau photovoltaïque le plus efficace pourrait vous intéresser, tout comme notre guide sur la prévention des arnaques.