Une ombre qui couvre 10 % de la surface d’un panneau solaire peut faire chuter sa production de 30 à 50 %, et non de 10 % comme on pourrait s’y attendre. Ce décalage entre la taille de l’ombre et l’ampleur de la perte s’explique par le câblage interne des cellules, raccordées en série : quand une seule cellule reçoit moins de lumière, elle bride l’ensemble de la chaîne, un peu comme un bouchon sur une file de voitures un dimanche soir sur l’A7.
Des cellules en série : pourquoi une ombre locale affecte tout le panneau
Un panneau photovoltaïque standard de 60 ou 72 cellules fonctionne selon un principe simple : le courant produit traverse chaque cellule l’une après l’autre. La cellule la plus faible impose son débit à toutes les autres. Résultat, une feuille morte posée sur un coin du module suffit à limiter la production de la totalité du string concerné. Les fabricants intègrent des diodes de bypass (en général trois par panneau) pour court-circuiter le groupe de cellules ombragé et sauver le reste de la production, comme le détaille la documentation technique de l’ADEME sur les installations photovoltaïques résidentielles. Ces diodes limitent la casse, mais elles ne l’annulent pas : le tiers du panneau protégé par la diode activée cesse de produire.
Voir aussi Orientation et inclinaison des panneaux : la perte réelle hors plein sud
Avec un onduleur string, la perte se propage à toute la rangée
Le problème s’aggrave lorsque plusieurs panneaux sont reliés au même onduleur central. L’onduleur cherche un point de fonctionnement optimal (le MPPT) pour l’ensemble de la chaîne. Un seul panneau partiellement ombragé tire vers le bas la tension ou le courant de tout le string. Sur une installation de 3 kWc en autoconsommation, cela peut représenter une perte annuelle bien supérieure au coût d’un simple élagage. On y revient plus bas.
L’alternative, ce sont les micro-onduleurs, qui isolent chaque panneau électriquement. Un module ombragé produit moins, mais ses voisins tournent à plein régime. Le surcoût à l’achat (comptez quelques dizaines d’euros par panneau supplémentaire par rapport à un onduleur central) se justifie précisément dans les configurations où l’ombrage partiel est inévitable.
Que faire si les panneaux solaires photovoltaïques sont à l’ombre ?
Trois leviers concrets existent. D’abord, l’étude de masques solaires avant la pose : un relevé d’ombres sur l’année (réalisable avec des logiciels de simulation comme PVsyst ou des outils gratuits du type PVGIS, l’outil du Joint Research Centre de la Commission européenne) identifie les zones à éviter. Ensuite, le choix de micro-onduleurs ou d’optimiseurs de puissance, qui neutralisent l’effet domino décrit plus haut. Enfin, l’entretien de l’environnement proche : un arbre dont la cime a grandi de deux mètres depuis la pose (ça arrive plus vite qu’on ne le pense sur un bouleau) peut transformer une installation rentable en gouffre discret.
L’orientation et l’inclinaison du panneau jouent aussi un rôle, car un panneau mal orienté cumule ombrage et angle défavorable. Et pour ceux qui envisagent le stockage afin de compenser les heures creuses de production, la question de la rentabilité d’une batterie solaire mérite un calcul séparé.
Faut-il couvrir les panneaux solaires pour les protéger ?
Non. Couvrir un panneau solaire, même avec une bâche opaque, revient à créer un ombrage total volontaire. Les diodes de bypass protègent déjà le module contre les points chauds (hot spots) causés par l’ombre. Couvrir un panneau n’a de sens que lors d’une intervention de maintenance sur l’installation, pour des raisons de sécurité électrique, et jamais en fonctionnement courant.
Laurent Vidal est artisan électricien indépendant en Isère depuis 2003. Il intervient sur la rénovation électrique, la mise aux normes et les bornes de recharge, et tient son carnet technique en ligne.
Sources
À lire aussi
Batterie de stockage solaire : capacité utile et rentabilité réelle
Une batterie de stockage solaire domestique restitue entre 80 % et 95 % de l'énergie qu'elle absorbe, selon…
Micro-onduleur ou onduleur central : lequel pour quelle toiture ?
Le choix entre micro-onduleur et onduleur central dépend avant tout de la configuration de la toiture :…
Déclarer son installation solaire à Enedis : la démarche pas à pas
Toute installation de panneaux solaires raccordée au réseau électrique doit faire l'objet d'une déclaration…
Un kit solaire plug and play est-il rentable ? Le calcul sur 10 ans
Un kit solaire plug and play devient rentable entre la cinquième et la huitième année d'utilisation, selon la…
Brancher un panneau solaire sur une prise : que dit vraiment la réglementation
Brancher un panneau solaire sur une prise 220 V est légal en France, à condition de respecter la norme…
Beem On : ce que vaut la station solaire à brancher sur prise
La station solaire Beem On se présente comme un kit photovoltaïque à brancher sur une prise domestique, conçu…
