Les panneaux au silicium n’aiment pas les chaleurs extrêmes
Un panneau photovoltaïque fonctionne grâce aux photons, pas aux degrés. La chaleur, elle, devient gênante passé un certain seuil. En laboratoire, la valeur STC (Standard Test Conditions ou Conditions de Test Standard) permet d’établir la puissance maximale du panneau. C’est cette valeur qui figure sur la fiche technique, et la condition idéale pour la mesurer est, entre autres critères, une température de 25 degrés au sein de la cellule. Dès qu’on passe au-dessus, le rendement marginal diminue.
Ce décrochage est quantifié par le coefficient de température. Pour les panneaux monocristallins PERC, les plus répandus sur les toits français, ce coefficient tourne autour de -0,35 à -0,4 % par degré. Cela signifie que pour chaque degré au-dessus de 25°C, la puissance diminue de 0,35 à 0,4%. En gros, un panneau de 400 Wc à 25°C ne produira plus que 368 W à 45°C, soit une baisse de 8%.
Dans la cellule, c’est l’agitation thermique du silicium qui commence à faire chuter la tension à circuit ouvert, tandis que le courant gagne marginalement. L’addition est au final perdante : la puissance suit la tension vers le bas, et le rendement baisse.
Trente-cinq degrés à l’ombre, mais soixante-dix sur le toit
En réalité, la température ambiante n’a pas grand-chose à voir avec ce que vit réellement votre panneau. Un panneau exposé plein sud, sur une toiture qui accumule et qui renvoie sa propre chaleur, va monter bien au-delà du thermomètre de votre jardin. Par une journée d’été à 30 °C à l’ombre, la surface du panneau peut facilement atteindre 70 °C.
Le calcul est simple. Si on prend par exemple 65 °C de température cellule, l’écart avec les 25 °C des conditions idéales de fonctionnement est de 40 degrés. Avec un coefficient de -0,4 % par degré, la perte instantanée tourne autour de 16 % ! Sur une installation de 6 kWc bien exposée, c’est près d’un kilowatt qui s’évapore à l’heure où vous vous attendiez à la production maximale. L’onduleur, lui, peut en plus basculer en mode protection thermique s’il est mal placé, et limiter encore plus le rendement.
En pleine canicule, avec des températures dépassant 35 à 40 °C, la production peut ainsi chuter de 10 à 25 % en fonction du matériel installé.
Le tuyau d’arrosage : la fausse bonne idée
Voir la courbe de production stagner alors qu’il fait 38 °C est très frustrant, et l’idée de passer le tuyau sur les panneaux pour les refroidir est tentante. C’est malheureusement inutile, voire néfaste.
Tout d’abord, verser de l’eau froide sur une surface très chaude peut provoquer de petites fissures (le choc thermique est potentiellement dommageable sur le long terme). Ces microfissures sont invisibles à l’œil nu mais peuvent s’accumuler progressivement et réduire les performances du panneau avec le temps.
Deuxièmement, les minéraux présents dans l’eau (calcaire de l’eau du robinet par exemple) laissent un léger voile blanchâtre sur le verre, qui peut lui aussi réduire l’efficacité du panneau. En effet, le lavage des panneaux est toujours effectué avec de l’eau pure, c’est-à-dire déminéralisée ou osmosée. De plus, la consommation d’eau requise pour maintenir un panneau au frais peut tout simplement dépasser les gains de production récupérés. Et en période de canicule, les restrictions d’eau sont fréquentes.
Tous les panneaux ne sont pas à mettre dans le même panier
Si les effets de la canicule sur votre rendement vous inquiètent, sachez que certaines technologies de panneaux offrent des coefficients de température bien plus cléments que le PERC classique. Il s’agit principalement des technologies dites “de type N”. Les panneaux solaires de type N surpassent les panneaux classiques de type P en garantissant une meilleure production à faible luminosité, une durée de vie accrue et une quasi-absence de dégradation liée à la lumière.
Ils incluent les technologies TOPCon (qui ajoute une fine couche d’oxyde à l’arrière du panneau pour réduire les pertes) et HJT (Technologie hybride associant le silicium cristallin de type N à du silicium amorphe)
Le champion en termes de rendement en canicule, c’est la panneau HJT. Alors qu’un module TOPCon perd environ 12,8 % de puissance à 65 °C, avec un coefficient de -0,32 %/ par degré, les HJT descendent à -0,24 % par degré, ce qui à 65 °C représente environ 10 % de perte. C’est presque deux fois moins qu’un PERC standard dans les mêmes conditions. Sur la durée de vie d’une installation, la différence cumulée se chiffre en milliers de kilowattheures.
Pour un climat chaud ou une toiture peu ventilée, le HJT est donc clairement avantageux, mais il est aussi plus cher à l’achat. Le bon calcul reste celui du coût par kWh produit sur 25 ans.
Ce qu’on peut faire sans changer ses panneaux
L’installation des panneaux et les usages domestiques influencent directement la performance du système. Vérifiez bien que vos panneaux sont installés de façon conforme, en surimposition avec une lame d’air de 10 à 15 cm. Cela permet d’évacuer la chaleur sous les modules et d’améliorer le rendement de 3 à 5%. Du côté de l’onduleur, veillez à ce que l’endroit où il est installé est bien ombragé et ventilé.
Pour optimiser votre autoconsommation, décalez l’usage des gros consommateurs (lave-linge, chauffe-eau, climatisation) en début ou fin de journée plutôt qu’à 13 h. Certes, la production est un peu plus faible à ces heures, mais les cellules sont plus froides, le rendement par watt est meilleur, et surtout la part d’électricité autoconsommée augmente (vous utilisez directement votre production au lieu d’en injecter le surplus sur le réseau).
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