De quel côté les panneaux solaires doivent-ils être orientés ? Ah ! C’est facile! Directement à l’équateur, n’est-ce pas ? (Au nord dans l’hémisphère sud, au sud dans l’hémisphère nord.) Hmmm. Peut-être peut-être pas. Certainement pas dans le cas des régions à climat chaud.
L’objet de l’exercice est de maximiser la conversion de l’énergie solaire incidente en électricité, mais une orientation équatoriale fera-t-elle l’affaire ? Non. Pour plusieurs raisons (voir addenda A). Les panneaux solaires chauds donnent moins d’énergie que les panneaux solaires froids.
Quand est-ce le plus cool ?
Aux latitudes modérées, généralement le matin, puis se réchauffe progressivement vers le milieu de l’après-midi, disons vers 14h00. Ainsi, les conditions sont généralement plus fraîches du lever du soleil à la fin de la matinée et cela indiquerait plein est comme direction préférée, mais cela ne tient pas compte de la lumière généralement plus faible avant environ neuf heures du matin, donc pour maximiser le gain solaire, nord-est dans le sud l’hémisphère (Sud-Est au Nord) sera un meilleur pari. Cela vous donne un avantage de « temps frais » et vous donne également la lumière du soleil plus intense vers midi avant que tout ne devienne trop chaud et au moment où l’heure la plus chaude de la journée est arrivée, la lumière du soleil est assez oblique par rapport aux surfaces du panneau solaire et a donc moins d’effet de chauffage et ne compromet pas autant le rendement. Bien sûr, le gain solaire plus faible à cet angle oblique signifie moins de production d’énergie globale, mais dans l’ensemble, une exposition au nord-est vous procurera le plus d’énergie pour la journée, mais lorsque votre climat local est à des latitudes plus grandes, disons, plus à quarante-cinq degrés, le réchauffement des panneaux solaires est beaucoup moins problématique en raison des températures de l’air plus basses et une orientation équatoriale pourrait bien être la meilleure option.
Et si vous utilisiez des trackers solaires ?
Ceux-ci montent vos panneaux solaires sur un cadre mobile qui est amené à se déplacer de sorte que les panneaux soient toujours directement face à la direction de la lumière du soleil entrante tout au long de la journée lorsque le soleil se déplace dans le ciel. Bonne idée en principe, mais en pratique, pas si bonne en raison de problèmes de fiabilité et de problèmes de chauffage par panneaux solaires. En raison de leur complexité, les suiveurs solaires ajoutent un autre niveau de modes de défaillance à votre système et deviennent une source inépuisable d’angoisse et de frustration. Les trackers sont avant tout des objets mécaniques et mécaniques qui doivent s’user. D’autant plus lorsqu’ils sont fortement chargés, comme le sont les structures de suivi. Il vaut bien mieux dépenser l’argent supplémentaire qu’un tracker coûte (et ils ne sont pas bon marché !) en panneaux solaires supplémentaires pour compenser tout déficit de gain solaire perçu.
La photo montre exactement ce que je veux dire… La ligne d’ombre au sol indique une élévation du soleil d’environ cinquante degrés, ce qui signifie quelque part entre dix heures et onze heures du matin et la ligne d’ombre est parallèle à la ligne du toit tenant les panneaux solaires, donc les panneaux sont orientés Nord-Est ou Sud-Est selon les hémisphères.
Un doit être ajouté
Les panneaux solaires génèrent de l’électricité en utilisant la lumière du soleil pour envoyer des électrons dans le silicium dont ils sont faits. Cette activité, sans surprise, est quelque peu stressante pour les électrons et ils ont tendance à se disperser partout comme des moutons effrayés, restant dans le silicium mais se heurtant les uns aux autres, forçant leur chemin devant les autres et agissant généralement comme une foule indisciplinée et paniquée telle que même ceux qui vont dans la bonne direction ont de sérieux problèmes pour s’en sortir. Ce frottement mécanique entre les électrons provoque l’échauffement du silicium. En fait, beaucoup plus chaud que la température ambiante et cette chaleur a un effet délétère sur la production d’électricité. Pas si surprenant quand beaucoup d’électrons qui devraient sortir du panneau solaire pour produire un courant électrique sont plutôt absorbés par un jeu subatomique de voitures tamponneuses à l’intérieur de la structure du panneau solaire. Ainsi, lorsque les panneaux solaires chauffent, leur production d’électricité diminue et lorsqu’ils refroidissent, même un peu, la production d’électricité reprend. Bien sûr, vous pouvez atténuer ce problème en gardant les panneaux plus frais au moyen, par exemple, de la circulation d’eau froide à l’arrière d’eux, ou vous pouvez installer un ventilateur pour souffler de l’air de refroidissement sur eux. Cependant, cela peut créer des contraintes physiques dans le panneau solaire qui pourraient entraîner une fracturation sous contrainte.