Pourquoi mes panneaux solaires produisent moins que prévu ? Réponse à Castres (81)

Pourquoi mes panneaux solaires ne produisent pas le maximum de puissance ? Pourquoi je ne produis pas 100% de ma puissance photovoltaique ? Pourquoi votre panneau solaire ne produit-il pas sa puissance nominale ? Voici nos explications et solutions

SolaireOccitanie.fr, sous le nom d'Énergies Vertes Occitanie, sommes des professionnels basés à Toulouse spécialisés dans la vente et l'installation de panneaux solaires. Nous proposons des solutions photovoltaïques pour les particuliers et les entreprises en Occitanie, allant de la conception à la mise en service des installations. Notre entreprise met l'accent sur la qualité du matériel et le professionnalisme, et elle est reconnue dans des villes comme Toulouse, Montauban et Albi. En plus des installations solaires, nous offrons des solutions pour la régulation intelligente de l'énergie et le stockage

Les facteurs qui influencent la production solaire

L'observation concernant la puissance de sortie de votre installation photovoltaïque est courante. Plusieurs facteurs peuvent expliquer pourquoi une installation photovoltaïque ne produit pas à sa puissance nominale (kWc) :

• Conditions météorologiques
• Température des panneaux
• Le vent
• La pluie 
• Les conditions atmosphériques et les passages nuageux
• Saleté accumulé des panneaux

La puissance contractuelle ou puissance standard en Wc

La puissance nominale (kWc) est déterminée dans des conditions de test standard (CTS) : une température de 25°C et un ensoleillement de 1000 W/m². Cette valeur de 1000W/m² est un optimal standard pour une mesure en laboratoire, sur votre toit cet ensoleillement ou irradiance dépend

• l’heure et de la saison pour déterminer la position astrale du Soleil: plus la couche atmosphérique traversée par les rayons solaires est fine, plus la puissance d’irradiation est grande.
• de la position géographique, 
• de l’orientation 
• et de l’angle d’inclinaison du panneau solaire
• Et plus les rayons solaires arrivent perpendiculairement à la surface du panneau solaire, plus la puissance transmise est grande plus l'on s'approche des conditions optimales de laboratoire.

Température des panneaux

Les panneaux photovoltaïques perdent en efficacité à mesure que leur température augmente. Le panneau étant installé en plein soleil, il rencontre une température supérieure à la température extérieure qui par standard est mesurée à l'ombre.

Ce coefficient est noté sur la fiche technique, pour le panneau solaire Dualsun 375 half-cut black le coefficient de température puissance (μPmpp) est de -0,3285 %/°K. Par calcul on obtient une perte de rendement de 13,14% avec un delta température de 40°C.

Le vent et la pluie

Le vent et la pluie aident à refroidir les panneaux, surtout lors des journées chaudes et ensoleillées. C'est pourquoi l'installation en surimposition est plus favorable à l'installation intégrée au bâti pour la production solaire. Par contre une journée sans pluie et sans vent va permettre à la température d'augmenter au niveau du panneau.

Les conditions atmosphériques et les passages nuageux

Les conditions atmosphériques et les passages nuageux ont aussi une incidence sur la température des panneaux et donc sur les pics de production observés. Effectivement on observe plus facilement plusieurs pics de production de l'installation sur une journée partiellement nuageuse que lors d'une journée sans nuage.

Le ratio puissance panneau kWc et puissance onduleur kW ou kVA

Les panneaux solaires photovoltaïques génèrent de l'électricité sous forme de courant continu. Pour que cette électricité soit compatible avec les appareils de votre maison, elle doit être convertie en courant alternatif (AC). Cette conversion s'est le rôle de l'onduleur.

Si votre installation photovoltaique fait 6kWc mais votre onduleur est un modèle 5000 (Huawei 5KTL ou SolerEdge SE5000H) alors la puissance maximale sera de 5000W. Et votre onduleur écrêtera la puissance au-dessus de cette limite.

Pourquoi est-ce que sous-dimensionner les onduleurs ?

Le choix de l'onduleur est toujours un compromis entre rendement à forte puissance en limitant l'écrêtage et puissance à faible rendement.

En effet, sur une année entière, il y a relativement peu d'heures où le panneau bénéficie d'un ensoleillement maximal, généralement au zénith en été. La plupart du temps, l'ensoleillement reçu par le panneau est inférieur à 1000W/m2. Il est donc crucial que l'onduleur démarre rapidement le matin et fonctionne jusqu'au dernier rayon de soleil le soir. Maximiser l'efficacité de l'onduleur est primordial. Un onduleur est d'autant plus performant que son système électronique détecte aisément le point de puissance maximale du panneau (MPP : Maximum Power Point). Ainsi, tous les fabricants d'onduleur recommande de sur-dimensionner l'installation de panneaux solaires par rapport à celle de l'onduleur pour garantir une efficacité optimale.

Et le cos phi 0,94 d'Enedis ?

Cerise sur le gâteau, Enedis a ajouté une nouvelle contrainte réglementaire de cos phi et exige depuis le 1er janvier 2023 que toutes les installations ne dépassent pas 0,94% de leur puissance maximale.  Ainsi pour une installation avec un onduleur SolarEdge SE3000H alors la puissance maximale délivrée ne pourra dépasser 3000x0,94= 2820W. On peut faire le même calcul avec le SE6000H et obtenir une puissance maximale de 5 640W.

Le cas particulier Enphase

Dans le cas des micro-onduleurs Enphase ce phénomène d'écrêtage peut se révéler très forts avec la dernière génération de panneaux de 500Wc. Effectivement dans la cas particulier d'une installation de 3kWc avec 6 panneaux Dualsun 500Wc et des micro-onduleurs Enphase IQ8HC on a les valeurs suivantes :
Puissance crête (DC) = 6x500= 3000Wc
Puissance max IQ8HC = 6x384VA=2304VA
Puissance max délivrée après cos phi 0,94 = 2165VA

Oui mais, nous avons mis cet article à jour le 4 mars 2024 et nous vous annonçons que les nouveaux micro-onduleurs Enphase IQ8P sont bientôt disponibles, leur puissance max étant de 480VA l'écrâtage est annulé pour les panneaux de puissance inférieur à 480Wc !

Les solutions pour y remédier

Vous l'avez compris la puissance maximale dépend surtout des conditions météorologiques, alors pour obtenir 6kW de puissance sur votre installation il faut tout simplement installer plus de 6kWc de panneaux solaires. Ensuite il faut une analyse pertinente de votre installateur au regard des limites techniques du matériel (Enphase, SolarEdge ou Huawei) et des contraintes réglementaires comme le cos phi d'Enedis.
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