Qu’en est-il de l’ombrage et de l’orientation ?

Inclinaison des panneaux solaires : comment optimiser l’angle pour un rendement maximal ?

Le Solaire Photovoltaïque, Les énergies renouvelables

- Il y a 4 mois

Vous songez à franchir le cap du photovoltaïque ? Excellente décision ! Mais avant de poser vos panneaux, assurez-vous de maîtriser tous les leviers qui influencent leur performance : climat, ensoleillement, orientation, ombrage… et surtout l’inclinaison. Une installation mal optimisée peut faire chuter la production de manière significative, de l’ordre de plusieurs kWh/kWc par an, en fonction de la puissance installée de la centrale : autant de gains qui s’envolent et une rentabilité qui fond.

Le climat et l’ensoleillement sont des données fixes dont vous tenez compte dès le départ pour votre projet. En revanche, l’ombrage, l’orientation et l’inclinaison sont des paramètres sur lesquels vous pouvez agir. Dans ce guide, on zoome sur ce dernier paramètre, souvent mal compris ou sous-estimé et pourtant crucial. Lisez bien jusqu’à la fin pour découvrir l’essentiel du sujet et apprendre ainsi comment maximiser le rendement de vos panneaux photovoltaïques.

Il est important de rappeler que les cellules photovoltaïques transforment la lumière du soleil en électricité. Contrairement au solaire thermique qui fonctionne grâce à la chaleur, les panneaux solaires photovoltaïques produisent de l’électricité dès qu’ils sont éclairés.. Vos panneaux solaires produisent dès qu’ils sont bien éclairés. Et une simple zone d’ombre, même partielle, suffit à réduire la lumière captée. La partie ombragée ne produit plus, ce qui diminue la production globale de toute la chaîne de modules. Il faut donc éviter tout élément créant de l’ombre (arbres, cheminées, bâtiments voisins, etc.).
En ce qui concerne l’orientation des panneaux solaires, elle dépend surtout de l’architecture de votre toiture si vous équipez une maison existante. Dans ce cas, les possibilités d’ajustement sont limitées, vous pouvez toujours agir sur l’inclinaison des panneaux tant que cela peut aider. Si l’orientation existante est vraiment défavorable, il peut être préférable d’envisager une pose sur un support indépendant de la maison ou au sol.
Pour une nouvelle construction ou une toiture plate, vous avez plus de liberté. Vous pouvez alors vous adapter à la trajectoire du soleil. Dans l’hémisphère nord, l’orientation optimale est plein sud. C’est là que le soleil atteint son zénith. Dans l’hémisphère sud, l’orientation idéale est plein nord, car c’est de ce côté-là que le soleil atteint son point culminant et offre la plus grande exposition.
Adaptez l’orientation de la surface de pose (pans de toiture ou supports) en fonction de cette règle pour optimiser la production de vos panneaux solaire.

Pourquoi l’inclinaison des panneaux solaires est-elle essentielle?

L’inclinaison d’un panneau solaire photovoltaïque désigne l’angle que forme le panneau avec le plan horizontal. Il ne s’agit pas d’un simple détail d’installation. C’est la clé qui permet d’optimiser l’exposition aux rayons du soleil pour que les cellules photovoltaïques captent un maximum d’énergie.

Bon à savoir : l’inclinaison idéale pour vos panneaux solaires est celle qui rend les capteurs le plus souvent perpendiculaires aux rayons du soleil. Cet angle d’inclinaison optimal n’est pas universel. Il varie selon votre latitude géographique et le période de l’année.

Qu’est-ce qu’une bonne inclinaison ?

L’inclinaison optimale des panneaux solaires varie au cours de la journée et au fil des saisons. La position du soleil dans le ciel change constamment. En hiver, le soleil est bas sur l’horizon. Pour le capter au mieux, les panneaux devraient être inclinés fortement, proche de la verticale (environ 60°). Mais cette inclinaison de 60° serait très pénalisante en été.

L’été, le soleil est haut. Pour obtenir une surface perpendiculaire au rayonnement, une inclinaison faible est préférable. Un angle de 10 à 20° est alors optimal.

Cependant, une inclinaison de panneau solaire de 10-20° en hiver réduirait fortement votre production. Et puisqu’il est rare de pouvoir modifier l’angle d’inclinaison de ses panneaux au fil des saisons, la solution consiste à choisir un angle inclinaison de compromis :

Celui qui permet de suivre au mieux la trajectoire solaire moyenne.
Celui qui offre le meilleur rendement moyen sur l’année.

En France, cet angle se situe généralement entre 30° et 35°. Cette inclinaison minimise les variations saisonnières de production électrique.

De plus, une forte inclinaison aura tendance à limiter l’encrassement des modules en facilitant l’écoulement des saletés et des débris, ce qui permet de maintenir une production optimale plus longtemps

Comment l’inclinaison impacte la production électrique et le rendement ?

Vous l’aurez compris, une bonne inclinaison va de pair avec une bonne production d’électricité. Ne pas choisir la bonne inclinaison pour vos panneaux solaires peut entraîner une baisse plus ou moins significative de votre production.

L’impact est aussi financier. Un projet solaire est rentable quand la production d’énergie solaire photovoltaïque permet de couvrir les coûts d’installation. Maximiser la production grâce à une bonne inclinaison accélère donc le retour sur investissement.

Différence entre inclinaison et orientation : ne faites plus l’erreur!

Il est crucial de bien distinguer inclinaison et orientation des panneaux solaires. L’inclinaison décrit l’angle vertical, l’angle que la surface du panneau forme avec l’horizontal. L’orientation, quant à elle, indique la direction cardinale vers laquelle pointe le panneau : nord, sud, est, ouest.

Les deux variables agissent conjointement. Une orientation correcte assure la luminosité maximale, tandis qu’un angle adapté maximise l’absorption. Une mauvaise orientation annulera l’effet d’un angle idéal, mais l’inverse n’est pas aussi strict.

Une inclinaison qui ne correspond pas exactement à l’angle « idéal » n’entraîne pas forcément une perte de rendement catastrophique.

Si vous construisez ou rénovez, visez l’optimisation à la fois de l’orientation et de l’inclinaison. Si vos panneaux sont bien orientés et bénéficient d’un bon ensoleillement, les pertes dues à une inclinaison légèrement décalée peuvent être négligeables. Et ce, surtout comparées au coût des travaux nécessaires pour rattraper l’écart.

Inclinaison des panneaux solaires	Rendement de l’installation
30° ou 35°	100 %
20° ou 40°	98%
10° ou 50°	94%
0° ou 60°	86%

Pour que vous puissiez mesurer l’influence de l’angle d’inclinaison sur la production, voici un récapitulatif indicatif (d’après des simulations réalisées en France métropolitaine) qui détaille les écarts de rendement associés.
Précision : ces valeurs sont valables pour une installation fixe en France métropolitaine, dans des conditions optimales simulées. Si vous changez de localisation (latitude différente) ou d’autres paramètres, ces chiffres varieront également.

Comment calculer la bonne inclinaison pour ses panneaux solaires?

Pour calculer la bonne inclinaison pour ses panneaux solaires, il faut tenir compte des 2 paramètres suivants :

L’azimut : l’angle formé par l’orientation (nous l’avons vu dans le paragraphe précédent) de vos panneaux solaires et le plein sud (pris comme référence 0°). Une orientation plein sud a un azimut de 0°. Une orientation sud-est a un azimut négatif (-45° par exemple). Une orientation sud-ouest a un azimut positif (+45°). L’azimut est un indicateur clé. Il évalue la quantité d’ensoleillement que vos panneaux recevront et qui impacte directement la production énergie. Chaque degré d’écart réduit l’irradiation disponible.

La latitude : votre coordonnée géographique nord-sud. Elle indique votre distance par rapport à l’équateur et influence la hauteur du soleil à midi et la durée d’ensoleillement journalier selon les saisons. Plus vous êtes au Nord (latitude élevée), plus le soleil est bas dans le ciel en hiver. Plus vous êtes au Sud (latitude basse), plus le soleil est haut.

Pourquoi ces paramètres ?

Parce que la position du soleil dans le ciel – qui n’est pas fixe mais varie considérablement au fil des heures et des saisons – dépend directement de votre localisation géographique (votre latitude) et de la direction vers laquelle vos panneaux sont orientés (définie par l’azimut).

Pour maximiser l’énergie captée, vos panneaux doivent être le plus possible perpendiculaires aux rayons du soleil. La latitude et l’azimut sont donc les informations fondamentales qui, une fois combinées, vous permettent de calculer l’angle d’inclinaison optimal, celui qui assure la meilleure exposition possible au rayonnement solaire direct sur la durée.

En comprenant comment ces deux facteurs influencent la course du soleil à votre endroit, vous pouvez déterminer l’angle de basculement idéal pour attraper le maximum d’énergie tout au long de l’année.

Pour beaucoup, tout cela peut sembler complexe. C’est là que la technologie intervient pour vous simplifier la vie.

Outils et simulateurs à utiliser

De nombreux simulateurs en ligne facilitent aujourd’hui les démarches les plus techniques. Il suffit d’indiquer l’adresse de votre maison ou du futur bâtiment photovoltaïque et la plateforme — grâce à la géolocalisation — détermine automatiquement la latitude, l’orientation et la pente de toiture actuelles si maison existante et idéales si maison à construire.

Elle fournit ensuite plusieurs données clés :

Le nombre de panneaux conseillé pour couvrir vos besoins ;
La production annuelle estimée en kWh ;
Les gains financiers projetés sur toute la durée de vie de l’installation.

Certaines solutions vont même plus loin en calculant les aides publiques auxquelles vous pourriez prétendre. Basées sur des bases de données d’ensoleillement précises et des algorithmes pointus, ces applications vous offrent une vision très concrète du potentiel de votre projet solaire.

Inclinaison optimale selon le type d’installation

Toiture inclinée, toiture plate ou au sol

La configuration la plus courante pour les particuliers est l’installation sur une toiture inclinée existante. L’inclinaison des panneaux solaires est alors celle de la pente du toit. Si cette pente se situe entre 30° et 35° en France, vous êtes dans une situation idéale. Si l’angle est différent, l’impact sur le rendement peut être limité comme vu précédemment, surtout si l’orientation panneaux est bonne. Pour une toiture plate, l’inclinaison n’est pas contrainte par le bâtiment. Vous utilisez des structures de support. Ces supports inclinent les panneaux à l’angle souhaité. Il est alors facile de viser l’angle d’inclinaison optimal. De même, une installation au sol permet de choisir librement l’angle d’inclinaison et l’orientation des panneaux.

Néanmoins, un angle trop élevé peut provoquer de l’ombrage sur les rangées arrière (effet de masque). Par ailleurs, plus les panneaux sont inclinés, plus la prise au vent est importante – ce qui oblige à renforcer la structure de support et augmente le coût de l’installation. Il faut donc trouver un compromis entre le rendement maximal théorique, les risques d’ombrage et le coût structurel. En pratique, les installateurs visent un optimum technico-économique plutôt que l’angle strictement idéal : on s’oriente par exemple entre 15 et 20° pour une installation au sol, et entre 0° et 15° sur une toiture plate, à titre indicatif. Quel que soit le support, une bonne orientation combinée à une inclinaison optimisée offrira toujours les meilleures performances sur l’année.

Installations fixes vs systèmes avec trackers

La majorité des installations solaires sont fixes. L’inclinaison et l’orientation des panneaux sont définies une fois pour toutes lors de la pose. C’est la solution la plus simple et la plus économique. L’objectif est alors de choisir le meilleur compromis d’angle d’inclinaison et d’orientation pour la production énergie annuelle moyenne.

Si vous ne pouvez pas obtenir l’inclinaison et l’orientation optimales fixes, une autre solution existe (si les conditions environnementales sur les lieux permettent son utilisation) : le tracker solaire. Un tracker est un système motorisé. Il permet aux panneaux solaires de suivre la course du soleil et ajuste leur orientation et leur inclinaison au cours de la journée et des saisons.

Ce système permet de maintenir les panneaux photovoltaïques aussi perpendiculaires que possible aux rayons solaires. L’avantage majeur est l’augmentation significative de la production d’électricité et donc la maximisation du rendement de l’installation. Cependant, ces systèmes dynamiques sont plus coûteux à construire et à maintenir que des installations fixes.

Nos solutions photovoltaïques pour les agriculteurs

Chez Technique Solaire, nous proposons diverses solutions photovoltaïques sur mesure pour les agriculteurs. Elles sont conçues pour s’adapter aux différentes activités agricoles. L’objectif est d’améliorer la productivité (qualité et quantité) et, par conséquent, les revenus agricoles.

Voici quelques-unes de nos offres clés :

Le bâtiment solaire photovoltaïque : nous intégrons des panneaux photovoltaïques directement dans la construction de nouveaux bâtiments agricoles (hangar agricole photovoltaïque, stabulation, etc.).
La volière d’élevage solaire photovoltaïque : des structures spécialement conçues pour l’élevage avicole. Elles intègrent une toiture photovoltaïque qui produit de l’électricité tout en protégeant les volailles.
Les ombrières photovoltaïques pour animaux : des abris avec panneaux solaires qui fournissent de l’ombre aux animaux dans les parcs ou pâturages. Elles améliorent le bien-être animal tout en produisant de l’énergie solaire photovoltaïque.
Les ombrières agrivoltaïques sur culture : des structures élevées au-dessus des cultures. Elles optimisent l’exposition solaire des panneaux photovoltaïques. Elles peuvent aussi offrir des avantages agronomiques (protection contre la grêle, régulation thermique, réduction des besoins en irrigation). Elles contribuent à la production énergie tout en soutenant votre activité agricole.
La serre solaire photovoltaïque : nous construisons des serres dont la structure intègre des panneaux solaires. Cela permet de cultiver tout en produisant de l’électricité verte.

Comment collaborer avec nous ?

Nous travaillons dans le cadre d’un partenariat en tiers investissement. Les agriculteurs mettent à disposition un terrain prêt à construire. Nous prenons en charge l’intégralité du projet. Cela va de l’étude de faisabilité à la construction. Nous gérons ensuite l’exploitation et la maintenance de l’installation d’énergie solaire photovoltaïque.

Nous supportons la majeure partie des coûts du projet. La production électrique est vendue pour notre compte. En contrepartie, les agriculteurs bénéficient de bâtiments neufs ou autre outil de travail comme une volière leur permettant de développer et d’améliorer leur activité. Ils perçoivent, en plus, pour certaines typologies de projet, un loyer annuel attractif pour l’utilisation de leur terrain.

C’est une opportunité très intéressante. Le risque financier est limité pour les agriculteurs. Ils se concentrent pleinement sur leur cœur de métier agricole.