L'internet regorge d'informations contradictoires sur l'énergie solaire. En particulier, il y a beaucoup de malentendus sur la façon dont les panneaux solaires peuvent être utilisés efficacement pour produire de l'électricité en hiver. 

Il vous est peut-être déjà arrivé qu'un vendeur d'énergie solaire se présente à votre porte et vous convainque de passer 30 minutes à vous expliquer comment l'énergie solaire va sauver votre vie, votre porte-monnaie et vos futurs arrière-petits-enfants. Les vendeurs d'énergie solaire en porte-à-porte feront tout ce qui est en leur pouvoir pour vous convaincre que le passage de votre maison raccordée au réseau à l'énergie solaire est le bon choix. Malheureusement, la plupart des informations qu'ils diffusent sont source de confusion pour ceux d'entre nous qui cherchent à utiliser l'énergie solaire pour une cabane, un chalet ou un camp hors réseau, loin du réseau électrique.

Si vous faites des recherches en ligne, vous lirez peut-être que votre production d'énergie en hiver n'a pas beaucoup d'importance, car elle ne représente qu'une petite fraction des pertes annuelles. Ils disent cela parce que c'est vrai pour la plupart des factures d'électricité basées sur la facturation nette. Vous pouvez utiliser l'énergie qui a été produite plus tôt dans l'année et qui a été injectée dans le réseau, de sorte que les pertes ne sont pas si importantes que cela tout au long de l'année. Bien que cette information soit intéressante, elle ne s'applique pas à la vie hors réseau, où chaque parcelle de production d'énergie est cruciale.

Commençons par répondre à certaines des idées fausses les plus répandues sur l'utilisation de panneaux solaires pour vivre hors réseau en hiver.

Les panneaux solaires fonctionnent-ils en hiver ?

Les panneaux solaires, lorsqu'ils ne sont pas obstrués par la neige et qu'ils sont orientés directement vers le soleil, donnent de bons résultats, mais il y a quelques mises en garde. En hiver, la durée totale d'ensoleillement est beaucoup plus courte qu'en été. De plus, vos panneaux reçoivent moins de rayonnement solaire en raison de l'inclinaison de 23,5° de la Terre et de notre orbite elliptique autour de notre étoile.

L'irradiation solaire est la quantité de lumière solaire qui atteint un panneau solaire. Plus le panneau reçoit de lumière solaire, plus il peut produire d'électricité.

Cela dit, les panneaux solaires subissent un effet inattendu qui compense légèrement la diminution de la lumière du soleil : lorsque les panneaux solaires sont froids, leur efficacité est améliorée. Lorsque les panneaux solaires chauffent, ils produisent moins d'énergie à partir de la même quantité de lumière solaire.

Pourquoi les panneaux solaires fonctionnent-ils mieux dans le froid ?

En bref, les panneaux solaires sont moins efficaces lorsqu'ils sont chauds car leur puissance dépend de la différence d'énergie entre les électrons au repos et les électrons excités par la lumière du soleil. Normalement, la lumière du soleil excite les électrons à partir d'un état de repos à faible énergie, et la différence de potentiel entre l'état excité et l'état de repos crée une tension. Cependant, la chaleur d'un soleil d'été peut augmenter l'énergie de repos des électrons. Dans des conditions plus chaudes, la différence d'énergie entre l'état de repos et l'état excité est plus faible, ce qui réduit la production d'énergie. Imaginez un toboggan aquatique : en partant du sommet d'un bâtiment, vous gagnez plus de vitesse qu'en partant à mi-chemin. Plus la hauteur est grande (différence de potentiel), plus la descente est rapide (plus d'énergie générée).1

Les panneaux solaires fonctionnent-ils s'ils sont recouverts de neige ? 

Techniquement, les panneaux solaires peuvent encore fonctionner lorsqu'ils sont partiellement recouverts de neige. Toutefois, l'énergie produite est inférieure de 80 à 90 % à celle que l'on obtiendrait avec un panneau entièrement dégagé au soleil. La production d'énergie de l'ensemble du champ solaire peut être affectée par un seul panneau recouvert de neige. Les vendeurs d'énergie solaire ont une réponse à cela, et c'est quelque chose dont on entend souvent parler avec l'énergie solaire raccordée au réseau, mais qui ne s'applique pas bien à l'énergie solaire non raccordée au réseau et qui est source de confusion. Les installations solaires raccordées au réseau utilisent généralement un composant supplémentaire appelé"optimiseur" sur chaque panneau. Ces optimiseurs optimisent le courant qui traverse une chaîne de panneaux solaires de sorte que, quelle que soit la performance des autres panneaux, vous obtiendrez toujours la production d'énergie maximale possible. Malheureusement, pour nous qui sommes hors réseau, ces optimiseurs ne sont pas conçus ou construits pour les systèmes hors réseau.

Les systèmes hors réseau s'appuient sur des batteries pour le stockage de l'énergie, tandis que les systèmes raccordés au réseau se contentent de réinjecter de l'énergie dans le réseau. L'objectif principal des systèmes hors réseau est donc d'optimiser le courant de charge pour garantir une charge sûre et efficace de la batterie, plutôt que de maximiser la production de chaque panneau individuel. 

Comment obtenir plus d'énergie de vos panneaux solaires en hiver ?

1. Déblayer la neige

Vous vous dites peut-être que c'est une évidence ! Mais c'est plus important que vous ne le pensez. Avez-vous déjà entendu l'expression "une chaîne est aussi solide que son maillon le plus faible" ? Le même principe s'applique aux chaînes de panneaux solaires. 

Les performances d'un ensemble de panneaux ne peuvent être supérieures à celles du panneau le moins performant. Ainsi, si la glace, la neige ou une feuille tombée au sol affectent les performances d'un panneau, tous les autres panneaux fonctionneront avec une capacité réduite. Pour obtenir de meilleurs résultats en hiver, vous devez déneiger vos panneaux solaires à chaque chute de neige. 

2. Garder une tonalité aiguë

Le maintien d'un angle d'inclinaison plus élevé en hiver aura deux effets bénéfiques...

i) Un angle plus élevé permet à la neige de glisser d'elle-même. Les panneaux solaires (en raison de leur aspect noir et réfléchissant) absorbent la chaleur et font fondre la neige lorsque le soleil brille. 

ii) L'inclinaison des panneaux vers le haut en hiver peut améliorer l'efficacité. Le soleil change de position dans le ciel, se rapprochant et s'éloignant lentement et progressivement en forme d'ellipse. L'inclinaison des panneaux solaires permet de compenser ce changement de position. En hiver, le soleil est plus bas dans le ciel, ce qui signifie qu'un angle d'inclinaison plus élevé fournira un meilleur rayonnement solaire.  

3. Déterminer la position exacte du soleil

Il existe des applications pour téléphones intelligents qui peuvent utiliser votre appareil photo, votre boussole et vos coordonnées pour fournir une représentation visuelle précise de la trajectoire du soleil dans le ciel. C'est très utile pour déterminer l'emplacement de votre installation solaire, ainsi que pour déterminer ce qui pourrait bloquer le soleil en hiver lorsqu'il est plus bas dans le ciel.

Une application que nous avons déjà utilisée s'appelle "SunTracker AR" (téléchargeable gratuitement, la dernière fois que nous avons vérifié), mais il existe de nombreuses applications qui remplissent la même fonction. 

4. Réglez l'angle de votre panneau tous les mois

D'accord, ajuster vos panneaux tous les mois n'est peut-être pas pratique pour tout le monde, mais des ajustements plus fréquents peuvent permettre d'augmenter la production d'énergie. Les ajustements saisonniers sont un objectif plus réalisable. À l'angle approprié, les panneaux solaires peuvent capter directement plus de lumière du soleil, ce qui peut augmenter leur production d'énergie. En fonction de l'emplacement et de la saison, ce réglage peut entraîner une augmentation d'environ 10 à 25 % de la production d'énergie par rapport aux panneaux à angle fixe.

Dans notre magasin (qui fonctionne à 100 % avec de l'énergie hors réseau !), nous utilisons les supports solaires au sol réglables Trifecta. Ces supports au sol ne nécessitent pas de levage lourd : pas de creusage, de béton ou d'équipement lourd. Leurs pieds réglables s'adaptent aux terrains irréguliers et les supports s'ancrent très solidement au sol. (Nos supports Trifecta ont survécu à deux ouragans sans aucun problème.) Pour les Canadiens, nous avons développé un calculateur d'angle solaire en ligne pour déterminer les angles saisonniers/mensuels optimaux pour vos panneaux. 

En hiver, le Trifecta nous facilite grandement la vie. Lorsque la neige s'accumule, il suffit de tourner une clé, d'incliner le tableau vers l'avant et de laisser tomber la neige. 

5. Réduire les charges à forte intensité énergétique

Les appareils à haut rendement énergétique peuvent vous sauver la vie en hiver. Si vous ne l'avez pas encore fait, vous devriez prendre le temps d'examiner chaque charge électrique que vous utilisez, puis de déterminer ce qui pourrait être minimisé, amélioré ou supprimé. Les réfrigérateurs, les machines à laver et le chauffage sont généralement les plus grandes charges électriques utilisées dans une maison.  

Pour le chauffage, il est préférable d'utiliser un chauffage à évacuation directe au propane ou un poêle à bois plutôt que des plinthes, des pompes à chaleur ou un chauffage électrique. Le meilleur scénario est d'avoir à la fois un poêle à bois et un chauffage supplémentaire au propane à évacuation directe. L'utilisation efficace d'un chauffage électrique pour vivre hors réseau nécessiterait un système solaire assez important. Si vous envisagez de dimensionner votre système de manière à pouvoir utiliser le chauffage électrique, il serait peut-être utile d'étudier les coûts et les avantages d'un appareil comme le Martin Heater.

Pour la réfrigération, les réfrigérateurs 12V/24V DC peuvent être raccordés directement à une batterie, ce qui élimine le besoin d'un onduleur et toute perte d'énergie due à la conversion DC/AC. En ce qui concerne les réfrigérateurs et les congélateurs, il convient de mentionner les appareils SunStar. Tous leurs appareils sont fabriqués à 100 % aux États-Unis (Indiana). Il est intéressant de noter que leurs réfrigérateurs ont été conçus à l'origine comme une alternative aux glacières pour les familles d'agriculteurs Amish. Leurs appareils sont dotés d'une isolation impressionnante de 4 pouces, de sorte que le compresseur du réfrigérateur ne travaille pas aussi dur pour maintenir les températures stables par rapport à d'autres appareils solaires à isolation fine. Les réfrigérateurs/congélateurs au propane de Unique sont également une option efficace pour les régions où la lumière du soleil n'est pas aussi facilement disponible.

La puissance utilisée pour le lavage et le séchage des vêtements peut être améliorée en utilisant des combinés lave-linge/sèche-linge hors réseau alimentés au propane. Si vos charges sont petites, envisagez d'utiliser un lave-linge manuel.

Vous souhaitez en savoir plus sur l'énergie solaire hors réseau ? Consultez notre Guide solaire hors réseau 2024.

Références : 

UCSB Scienceline - La température affecte-t-elle la quantité d'énergie reçue par un panneau solaire ?