Un angle d’inclinaison optimal des panneaux augmente de 4 % la production solaire

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D’après pv magazine International

Des scientifiques de l’université de Gênes, en Italie, ont mis au point des formules mathématiques permettant de calculer les angles d’inclinaison optimaux des panneaux photovoltaïques pour maximiser le rendement énergétique des installations solaires dans 216 villes en France et en Italie.

Dans leur étude “Maximum energy yield of PV surfaces in France and Italy from climate based equations for optimum tilt at different azimuth angles“, publiée dans Renewable Energy, les chercheurs ont exprimé l’inclinaison optimale annuelle en fonction de la latitude locale moins un coefficient de correction climatique. Ce coefficient a été calculé sur la base des conditions climatiques locales déduites des données d’insolation mensuelles du système d’information géographique photovoltaïque (PVGIS).

L’équipe a d’abord identifié un ensemble de meilleurs angles d’inclinaison pour les installations photovoltaïques orientées vers le sud dans ces villes. Ils ont utilisé une fonction de recherche pour maximiser l’énergie collectable d’une surface PV inclinée à des angles variables. Les universitaires ont ensuite utilisé la même procédure pour calculer les angles optimaux pour les installations PV orientées avec des angles d’azimut de 0 à 90 degrés – c’est-à-dire des orientations du sud à l’est.

En prenant comme référence la configuration orientée au sud, les résultats montrent que les angles d’inclinaison optimisés vont de 28,5 degrés à Messine, en Italie, à 40,2 degrés à Bolzano, en Italie, dans la région du Tyrol. Les coefficients de correction varient entre 3,8 degrés à Valence, en France, et 16,8 degrés à Charleville, en France. « Il convient de noter que les coefficients de correction les plus élevés sont associés à des endroits généralement nuageux et/ou brumeux, tandis que l’inclinaison optimale est plus proche de la latitude pour les villes méridionales et insulaires », ont écrit les auteurs.

Après avoir déterminé les angles d’inclinaison optimaux, les universitaires ont ensuite essayé de quantifier les pertes d’énergie dues aux configurations non optimales des systèmes photovoltaïques. Ils ont comparé la collecte d’énergie des scénarios optimaux par rapport à des “règles empiriques” couramment utilisées. En particulier, ils ont d’abord fixé l’inclinaison optimale annuelle en fonction de la latitude de chaque site, puis ont appliqué des coefficients de correction de 5 degrés et de 10 degrés.

Les résultats montrent que les critères de règle empirique pour la détermination de l’inclinaison annuelle peuvent conduire à une réduction de 0,6 % ou moins de l’énergie collectable dans les systèmes PV avec des angles d’orientation azimutale inférieurs à 30 degrés. Toutefois, pour une orientation de 60 degrés, « l’énergie disponible à la surface de collecte est réduite en moyenne de 1,28 % si l’angle d’inclinaison est égal à l’altitude, de 2,94 % si l’on suppose un facteur de correction égal à 5 degrés et de 2,89 % s’il est doublé à 10 degrés », indiquent les auteurs. Selon eux, l’utilisation des angles d’inclinaison optimaux pourrait entraîner une augmentation de l’énergie collectable pouvant atteindre 4 %.

Les formules présenteraient une précision de plus de 90 % avec une erreur d’approximation inférieure à 3 degrés dans le cas limite d’une installation orientée vers l’est ou l’ouest. Selon les universitaires, cette valeur tombe en dessous de 1 degré lorsqu’on considère la configuration de référence orientée vers le sud. Le rapport ajoute que la même approche pourrait être appliquée dans d’autres endroits, après avoir calculé un coefficient de correction climatique pour une région donnée en fonction de la latitude et des conditions météorologiques.

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