Inauguré en 2017, le nouveau Palais de Justice de Paris est une prouesse architecturale mais aussi la plus haute centrale solaire de la capitale. Et pour cause, il intègre 1 600 panneaux photovoltaïques verticaux sur sa façade. Peu connus et peu répandus, les panneaux solaires verticaux offrent de belles perspectives en matière de transition énergétique. Malgré un rendement légèrement inférieur aux panneaux solaires classiques, ils permettent d’assurer davantage de production d’électricité lors des pics de consommation électrique sur le réseau. Comment fonctionnent-ils ? Quelles sont leurs avantages et leurs inconvénients ? EDF ENR vous en dit plus sur cette technologie.
Un panneau solaire vertical est un dispositif conçu pour capter l’énergie solaire et la convertir en électricité, comme les panneaux solaires photovoltaïques traditionnels. La principale différence réside dans le fait que les panneaux solaires verticaux sont conçus pour être montés en position verticale. De leur côté, l’inclinaison des panneaux solaires classiques est idéalement comprise entre 30° et 35° par rapport à une ligne horizontale. En pratique, elle est dictée par la pente du toit sur lequel on les installe.
La disposition verticale de ces panneaux permet de mieux utiliser l’espace disponible dans les zones où l’installation sur des toits ou des surfaces inclinés n’est pas réalisable ou efficace.
Les panneaux solaires conventionnels sont installés avec un angle optimal pour recevoir au maximum les rayons du soleil lors de la trajectoire de l’astre solaire en fonction des saisons. Avec une inclinaison de 30° à 35°, ils assurent une moyenne par rapport à la position du soleil au cours de l’année. Celui-ci vient heurter les panneaux :
Positionnés à 90°, les panneaux solaires verticaux ont un angle d’incidence moins favorable, ce qui réduit l’exposition directe à la lumière du soleil et donc l’efficacité de la production.
Si leur rendement est inférieur, ces derniers occupent, en revanche, bien moins de surface au sol. A production équivalente, une centrale photovoltaïques composée de panneaux solaires verticaux utilise 90 % d’espace en moins qu’une centrale horizontale.
Alternative au panneau vertical ou horizontal, le tracker solaire suit la course du soleil à la manière d’un tournesol. Solution photovoltaïque agricole de plus en plus prisée, elle permet de maximiser le rendement de la production solaire tout en favorisant une activité d’élevage, par exemple.
Certains panneaux solaires verticaux sont dits « bifaciaux ». En effet, ils disposent de cellules photovoltaïques sur leurs deux faces et peuvent produire ainsi plus d’électricité en bénéficiant d’une orientation tout au long de la journée. Ces derniers peuvent être montés à la verticale, sans perte d’espace au sol.
Ils peuvent notamment servir en agrivoltaïsme puisqu’ils permettent de cumuler une production agricole (élevage ou culture) et une production d’électricité verte.
D’autant plus que stratégiquement installés, ils peuvent produire un maximum d’électricité lors des pointes de consommation sur le réseau. Le matin et le soir, les rayons du soleil sont dirigés horizontalement et frappent les cellules photovoltaïques avec un angle idéal.
A l’inverse, les panneaux solaires classiques ont tendance à produire de l’électricité lors des heures de plus faible demande. En combinant les deux technologies, on peut donc lisser la production solaire sur la journée.
Les panneaux verticaux bifaciaux peuvent être installés directement au sol sous forme de haie solaire pour capter le rayonnement solaire du matin et du soir. Ils peuvent donc s’avérer utiles en agriculture mais aussi pour valoriser des friches industrielles.
En outre, on peut les retrouver dans les parkings, comme c’est le cas au Japon notamment. Dans la ville de Sapporo, un parking photovoltaïque de 25,2 kW a été développé grâce aux technologies solaires bifaciales. Un moyen de produire de l’électricité renouvelable sans affecter la capacité de stationnement du parking et tout en prenant en compte les conditions climatiques. Zone très enneigée, elle ne se prêtait pas à la pose d’ombrières photovoltaïques dont la production aurait été altérée par les chutes de neige.
Enfin, il intéresse aussi le secteur ferroviaire. En France, la SNCF envisage d’installer des panneaux solaires en configuration verticale sur des tronçons de 20 à 30 kilomètres le long des voies peu fréquentées. Elle espère couvrir ainsi environ 7 000 kilomètres au total et pouvoir produire de l’électricité pour faire rouler les trains.
De leur côté, les panneaux verticaux classiques peuvent se positionner sur les façades de bâtiments résidentiels, tertiaires ou publics. Les particuliers peuvent par exemple, les positionner sur un balcon permettant aux personnes habitant en immeuble de profiter des bénéfices de l’autoconsommation. Attention, cela n’est possible que si l’installation respecte le PLU (Plan Local d’Urbanisme) ainsi que le règlement de copropriété.
Bien que prometteur, les panneaux solaires verticaux présentent quelques inconvénients. Comme expliqué en amont, ils ont tendance à avoir un rendement de conversion inférieur à celui des panneaux horizontaux. En effet, ils reçoivent moins de lumière directe du soleil, ce qui se traduit par une production d’énergie plus faible. Toutefois, ils produisent à des moments plus opportun. Ils sont donc complémentaires des panneaux solaires horizontaux.
De plus, ils posent question en termes d’intégration dans le paysage et l’architecture. Une intégration en façade nécessite un respect du PLU (Plan Local d’Urbanisme) et n’est pas toujours autorisée. Néanmoins, ils savent se faire discrets comme le montre l’exemple du Palais de Justice de Paris.
Enfin, c’est sans compter les frais d’installation. L’installation de panneaux solaires verticaux peut s’avérer plus complexe et plus coûteuse que celle de panneaux solaires conventionnels en raison des difficultés de montage et d’intégration à une surface.
Cette technologie étant relativement récente, on peut penser qu’elle se développera de manière à s’intégrer intelligemment et à moindre coûts dans les villes et villages. L’avenir nous le dira !
En attendant, pour les particuliers, pour passer à l’autoconsommation, le plus simple reste de choisir des panneaux solaires à poser en toiture. Facile à installer, ils peuvent aider un ménage à réaliser jusqu’à 60 % d’économies* d’énergie à l’année.
*Limite maximale évaluée à partir de données observées en 2022 chez un panel d’environ 1500 clients. Information indicative et non contractuelle, dépendant notamment des conditions d’ensoleillement réel et des choix et pratiques quotidiennes d’utilisation des équipements électriques du foyer.
