Modules solaires
Après avoir décidé d’installer une installation solaire intégrée au toit, une bonne planification est absolument nécessaire pour garantir une sécurité de fonctionnement à long terme et de bons rendements. Pour les nouvelles constructions, il est généralement possible de tenir compte de plans précis. En revanche, lors de la rénovation d’un toit, les installations solaires intégrées au toit sont intégrées à des bâtiments existants, dont les plans exacts ne sont souvent pas disponibles. C’est pourquoi la priorité doit être donnée à un relevé précis du toit, y compris des objets situés dessus, afin de pouvoir tenir compte des ombrages portés par les cheminées, les tuyaux d’aération et de vapeur, etc. L’identification et la prévention des ombrages doivent être une priorité lors de la planification d’une installation solaire intégrée au toit.
Si la simulation d’ombrage donne un ombrage annuel d’un module supérieur à 3%, Swisspearl recommande, à titre indicatif, de poser à ces endroits des plaques complémentaires au lieu de modules solaires. Swisspearl propose de telles plaques complémentaires dans des teintes assorties aux modules solaires.
Un ombrage important peut avoir de grandes répercussions sur les propriétés électriques et thermiques du module solaire. Comme, dans le cas des installations solaires intégrées au toit, le module constitue l’enveloppe extérieure du toit elle-même, il est important que les modules fonctionnent parfaitement à long terme et qu’aucun dommage ne survienne.
Les ombres dures d’objets situés à proximité du module doivent notamment être considérées comme critiques. Ces objets projettent des ombres localisées qui ne se déplacent que lentement, de sorte que certaines parties d’un module sont exposées à des températures très élevées pendant une durée prolongée.
Pourquoi ces températures élevées se produisent-elles? Une cellule solaire produit de l’électricité lorsqu’elle reçoit la lumière du soleil. Si une partie d’un module est à l’ombre, par exemple à cause d’un tuyau d’aération ou d’une cheminée, les cellules concernées produisent moins de courant, voire pas du tout. Les autres cellules non ombragées du même module continuent cependant à produire du courant, qui doit passer par les cellules ombragées. Mais comme elles ne peuvent plus fournir d’énergie, elles agissent comme un obstacle au courant. Il en résulte de la chaleur, comme pour une résistance électrique. Si la cellule est ainsi sollicitée pendant une longue période, elle peut s’échauffer fortement. Il se forme alors ce que l’on appelle un point chaud, qui endommage durablement la cellule.
Un ombrage partiel de la surface d’une demi-carte de visite a déjà une grande influence sur les propriétés électriques d’un module et peut entraîner une perte de puissance d’un pourcentage élevé à un chiffre. Les diodes by-pass intégrées au module limitent certes l’influence sur les autres modules de la chaîne, mais ne peuvent pas empêcher l’échauffement des cellules solaires concernées.
Les effets thermiques d’un ombrage partiel sur le fonctionnement et l’efficacité peuvent être sévères à long terme. La cellule concernée passe du statut de fournisseur de courant à celui de consommateur de courant et s’échauffe. Dans le pire des cas, un point chaud peut se former si la diode by-pass est défaillante.
Les ombrages peuvent être causés par exemple par des cheminées, des tuyaux de vapeur, des aérations de faîtage, des pinces de paratonnerre, des fenêtres de toit, des arrêts-neige, des tôles de raccord ou des crochets de sécurité anti-chute. Souvent, après que l’installateur solaire a terminé le toit, le ferblantier pose des tôles de raccord ou d’autres objets qui entraînent des ombrages. C’est pourquoi une bonne concertation entre les deux corps de métier et un contrôle final effectué par l’installateur solaire sont extrêmement importants.
Mais les arbustes et les arbres peuvent également créer de l’ombrage avec le temps. Il s’agit d’une thématique que les propriétaires d’installations solaires, en particulier, doivent garder à l’esprit au fil du temps.
Swisspearl propose un outil de simulation pour le calcul des ombrages. Il permet de calculer le rendement annuel du toit solaire et de déterminer les endroits qui, lors de la planification, devraient être couverts soit par un module solaire non raccordé, soit par des plaques complémentaires. Outre l’aide à l’analyse de l’ombrage, Swisspearl propose également une assistance et des conseils pour disposer et raccorder judicieusement les modules. Chaque toit étant différent, il est important de planifier soigneusement le placement des modules et leur raccordement.
Dans les régions où la neige est abondante sur les toits en hiver, il est judicieux de raccorder séparément les modules inférieurs. Si la neige glisse de la partie supérieure du toit, tous les modules supérieurs raccordés ensemble peuvent fournir une bonne performance.
En ce qui concerne les effets thermiques, il faut également veiller à une ventilation par l’arrière efficace du toit. Le toit de l’exploitation de pisciculture de Klosters, que nous présentons dans la section Projets de ce Solar News, en est un très bon exemple. Un espace a été laissé libre au niveau des gouttières pour permettre à l’air de s’infiltrer. Dès que les modules sont exposés au rayonnement solaire, cet air se réchauffe et s’élève vers le haut, où il peut ressortir par une ouverture d’aération située sous le faîte du toit.
Le toit de l’exploitation de pisciculture a été conçu de manière à ce que l’ombrage soit très limité. Les tuyaux d’aération passent pas par le toit, mais par la façade. L’ombrage provoqué par les arrêts-neige a été neutralisé par la pose de plaques d’aluminium sous la structure. Un toit présentant une très bonne efficacité, très soigneusement conçu, avec beaucoup de connaissances et d’expérience, et en collaboration avec le couvreur.
La disposition des modules et la planification des surfaces avec des plaques complémentaires sont très importantes pour l’esthétique d’un toit. Il faut également décider s’il faut éventuellement utiliser des modules mats ou satinés, ou travailler avec des modules colorés, comme ceux que Swisspearl propose depuis cette année. Des ensembles de modules plus grands ainsi que des finitions et des transitions propres sont très importants pour l’aspect visuel.
Afin d’aider au mieux les planificateurs dans leur travail, Swisspearl met à disposition des instructions de pose détaillées.
