Voir sa production solaire chuter en hiver peut amener un responsable d'établissement à remettre en question son investissement. Le système est-il sous-performant ou s'agit-il simplement d'une nouvelle réalité ?
Soyons clairs : une baisse saisonnière est tout à fait normale. Elle est due à des journées plus courtes et à un angle d'ensoleillement plus faible. Mais "normal" ne signifie pas que vous êtes impuissant. L'optimisation des performances hivernales repose sur cinq éléments clés : maintenir vos panneaux dégagés, optimiser leur angle, surveiller l'état du système, gérer votre consommation d'énergie et tirer le meilleur parti du stockage en batterie.
Avec plus de 15 ans d'expérience à aider les clients industriels à relever ce défi, je vous montrerai les étapes pratiques, soutenues par des experts, qui font une réelle différence.
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Pourquoi la production solaire diminue-t-elle en hiver ?
Avant d'aborder le "comment", il faut d'abord comprendre le "pourquoi". Ce n'est pas une seule chose, c'est une combinaison de facteurs qui crée le déficit hivernal.
- L'angle du soleil (angle solaire) : La façon la plus simple d'y penser est de se servir d'une lampe de poche. En été, le soleil est haut dans le ciel et éclaire vos panneaux d'un faisceau direct et concentré. En hiver, le soleil est bas sur l'horizon. Ce même faisceau est maintenant réparti sur une plus grande surface et doit traverser une plus grande partie de l'atmosphère terrestre, ce qui l'affaiblit. Cet angle d'incidence plus faible est franchement le principal facteur de réduction de la production.
- Des heures de lumière du jour plus courtes (photopériode) : Ce point est simple, mais son impact est énorme. Le soleil se lève plus tard et se couche plus tôt, de sorte que votre système dispose de moins d'heures dans la journée pour produire de l'électricité. Pour une exploitation commerciale dans le nord des États-Unis ou en Europe, cela peut signifier une perte de 5 à 6 heures de production par rapport à un jour de juin.
- La triple menace de la météo : Le temps hivernal pose évidemment quelques problèmes.
- Couverture nuageuse : Plus de nuages signifie moins d'"irradiance solaire", notre terme technique pour désigner la quantité d'énergie solaire qui atteint une zone donnée.
- Neige et givre : C'est le facteur le plus immédiat de perte de production. Même une fine couche de neige uniforme agit comme un rideau occultant, réduisant votre production à pratiquement zéro.
Mais voici la partie contre-intuitive qui surprend beaucoup de gens : Le froid augmente en fait l'efficacité des panneaux solaires. Les panneaux solaires sont des semi-conducteurs. Comme la plupart des appareils électroniques, ils fonctionnent mieux à des températures plus froides, car la chaleur est une forme de perte d'énergie. Par une journée d'hiver claire, nette et ensoleillée, vos panneaux convertiront la lumière du soleil en électricité avec un taux d'efficacité plus élevé que par une journée d'été brûlante. Notre travail consiste à multiplier les occasions pour que ces journées se produisent.
Les 5 moyens d'action pour augmenter la production solaire hivernale
1. Gardez vos panneaux propres et clairs (en toute sécurité !)
Cette couche de neige sur votre réseau n'est pas seulement pittoresque ; c'est un obstacle qui vous coûte de l'argent. Comme nous venons de le voir, même une légère couche de neige peut interrompre complètement la production.
Votre premier travail est le déménagement, mais la sécurité est primordiale. Il ne s'agit pas seulement d'un risque personnel ; pour une entreprise, il s'agit d'une responsabilité et d'une considération OSHA. Soyons francs : ne jamais laisser du personnel non formé sur un toit verglacé.
- Méthodes de suppression sûres : Pour les installations accessibles au sol ou les systèmes à toit plat, un râteau à neige à long manche et à tête souple est le meilleur outil. Recherchez des modèles spécialement conçus pour les panneaux solaires. La tête souple est essentielle. L'utilisation d'une pelle en plastique dur peut provoquer des micro-rayures sur le revêtement antireflet du panneau, ce qui dégradera définitivement ses performances au fil du temps.
- Quand faire appel à un professionnel : Pour les toits en pente, la glace épaisse ou les réseaux commerciaux à grande échelle, il suffit de faire appel à une entreprise de maintenance solaire professionnelle. Ils disposent de l'équipement de sécurité adéquat et de l'expérience nécessaire pour bien faire les choses.
Conseil de pro sur le terrain : D'après mon expérience, une légère couche de neige fondra ou glissera d'elle-même dès que le soleil frappera la surface sombre des panneaux. Si les prévisions annoncent du soleil et que l'accumulation est faible, vous pouvez souvent économiser de l'argent en attendant un jour avant de déployer une équipe. C'est une question de jugement.
2. Optimisez l'angle d'inclinaison de votre panneau pour le soleil d'hiver
L'idée est de contrecarrer le faible ensoleillement hivernal en inclinant vos panneaux plus fortement, de manière à ce qu'ils soient plus directement orientés vers le soleil.
- Pour les supports au sol et les supports réglables : C'est là que vous avez un réel avantage opérationnel. De nombreux systèmes commerciaux à montage au sol et à ballastage utilisent des pieds à inclinaison réglable pour cette raison précise. Une règle empirique que nous appliquons est la suivante prenez la latitude de votre site et ajoutez 15 degrés. Une installation située à Chicago (latitude ~42°) devrait viser une inclinaison hivernale d'environ 57 degrés. Ce simple ajustement peut augmenter la production hivernale de 5-15% - un gain qui permet souvent d'amortir le travail en une seule saison.
- Pour les supports de toit fixes : Si vos panneaux sont montés sur un support à inclinaison fixe, cette option n'est évidemment pas envisageable. Il s'agit toutefois d'un facteur essentiel à prendre en compte pour les projets futurs. Lors de la conception d'une nouvelle installation, la spécification d'un système à inclinaison réglable peut avoir un impact clair et prévisible sur votre rendement énergétique tout au long de l'année et sur votre modèle financier.
3. Effectuer un contrôle de l'état du système et de la batterie
Les performances ne se limitent pas aux panneaux ; l'ensemble du système doit fonctionner ensemble. Et l'hiver soumet tous ses composants à des contraintes particulières.
- Vérifiez votre/vos onduleur(s) : Qu'il s'agisse d'onduleurs centraux ou d'onduleurs de branche, assurez-vous que les ventilateurs et les dissipateurs de chaleur ne sont pas encombrés de neige ou de débris. Un onduleur peut toujours surchauffer, même en hiver, ce qui entraînera une réduction de la puissance fournie ou un arrêt de l'appareil. Vérifiez que l'écran n'affiche pas de codes d'erreur actifs.
- Inspecter le câblage : Une inspection rapide des conduits et des câbles peut vous aider à repérer les dommages causés par les barrages de glace ou les bestioles à la recherche d'un endroit chaud pour se cacher.
- Optimisation de la batterie : Si votre établissement utilise un ESS commercial (système de stockage d'énergie), l'hiver est le moment idéal pour revoir ses réglages.
- Vérifier le mode : Votre système de gestion de la batterie (BMS) dispose peut-être d'un mode "Hiver" ou "Tempête". Ces paramètres indiquent généralement à la batterie de donner la priorité au maintien de la charge pour l'alimentation de secours, ce qui représente un risque beaucoup plus important lors des tempêtes hivernales.
- Ajuster la capacité de réserve : Dans les paramètres de votre BMS, vous pouvez ajuster l'état de charge minimum (SoC). En hiver, vous pouvez réduire cette réserve (par exemple, de 20% à 15%) pour débloquer le dernier morceau d'énergie stockée pour la soirée. Il s'agit toutefois d'un exercice d'équilibre entre l'utilité quotidienne et la santé à long terme de l'actif, car vous voulez éviter de cycler profondément la batterie tous les jours et d'endommager sa capacité de charge. durée du cycle.
4. Déplacez votre consommation d'énergie vers le milieu de la journée
Il s'agit sans doute de la stratégie la plus efficace et la moins coûteuse dont vous disposez. L'objectif est simple : aligner la demande d'énergie de votre installation sur la courte fenêtre de production solaire maximale, généralement de 10 heures à 14 heures en hiver.
Cette pratique, transfert de chargeCela signifie simplement que vous devez exécuter vos processus les plus énergivores pendant les heures d'ensoleillement maximum. Au lieu de faire travailler une deuxième équipe le soir, ce travail pourrait-il être effectué à la mi-journée ? Pouvez-vous programmer la recharge de votre flotte de chariots élévateurs électriques ou d'autres équipements de production d'énergie ? équipements industriels pour cette fenêtre ? Même le préchauffage d'une partie de votre installation pendant ces heures peut déplacer une charge importante du réseau.
Utilisez la plateforme de surveillance de votre système pour trouver le "point solaire idéal" unique de votre installation et aligner vos opérations sur celui-ci.
5. Exploiter ou installer un système de stockage de batteries
En fin de compte, une batterie est l'outil ultime pour résoudre le problème de l'énergie solaire en hiver. Elle permet de dissocier le moment où vous produisez de l'énergie de celui où vous l'utilisez.
- Comment cela fonctionne-t-il ? A batterie sodium-ion ou LiFePO4 stocke l'énergie limitée que vous produisez pendant la période de pointe de la mi-journée. Lorsque le soleil se couche et que les charges d'éclairage et de chauffage, de ventilation et de climatisation de votre installation augmentent, la GTB décharge automatiquement la batterie pour alimenter vos opérations. Vous n'avez donc plus besoin de puiser dans le réseau de l'électricité coûteuse pour les heures de pointe.
- Bénéfices industriels en hiver :
- Maximise l'autoconsommation : Il vous permet d'utiliser chaque kWh solaire sur place au lieu de l'exporter pour quelques centimes d'euros.
- Assure la continuité des opérations : Il permet à vos opérations critiques de continuer à fonctionner pendant les interruptions dues aux tempêtes hivernales.
- Débloque l'écrêtement des pointes : Il vous donne le pouvoir de gérer activement les frais de demande de votre installation, qui peuvent représenter une part choquante de 50% de la facture d'un service public commercial.
Pour les responsables des achats qui évaluent les options, la chimie des batteries est un point clé. Si la batterie LiFePO4 est le cheval de bataille établi avec une densité énergétique élevée, les nouvelles batteries LiFePO4 sont plus performantes. batterie sodium-ion offre des avantages indéniables pour le stockage stationnaire. Son excellente performances en cas de températures extrêmes sans gestion thermique complexe et son utilisation de matériaux abondants font tourner les têtes pour de bonnes raisons.
FAQ
Quelle puissance pouvons-nous raisonnablement attendre de nos panneaux par temps couvert en hiver ?
Par temps très couvert, il faut s'attendre à ce que la production soit de l'ordre de 10-25% par rapport à un jour clair. Bien qu'il s'agisse d'une baisse importante, les panneaux modernes capturent assez bien la lumière ambiante diffuse, de sorte qu'ils compensent toujours une partie de la charge de votre installation.
Les panneaux solaires commerciaux sont-ils conçus pour supporter de lourdes charges de neige ?
C'est tout à fait vrai. Les fabricants testent les panneaux commerciaux pour qu'ils aient une capacité de charge de neige de 5400 Pa (Pascals). Cela signifie qu'ils peuvent résister à environ 112 livres par pied carré, ce qui est plus que suffisant pour presque toutes les tempêtes hivernales.
Que se passe-t-il si notre établissement est situé dans un endroit où nous ne pouvons pas déneiger pendant une semaine ?
Si la neige est fréquente et abondante, vos ingénieurs doivent en tenir compte dans la conception initiale du système. Un angle d'inclinaison plus prononcé favorise l'évacuation naturelle de la neige. Plus important encore, votre modèle financier doit tenir compte des jours de "production nulle" en hiver. Un système bien conçu est rentable sur la base de sa annuel Elle s'attend à ce que les périodes hivernales soient lentes et en tient compte.
Conclusion
Faisons donc le point. La production hivernale sera toujours inférieure à celle de l'été, c'est une question de physique. Mais cela ne signifie pas que vous devez accepter un faible retour sur investissement pendant un trimestre de l'année.
En suivant ces conseils d'experts - maintenir les panneaux dégagés, optimiser leur inclinaison, vérifier la santé du système, déplacer vos charges et utiliser des batteries de stockage - vous n'essayez pas de lutter contre la nature. Vous travaillez simplement avec elle de manière intelligente pour vous assurer que votre installation solaire offre une valeur maximale, tout au long de l'année.
Vous avez besoin de modéliser les performances hivernales d'un système solaire plus stockage pour votre installation spécifique ? Contactez nous. Parlons des données et des choix de conception qui peuvent faire toute la différence pour vos résultats.