Tracker Solaire : systèmes de suivi pour installations photovoltaïques

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Les installations solaires produisent le plus d’électricité lorsque la lumière du soleil atteint les modules dans un angle optimal de 90 degrés. Dans la pratique, cela ne peut que rarement être réalisé parfaitement et durablement. En effet, le soleil change de position au cours d’une journée et d’une année. Ainsi, les rayons du soleil atteignent la terre presque chaque jour sous un angle différent. Dans les installations photovoltaïques traditionnelles, l’orientation et l’inclinaison des modules sont statiques, l’angle d’incidence des rayons du soleil sur les panneaux solaires change donc constamment. 

Les trackers solaires peuvent apporter une solution à ce problème. Ils adaptent en permanence l’orientation des panneaux solaires à la position du soleil et garantissent ainsi un rendement optimal. Dans cet article, nous verrons ce qu’un un tracker solaire, ses avantages et inconvénients ainsi que le prix.

Qu’est-ce qu’un tracker solaire ?

qu'est ce qu'un tracker solaire

Les installations solaires habituelles sont montées sur un support fixe. Leur orientation et leur inclinaison sont donc fixes. 

La position du soleil varie toutefois au cours de la journée. On sait qu’il se lève à l’est et se couche à l’ouest – en été, il se lève même au nord-est et se couche au nord-ouest. Les rayons du soleil atteignent donc les modules sous un angle différent à chaque instant. La variation de la hauteur du soleil au cours de l’année – il est plus bas en hiver et plus haut en été – a également une incidence sur le rendement. 

La course du soleil avec la hauteur de sa position et le nombre d’heures d’ensoleillement sont, avec la météo, les facteurs décisifs pour les différents rendements au cours de l’année.

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Les trackers solaires résolvent le problème de la meilleure orientation possible par rapport au soleil. Les modules ne sont pas montés sur une structure de support rigide, mais sur un châssis mobile spécial. Un système de suivi avec des moteurs électriques et une commande adapte l’orientation des modules par rapport au soleil sur l’axe horizontal et/ou vertical. Les modules suivent ainsi le soleil comme une fleur.

Un tracker à un axe modifie l’orientation des modules solaires soit horizontalement en fonction de la direction du ciel, c’est-à-dire le matin vers l’est, à midi vers le sud et le soir vers l’ouest, soit verticalement en fonction de la position du soleil dans le ciel.

Avec deux axes, l’orientation horizontale et verticale des modules par rapport au soleil est modifiée. Cela permet d’orienter encore mieux les modules solaires en fonction de la position du soleil et de produire davantage d’électricité solaire.

Pour que les installations solaires mobiles ne fassent pas d’ombre aux autres modules, il faut tenir compte des différentes orientations et inclinaisons lors de la planification. Il se peut que les modules aient besoin d’un espacement plus important entre eux que pour les installations solaires traditionnelles. 

La commande des systèmes de poursuite s’effectue au choix par la position calculée du soleil (commande astronomique) ou par un capteur de rayonnement. Alors que la commande astronomique est indépendante des conditions météorologiques, le capteur cherche toujours le point le plus lumineux du ciel pour obtenir le meilleur rendement possible.

Domaines d’application pour les trackers solaires

Les installations photovoltaïques à orientation variable sont généralement installées au sol. Une surface plane offre plus d’espace pour les installations tournantes et permet de maintenir la distance nécessaire entre les modules.

Sur les parkings, les trackers solaires à un axe peuvent, outre la production d’électricité, assurer un ombrage durable des véhicules au cours d’une journée.

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Les installations solaires indépendantes du réseau obtiennent des rendements plus élevés grâce à un système de poursuite, qu’elles peuvent stocker dans une batterie.

Des constructions plus légères, qui n’accueillent qu’un ou deux modules, peuvent également être installées sur un toit plat d’immeubles d’habitation ou commerciaux.

Gains de rendement grâce au suivi des modules

Les rendements supplémentaires obtenus grâce au suivi des modules dépendent de la proportion de rayonnement solaire direct et de l’angle des modules par rapport au soleil. 

Les systèmes de suivi à un axe atteignent en France, selon Wikipedia, des rendements supérieurs de 12 à 18 pour cent, tandis que dans le sud de l’Europe, le bénéfice supplémentaire peut atteindre 21 à 27 pour cent. Pour les installations à deux axes, les gains de rendement annuels peuvent même atteindre 30 à plus de 50 pour cent.

Les trackers solaires n’atteignent des rendements plus élevés qu’en cas d’ensoleillement direct. Lorsque le ciel est couvert et que le suivi est programmé, le rendement des modules solaires peut même être inférieur à celui des modules fixes. Dans ce cas, une quantité moindre de rayonnement diffus atteint les modules en raison de la forte inclinaison des modules par rapport aux modules solaires qui se trouvent sur une structure de support fixe.

Considération de la rentabilité

Un système de suivi solaire permet d’obtenir des rendements plus élevés que les installations solaires conventionnelles. En revanche, les coûts plus élevés de la sous-construction complexe avec entraînement et capteurs ainsi que la consommation d’énergie pour l’entraînement sont à prendre en compte. A cela s’ajoute pour ces installations un entretien plus important qui doit être pris en compte dans le calcul de la rentabilité.

Quel est le coût d’un tracker solaire ?

Les prix des trackers solaires dépendent – outre de la qualité – du nombre d’axes et du type de commande. Les systèmes de trackers solaires à deux axes coûtent plus cher que ceux à un seul axe, une commande astronomique est moins chère qu’une commande sensorielle. 

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Globalement, les coûts des systèmes de suivi sont plus élevés que ceux des systèmes photovoltaïques fixes. La raison en est le coût supplémentaire de la construction, des capteurs, des moteurs, etc. 

Avec un peu d’habileté manuelle, il est également possible de construire soi-même des trackers solaires. Il n’est toutefois pas certain que cela permette réellement de réduire les coûts, car les composants ont un prix et une réalisation moins professionnelle peut entraîner une perte de rendement. Ceux qui disposent de suffisamment de place ont souvent plus à gagner en achetant quelques modules solaires supplémentaires qu’un tracker solaire.

Traqueurs solaires : avantages et inconvénients

AvantagesInconvénients
Rendement plus élevé en cas d’ensoleillement directCoûts d’investissement plus élevés
Courbe de charge régulière tout au long de la journéeEntretien plus important avec les coûts correspondants
Pas de problèmes d’ombrage si l’espacement est suffisantPlus grand espacement des rangées de modules nécessaire pour éviter les ombres portées sur les modules
Meilleure ventilation des modules par l’arrière que sur le toitRendement éventuellement plus faible en cas de rayonnement diffus
Avantages supplémentaires, par ex. grâce à l’ombre derrière ou sous les modules en été

Construire soi-même un tracker solaire

On trouve sur le web de nombreuses instructions sur la manière de construire soi-même un tracker solaire.  D’une part, il faut des capteurs capables de mesurer l’angle d’incidence de la lumière solaire ou d’enregistrer les ombrages actuels. Il est également possible de « suivre » des positions typiques du soleil, ce qui nécessite une commande programmable. Pour que cela fonctionne, les modules doivent être installés sur des supports mobiles. Le suivi lui-même est assuré par un moteur qui déplace les modules dans la position souhaitée. Avec un peu d’habileté manuelle, il est possible d’y parvenir, mais on peut se demander si le rendement PV supplémentaire justifie les efforts et les coûts. Sans oublier les dangers que représentent des modules mal fixés.

Conclusion

Les trackers solaires sont des installations solaires qui suivent la course du soleil sur un ou deux axes. De cette manière, ils obtiennent un rendement plus élevé en cas d’ensoleillement direct, réparti uniformément sur la journée. Il peut éventuellement en résulter un avantage supplémentaire en été, comme l’ombrage des espaces intérieurs ou des surfaces de parking. Le suivi des modules implique un coût plus élevé pour l’installation et la maintenance. Il convient d’examiner au cas par cas dans quelle mesure cette dépense plus élevée en vaut la peine et dépend de l’objectif et du lieu d’utilisation.

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