La tendance à la grisaille de la Belgique rend-elle incompatible la production photovoltaïque ? Pas du tout, grâce au rayonnement diffus. On vous l'explique !
La météo de notre plat pays est très souvent critiquée pour ses averses fréquentes et son manque d’ensoleillement, ce qui est assez vrai si on la compare au sud de la France ou d’autres pays européens méridionaux. De ce fait, on entend parfois certains douter de l’intérêt de l’énergie solaire en Belgique, considérant que cette énergie aurait plus sa place dans les pays du sud de l’Europe.
Même s’il est avéré qu’un panneau photovoltaïque à Madrid produira plus sur une année que s’il est placé à Bruxelles, cela n’implique pas qu’installer des panneaux en Belgique n’a aucun sens. Ces croyances reposent souvent sur l’idée que la production d’électricité photovoltaïque n’a lieu que lorsque le soleil brille dans un ciel sans nuages.
En réalité, les panneaux produisent quand même lorsque le soleil est caché par ces derniers, grâce au rayonnement diffus.
Rayonnement diffus et rayonnement direct
Les rayons du soleil peuvent atteindre directement le panneau, et transmettre une grande partie de leur énergie à celui-ci, c’est ce qu’on appelle le rayonnement direct.
Mais le panneau reçoit également d’autres rayonnements qui ont été réfléchis sur d’autres éléments environnants, tels que les nuages, le sol, ou simplement l’air. Ce sont les rayonnements indirects ou diffus. Ceux-ci participent également à la production électrique du panneau.
En Belgique, le rayonnement diffus représente entre 50 et 60% du rayonnement total reçu du soleil. Le rayonnement diffus est responsable d’environ 35% de la production photovoltaïque annuelle.
Lorsque le ciel est nuageux mais que le soleil brille directement sur le panneau, le rayonnement diffus permet même une productivité supérieure à un ciel sans aucun nuage. Cela est dû au fait que les nuages sont blancs et réfléchissent bien la lumière. On dit qu’ils ont un bon « albedo », c’est-à-dire un bon coefficient de réflexion.
Dans les deux graphiques ci-dessous, on peut observer la différence entre une journée ensoleillée sans aucun nuage, où le rayonnement direct est largement dominant, et une journée nuageuse parsemée d’éclaircies, où le rayonnement diffus occupe une place importante de la production.
De plus, un climat tempéré comme celui de la Belgique a un effet positif sur les panneaux solaires qui surchauffent moins par rapport à des latitudes plus basses. Bonne nouvelle donc puisque cela augmente le rendement de ces derniers comme nous vous en avions déjà fait part dans un de nos articles.
Mais en hiver alors ?
En hiver, on produit en moyenne 4 ou 5 fois moins qu’en été : c’est logique. Mais grâce au rayonnement diffus, on peut tout de même couvrir une partie non négligeable de la consommation, même avec peu très peu d’ensoleillement.
Par exemple, un ménage ayant une consommation annuelle de 2500 kWh et une production de 3500 kWh (environ 3,5 kWc installés) peut couvrir environ 25% de sa consommation entre novembre et mars. Entre mai et août, les panneaux de ce ménage fourniront en moyenne 60% de ses besoins électriques.
Sur une année entière, ils permettent de réaliser une réelle économie sur la facture, bien que l’hiver ne soit pas très productif. Ce qui fait tout de même 3 saisons sur 4 avec une productivité très satisfaisante.
A l’avenir, des solutions de stockage inter-saisonnier se développeront et permettront de stocker les surplus solaires de l’été pour les utiliser en hiver, comme par exemple les électrolyseurs ou encore le stockage de chaleur souterrain.
La durée de vie des panneaux photovoltaïques, sous les latitudes belges, produiront environ 15 fois l’énergie qui a été nécessaire à leur production. Cette productivité élevée est le fruit d’améliorations technologiques et industrielles, qui ont permis de concevoir les panneaux en réduisant fortement les quantités de ressources nécessaires à leur fabrication.