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Angle d'inclinaison optimale des modules PV dans une installation photovoltaïque autonome

Inclinaison module photovoltaïque L'inclinaison correspond à la pente du module par rapport à l'horizontale. Elle se mesure en °.

L’inclinaison du champ photovoltaïque d’une installation autonome est un paramètre qui doit être défini de façon subtile en adéquation avec les besoins.



Cas 1 : Gisement solaire et besoins en opposition de phase


Il s'agit du cas le plus courant dans les zones à climat tempérés comme en Europe. Les besoins en électricité y sont plus importants en hiver qu'en été. Ils suivent une évolution annuelle typique illustrée par la figure ci-dessous. Par ailleurs, le gisement solaire suit une courbe diamétralement opposée.

Dans ce cas, il convient de favoriser une inclinaison qui permet de maximiser l'irradiation solaire reçue durant la période hivernale. En première approximation, l'inclinaison optimale peut se calculer par la formule : latitude du lieu + 10 °. En France, la latitude variant de +41° (sud de la corse) à +51° (nord de la France), l'inclinaison optimale du champ photovoltaïque se situe donc entre 50° et 60°. Toutefois, une inclinaison différente peut être parfois retenue en fonction d'autres critères (albédo, nébulosité spécifique du site, etc.). Dans le cas de l'exemple traité à travers la figure ci-dessous (localisation : Nancy), l'inclinaison optimale est proche de 60°.

Profil standard de l'irradiation solaire journalière en climat tempéré(localisation : Nancy) pour 2 inclinaisons différentes Profil standard de la consommation d'un bâtiment en climat tempéré
A gauche : Profil standard de l'irradiation solaire journalière en climat tempéré(localisation : Nancy) pour 2 inclinaisons différentes
A droite : Profil standard de la consommation d'un bâtiment en climat tempéré


Formule de calcul de l'inclinaison optimale (installation PV autonome)


Cette formule de calcul de l'inclinaison optimale (latitude du lieu + 10 °) n'est valable que dans le cas où on souhaite maximiser l'irradiation solaire reçue en hiver et lorsque l'orientation est plein Sud. Si l'orientation n'est pas plein sud, on pourra utiliser la formule approchée suivante :

Inclinaison optimale = (latitude du lieu + 10°) × (1 - Orientation/180°)


Par exemple, soit une installation dans la région de Nantes (latitude = 47°). Les modules sont orientés à 30° vers l'est, alors l'inclinaison optimale serait égale à (47°+10°) × (1-30°/180°)=47.5°.


Cas 2 : Gisement solaire et besoins en phase


C'est le cas le plus adapté pour l'utilisation de l'énergie solaire en autoconsommation, mais malheureusement le moins courant. On rencontre cette situation lorsque, pour des applications spécifiques, les besoins électriques sont plus importants en été qu'en hiver. On trouve également ce genre de situation dans les zones à climat tropical comme par exemple dans les Caraïbes où le gisement solaire et les besoins électriques ne varient quasiment pas tout-au-long de l'année.