Dans le fonctionnement réel d’un système photovoltaïque, les modules opèrent souvent sur de longues périodes dans des conditions complexes : fort ensoleillement, ventilation limitée et accumulation de chaleur sur les toitures. Afin de décrire l’influence des variations de température sur les performances, les fabricants de panneaux photovoltaïques indiquent généralement le coefficient de température dans les fiches techniques. Dans certains contextes d’application, ce paramètre devient un facteur déterminant pour la production d’énergie, l’efficacité du système et la rentabilité à long terme d’une installation photovoltaïque.
Sommaire
- Qu’est-ce que le coefficient de température et quelles caractéristiques de fonctionnement du module reflète-t-il ?
- Les types de coefficients de température les plus courants et leur impact sur les performances de production (PMAX, ISC et VOC)
- Selon les scénarios d’application, comment le coefficient de température influence-t-il les performances réelles des modules ?
- Comment utiliser correctement le coefficient de température dans le choix des modules ?
1. Qu’est-ce que le coefficient de température et quelles caractéristiques de fonctionnement du module reflète-t-il ?
Dans les paramètres techniques des modules photovoltaïques, le coefficient de température est souvent considéré comme un indicateur « secondaire ». Toutefois, en conditions d’exploitation réelles, il reflète directement la capacité du module à s’adapter aux environnements à haute température ainsi que la stabilité de la production d’électricité.
D’un point de vue technique, le coefficient de température décrit l’évolution des performances électriques du module lorsque sa température de fonctionnement dépasse les conditions standard de test (STC, 25 °C). Il est généralement exprimé en %/°C, ce qui signifie que pour chaque augmentation de 1 °C de la température du module, la tension, le courant ou la puissance de sortie varient selon une proportion donnée.
Dans les projets concrets, cependant, la portée du coefficient de température ne se limite pas à une simple « variation de paramètre ». Sa valeur essentielle réside dans sa capacité à révéler le comportement réel des panneaux solaires photovoltaïques dans des conditions non idéales. Contrairement à l’environnement de laboratoire, les modules installés en extérieur fonctionnent fréquemment sur de longues périodes à des températures supérieures à 25 °C, en particulier durant les périodes estivales à fort rayonnement ou sur des toitures où la dissipation thermique est limitée.
Du point de vue applicatif, le coefficient de température présente plusieurs caractéristiques clés :
- la température du module est influencée conjointement par l’intensité du rayonnement, les conditions de ventilation, le mode d’installation et la structure de la toiture, et dépasse souvent la température ambiante ;
- il décrit une tendance d’évolution des performances avec la température, et non le niveau absolu d’efficacité du panneau photovoltaïque ;
- sa valeur principale réside dans l’évaluation des écarts de performance en conditions d’exploitation réelles ;
- il ne peut être interprété indépendamment du scénario d’application et doit être analysé en tenant compte de la plage de températures de fonctionnement, de la configuration du système et des objectifs du projet.
Ce n’est qu’après avoir clarifié ce concept de base qu’il devient possible de distinguer correctement les différents types de coefficients de température, d’en comprendre la signification en termes de performances et d’en évaluer les priorités respectives dans les applications concrètes du photovoltaïque.
2. Les types de coefficients de température les plus courants et leur impact sur les performances de production (PMAX, ISC et VOC)
Dans les fiches techniques des modules, on trouve généralement trois paramètres liés à la température : la tension à circuit ouvert (Voc), le courant de court-circuit (Isc) et la puissance maximale de sortie (Pmax). Bien qu’ils soient tous exprimés sous forme de coefficients de température, leur influence sur les performances réelles de production n’est pas équivalente. Comprendre les différences entre ces trois coefficients permet d’éviter une « sur-interprétation » de certains paramètres lors du choix des panneaux photovoltaïques.
2.1 Coefficient de température Voc : un impact principalement sur les limites du système, et non sur la production
Lorsque la température du module augmente, la tension à circuit ouvert (Voc) tend généralement à diminuer. Dans les projets réels, cette variation influence surtout les décisions de conception au niveau du système, telles que le nombre de modules en série, la plage de tension de l’onduleur ou les marges de sécurité électrique.
Étant donné qu’en fonctionnement normal le module opère à proximité du point de puissance maximale, la Voc ne détermine pas directement la quantité d’électricité produite. Le coefficient de température de la Voc est donc plus pertinent comme paramètre de contrainte pour la conception du système et l’adéquation électrique que comme indicateur central des performances de production.
2.2 Coefficient de température Isc : une variation existante, mais une contribution limitée à la production
Le courant de court-circuit (Isc) augmente généralement légèrement lorsque la température s’élève, ce qui explique que son coefficient de température soit souvent faiblement positif ou proche de zéro.
Cependant, en conditions normales de fonctionnement, les modules ne travaillent pas en court-circuit : le courant de sortie est déterminé par le point de puissance maximale. Par conséquent, même si l’Isc varie avec la température, l’impact de son coefficient de température sur la production réelle reste limité. Il est davantage utilisé pour les vérifications de sécurité électrique que comme critère principal pour juger du rendement d’une installation photovoltaïque.
2.3 Coefficient de température Pmax : l’indicateur le plus direct des performances à haute température
À l’inverse, le coefficient de température de la puissance maximale (Pmax) présente la relation la plus directe avec les performances de production. Lorsque la température du module augmente, la variation de la Pmax peut être interprétée presque directement comme une variation de l’énergie effectivement disponible.
Dans les projets où le fonctionnement à haute température devient une situation courante, les écarts de coefficient Pmax entre différents panneaux photovoltaïques se traduisent souvent par des différences de production perceptibles. En particulier sur les toitures commerciales et industrielles, les ombrières ou dans des environnements chauds comme le sud de l’Europe, les modules présentant un coefficient de température Pmax plus faible parviennent généralement à maintenir une production plus stable, réduisant ainsi l’impact des températures élevées sur la production annuelle.
Les plages typiques des paramètres liés à la température pour les modules photovoltaïques courants sont présentées dans le tableau ci-dessous.
Du point de vue des performances de production, Pmax est le coefficient de température le plus pertinent sur le plan pratique, tandis que Voc et Isc sont davantage utilisés pour la conception du système et les vérifications de sécurité.
3. Comment le coefficient de température influence-t-il les performances réelles des modules selon les différents scénarios d’application ?
3.1 Pourquoi, en Europe du Sud, le coefficient de température a-t-il un impact direct sur la rentabilité des projets photovoltaïques ?
Si votre projet est situé en Europe du Sud (par exemple dans le sud de l’Italie ou le sud de la France) et que les revenus proviennent principalement de la production estivale, le coefficient de température n’est pas un paramètre « optionnel », mais une variable directement liée au rendement annuel.
Dans des régions comme le sud de l’Italie et le sud de la France, les projets photovoltaïques présentent généralement deux caractéristiques simultanées :
- l’irradiation solaire atteint son maximum en été, avec un pic de production concentré entre juin et août ;
- sur la même période, la température de fonctionnement des modules se situe également au niveau le plus élevé de l’année.
Cela signifie que les températures élevées ne surviennent pas pendant des phases à faible contribution énergétique, mais coïncident étroitement avec la fenêtre de production la plus déterminante. Dans les évaluations d’ingénierie, le secteur utilise souvent un modèle simplifié inspiré de l’approche IEC pour estimer la variation de puissance en conditions de forte chaleur :
P ≈ Pₛₜ𝒸 × [1 + Pmax × (Tcell − 25 °C)]
Cette formule permet d’évaluer si le fonctionnement à haute température peut être amplifié, pendant les principales périodes de production annuelle, en un écart de puissance continu et significatif.
Hypothèses de fonctionnement :
- température de fonctionnement du module : 80 °C
- écart de température par rapport aux STC : 80 °C − 25 °C = 55 °C
Exemples :
- module TOPCon (coefficient de température Pmax −0,32 %/°C) : correction de puissance d’environ 17,6 %, avec une production réelle correspondant à environ 82 % de la puissance nominale ;
- module IBC (coefficient de température Pmax −0,29 %/°C) : correction de puissance d’environ 15,95 %, avec une production réelle d’environ 84 % de la puissance nominale ;
- module HJT (coefficient de température Pmax −0,243 %/°C) : correction de puissance d’environ 13,4 %, avec une production réelle d’environ 86 % à 87 % de la puissance nominale.
Pour les projets d’Europe du Sud principalement orientés vers la production estivale, le coefficient de température est donc étroitement lié à la stabilité des revenus à long terme et devrait être considéré comme l’un des critères de comparaison importants lors du choix des modules.
3.2 Dans quels scénarios d’application le coefficient de température doit-il être pris en compte en priorité ?
Le fait que le coefficient de température influence réellement la rentabilité d’un projet ne dépend pas uniquement du pays ou de la latitude, mais est étroitement lié au scénario d’application concret. Dans la pratique, les types de projets suivants sont ceux où le coefficient de température se traduit le plus facilement par des écarts de production perceptibles :
- Projets sur toitures commerciales et industrielles
Les conditions de ventilation des toitures sont souvent limitées et la dissipation thermique à l’arrière des modules est restreinte. En été, les modules entrent plus facilement dans un régime de fonctionnement prolongé à haute température. Dans ce type de projet, le coefficient de température influence directement le niveau de production pendant les périodes de forte génération et présente donc une valeur de référence élevée. - Projets de carports et de structures surélevées
Les modules sont généralement exposés au rayonnement solaire direct, avec un effet combiné de la réflexion du sol et de la température ambiante élevée, ce qui prolonge la durée de fonctionnement à haute température. Lorsque les revenus du projet dépendent fortement de la production estivale, le coefficient de température constitue également un axe de comparaison important. - Projets agrivoltaïques et installations à faible hauteur
La faible distance entre les modules et le sol accentue le rayonnement thermique de surface. Par ailleurs, ces systèmes visent souvent une exploitation stable sur le long terme. Dans ce type de projet, l’impact du coefficient de température sur la stabilité de la production tend à apparaître progressivement au fil des années.
Ainsi, lors de l’évaluation du coefficient de température, l’élément déterminant n’est pas tant la localisation géographique que le fait que les modules fonctionnent durablement dans des conditions à la fois chaudes et à fort poids de production. Dans les scénarios décrits ci-dessus, le coefficient de température mérite donc d’être considéré comme un critère clé lors du choix des modules.
4. Comment utiliser correctement le coefficient de température dans le choix des modules
Dans la sélection des modules, le coefficient de température n’est pas un paramètre à « rechercher optimal » de manière isolée, mais il ne doit pas non plus être ignoré dans certaines conditions de projet.
En pratique, le coefficient de température est principalement utilisé pour comparer les modules dans les situations suivantes :
- Projets dont les revenus sont principalement concentrés sur les périodes estivales à haute température
Les modules HJT, grâce à un coefficient de température plus faible, conviennent aux projets exigeant une grande stabilité de production sous forte chaleur et une rentabilité à long terme élevée, avec un budget relativement plus flexible.
Les modules IBC offrent un bon équilibre entre performance thermique et puissance par unité de surface, et sont adaptés aux applications commerciales et industrielles cherchant à concilier efficacité et stabilité en environnement chaud. - Projets où les températures élevées sont présentes mais ne dominent pas l’ensemble de l’année
Dans ces scénarios, l’impact de la chaleur sur la production est de nature plus ponctuelle. Les modules TOPCon présentent un bon équilibre entre rendement, coût et coefficient de température, ce qui les rend adaptés aux projets recherchant un compromis entre rapport qualité-prix, stabilité d’approvisionnement et performances globales. Ils sont particulièrement pertinents pour des modules fonctionnant durablement sur des toitures ou des carports, où les conditions de dissipation thermique sont relativement limitées. - Projets faiblement sensibles au coefficient de température
Dans ces cas, la température de fonctionnement des modules est relativement maîtrisée et l’impact de la chaleur sur la production reste limité. Lors du choix des modules, le coefficient de température n’est généralement pas un critère de différenciation principal et peut être évalué conjointement avec d’autres paramètres de performance.
En conclusion, le coefficient de température ne détermine pas à lui seul le choix des modules pour tous les projets. Toutefois, lorsque le fonctionnement à haute température devient une condition récurrente, il doit être intégré parmi les critères importants de comparaison et évalué en lien avec la technologie des modules, afin d’en mesurer l’impact sur les performances réelles et la rentabilité à long terme.
Maysun Solar est profondément implantée sur le marché européen et fournit à ses partenaires de gros et de distribution des modules photovoltaïques couvrant différentes technologies, notamment IBC, TOPCon et HJT. Dans les différents scénarios d’exploitation, l’accent est mis sur la stabilité de production à haute température, la puissance par unité de surface et l’adaptabilité du système, afin d’aider les projets à atteindre un déploiement maîtrisé et une rentabilité durable dans des conditions d’exploitation réelles.
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