Sommaire
- Introduction
- Pourquoi l’élévation de la température des modules photovoltaïques entraîne-t-elle une perte de puissance ?
- Quatre effets des fortes chaleurs sur les modules photovoltaïques
Introduction
Un fort ensoleillement ne signifie pas nécessairement une production élevée.
En juillet et août, bien que l’ensoleillement soit maximal, les températures élevées réduisent souvent la production des centrales par rapport au printemps ou au début de l’été. En effet, la hausse de température diminue de façon significative l’efficacité des panneaux solaires, empêchant le système de maintenir des performances optimales.
Les conditions standard de test des modules photovoltaïques sont fixées à 25℃, et les coefficients de température des différentes technologies varient de -0,24%/℃ à -0,44%/℃.
Lorsque la température passe de 25℃ à 70℃, la puissance en sortie peut diminuer de 10% à 20%, tandis qu’une plage de 20℃ à 30℃ reste plus proche de la zone de fonctionnement idéale.
La chaleur et l’humidité élevées de l’été réduisent non seulement l’efficacité de production d’énergie, mais augmentent aussi la charge thermique sur les onduleurs et les câbles, exerçant une pression supplémentaire sur la stabilité à long terme de l’installation photovoltaïque.
Note : Système photovoltaïque résidentiel en Allemagne, utilisant des modules de la série TOPCon, avec variation de la puissance de sortie entre 25℃ et 70℃
Que ce soit pour le photovoltaïque résidentiel ou pour le photovoltaïque d’entreprise, la structure du toit influence fortement l’échauffement des modules.
Par exemple, sur un toit en acier peint, les modules situés en périphérie restent plus frais grâce à une meilleure ventilation, tandis que ceux au centre accumulent plus de chaleur en raison d’une aération insuffisante.
Les mesures réalisées par Fraunhofer ISE et TÜV montrent que cette différence peut atteindre 5–10℃, ce qui correspond à une variation de production de 3–5%. Des phénomènes similaires apparaissent aussi sur les toits en béton, les structures à membrane ou les carports photovoltaïques. Si ces aspects ne sont pas correctement pris en compte, ils peuvent pénaliser la performance de toute une chaîne de modules et représentent donc un risque essentiel pour la conception et l’exploitation d’une installation photovoltaïque.
Les quatre effets des fortes chaleurs sur les modules photovoltaïques
1. Réduction de la puissance de sortie des panneaux solaires
Avec l’élévation de la température dans une centrale photovoltaïque, la puissance délivrée par les panneaux solaires diminue progressivement : c’est l’impact le plus direct des fortes chaleurs.
Selon les données mesurées par Fraunhofer ISE et NREL, les modules en silicium cristallin produisent environ 15%–20% d’énergie en plus à une température ambiante de 20℃ qu’à des températures élevées de 65–70℃.
À irradiation égale, les systèmes situés dans des zones tempérées présentent donc une production plus élevée, tandis que dans les régions chaudes, on observe plus facilement une baisse de puissance et une diminution du rendement global.
Comment réduire l’échauffement des modules photovoltaïques en été ?
En période estivale, une conception et une maintenance adaptées permettent de limiter efficacement les pertes de puissance dues aux températures élevées.
- Améliorer la ventilation : prévoir des canaux d’aération dans les centrales en toiture afin d’éviter la formation d’îlots de chaleur au centre des modules.
- Installation surélevée : utiliser des supports pour surélever les modules et favoriser la circulation de l’air.
- Toits clairs ou revêtements réfléchissants : réduire l’absorption de chaleur et abaisser la température de fonctionnement globale de l’installation photovoltaïque.
2. Impact sur la durée de vie des composants principaux de l’onduleur
Dans un système de production solaire, l’onduleur est, au même titre que les modules, un composant clé extrêmement sensible à la chaleur. Il est constitué de nombreux semi-conducteurs de puissance, condensateurs et inductances qui génèrent déjà de la chaleur pendant le fonctionnement. Si l’on ajoute une température ambiante élevée, l’efficacité diminue et la durée de vie des composants se réduit considérablement.
Lorsque la température du boîtier de l’onduleur dépasse 60–65℃, le système active souvent une protection automatique de limitation de puissance afin d’éviter les risques de panne. En été, une centrale photovoltaïque ne subit donc pas seulement une baisse de production, mais peut aussi perdre davantage de rendement à cause de la surchauffe des onduleurs.
Comment réduire l’échauffement des onduleurs en environnement à haute température ?
Une bonne ventilation et des mesures de protection adéquates sont essentielles pour garantir le fonctionnement stable des onduleurs sur le long terme.
- Optimisation de l’installation et de la disposition : choisir un emplacement bien ventilé, en évitant l’exposition directe au soleil à midi ou les zones d’îlots de chaleur sur le toit.
- Association ombrage et dissipation : utiliser des abris ou des panneaux de protection pour réduire l’irradiation directe, tout en assurant une bonne circulation de l’air.
- Planification des câbles et des équipements : un câblage rationnel et des distances suffisantes évitent les accumulations locales de chaleur qui nuisent à la dissipation globale.
- Solutions de refroidissement avancées : dans les grandes centrales, les onduleurs à refroidissement liquide remplacent progressivement les conceptions traditionnelles par air ; dans le photovoltaïque industriel et tertiaire, les systèmes de ventilation intelligente et l’optimisation des flux d’air deviennent la norme pour faire face à des épisodes de chaleur de plus en plus fréquents.
3. L’effet hot-spot et son impact sur la durée de vie des modules
Des températures locales trop élevées peuvent déclencher l’effet hot-spot, réduisant la durée de vie des modules de 20% à 30%.
Le mécanisme repose sur le fait que les cellules partiellement ombragées travaillent en polarisation inverse, transformant le courant en chaleur, ce qui fait rapidement grimper la température dans la zone affectée.
Sur le long terme, ces zones de surchauffe entraînent le vieillissement des matériaux d’encapsulation, la fissuration des cellules et, dans les cas les plus graves, la défaillance complète du module photovoltaïque.
Pendant la saison chaude, les panneaux solaires sont particulièrement exposés aux fientes d’oiseaux, aux feuilles, à la poussière ou encore à des ombrages partiels. Même avec une température ambiante de seulement 35℃, la température locale peut dépasser les 100℃, entraînant une baisse significative de la puissance sur l’ensemble de la chaîne.
Comment détecter et prévenir l’effet hot-spot dans une installation photovoltaïque ?
Pour éviter les pertes de puissance et les risques de sécurité liés aux hot-spots, il est nécessaire d’adopter des mesures à plusieurs niveaux dès la conception et lors de la maintenance :
- Thermographie infrarouge : réaliser des contrôles réguliers en période estivale afin de détecter rapidement les zones locales de surchauffe.
- Conception et choix adaptés : optimiser la disposition des rangées dès la phase de projet pour réduire les risques d’ombrages partiels.
- Protection et nettoyage des modules : nettoyer régulièrement fientes, poussières et débris pour limiter les risques d’obstruction.
- Diodos de dérivation et nouveaux matériaux : l’utilisation de diodes de dérivation de haute qualité et de procédés d’encapsulation améliorés permet de réduire considérablement l’impact destructeur des hot-spots.
4. L’effet PID et la défaillance des modules
L’effet PID (Potential Induced Degradation), ou dégradation induite par potentiel, est un phénomène qui touche les modules photovoltaïques exposés à une haute tension dans des environnements chauds et humides. Il est causé par la migration d’ions et se manifeste par une baisse rapide de la puissance des modules à court terme, puis par une accélération du processus de défaillance à long terme.
Dans des conditions extrêmes, le PID peut entraîner une diminution de l’efficacité des panneaux de 10% à 30% et réduire considérablement leur durée de vie.
Le risque de PID est particulièrement élevé dans les zones côtières caractérisées par une forte humidité et une concentration saline importante, et il devient encore plus critique lorsqu’il est combiné aux températures estivales. Cependant, le PID a été identifié dès 2005 et, grâce aux progrès de la recherche et à l’amélioration des matériaux, les panneaux photovoltaïques modernes de haute qualité présentent aujourd’hui un risque beaucoup plus faible.
Comment prévenir l’effet PID dans les panneaux solaires ?
La pratique du secteur montre que les mesures suivantes permettent de réduire efficacement la probabilité de PID :
- Conception électrique : mise à la terre appropriée, ou application d’une tension inversée aux modules pendant la nuit pour éliminer les charges accumulées.
- Structure verre-verre : l’utilisation d’un double vitrage réduit la pénétration de l’humidité et la migration des charges, améliorant ainsi la fiabilité à long terme des installations photovoltaïques.
Maysun Solar propose des panneaux solaires et des solutions de haute qualité, couvrant aussi bien les toitures industrielles que les systèmes de balcon. Grâce aux technologies IBC, HJT et TOPCon, nous garantissons des performances élevées et fiables, même sous des températures extrêmes.
Références
Fraunhofer ISE. (2025). Photovoltaics Report 2025. Fraunhofer Institute for Solar Energy Systems. https://www.ise.fraunhofer.de/en/publications/studies/photovoltaics-report.html
National Renewable Energy Laboratory (NREL). (2025). Photovoltaic Performance: Real-Time PV Solar Resource Testing. U.S. Department of Energy. https://www.nrel.gov/pv/real-time-photovoltaic-solar-resource-testing.html
DNV. (2021). PV Module Reliability Scorecard 2021. DNV Energy Systems. https://2021modulescorecard.pvel.com/2021-pv-module-reliability-scorecard/
Kiwa PVEL. (2025). PV Module Reliability Scorecard 2025. Kiwa PVEL. https://scorecard.pvel.com/
Maysun Solar. (2025). Solarmodul-Hotspot-Risiken und Prävention – Leitfaden. Maysun Solar Deutschland Blog. https://www.maysunsolar.de/blog/solarmodul-hotspot-risiken-und-praevention-leitfaden
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