Dans certains projets, les modules solaires bifaciaux peuvent effectivement produire plus d’électricité que les modules monofaciaux. Mais cet avantage dépend fortement de l’environnement d’installation. Par exemple, dans les systèmes bénéficiant d’une réflectivité élevée ou d’une hauteur de pose suffisante, les modules bifaciaux peuvent générer un gain de production supplémentaire. En revanche, dans de nombreux projets photovoltaïques en toiture, cet avantage peut rester très limité.
Ainsi, pour déterminer si un module bifacial est réellement plus intéressant, il faut considérer à la fois les conditions d’installation, le type de projet et l’environnement réel de production.
Sommaire
1. Quelle est la principale différence entre les modules bifaciaux et monofaciaux ?
2. Dans quels cas les modules bifaciaux sont-ils plus avantageux ?
3. Pourquoi les modules monofaciaux sont-ils plus courants sur les toitures ?
4. Comment les différentes technologies photovoltaïques influencent-elles le choix entre structure monofaciale et bifaciale ?
1. Quelle est la principale différence entre les modules bifaciaux et monofaciaux ?
La principale différence entre les modules solaires bifaciaux et monofaciaux réside dans leur mode de production d’énergie et dans leur conception structurelle. Cette distinction influence non seulement la manière dont le panneau photovoltaïque produit de l’électricité, mais aussi la conception du système et ses scénarios d’application.
1.1 Différences de mode de production
Les modules monofaciaux produisent de l’électricité uniquement à partir du rayonnement solaire reçu par la face avant ; la production du système dépend donc principalement de l’ensoleillement frontal.
Les modules bifaciaux, en plus de produire par leur face avant, peuvent aussi exploiter la lumière réfléchie par le sol ou l’environnement pour générer une électricité supplémentaire à l’arrière.
1.2 Différences de structure
Les modules monofaciaux utilisent généralement une structure avec backsheet opaque, qui protège l’arrière des cellules. Cette conception est mature, plus légère et impose des exigences relativement faibles en matière d’installation.
Pour permettre la production arrière, les modules bifaciaux adoptent généralement une structure verre-verre ou un backsheet transparent, afin de laisser pénétrer la lumière vers la face arrière. Grâce à cette conception, ils peuvent mieux exploiter la lumière réfléchie et offrir un potentiel de production supplémentaire dans certaines configurations.
2. Dans quels cas les modules bifaciaux sont-ils plus avantageux ?
Les modules bifaciaux n’apportent pas un gain de production évident dans tous les projets photovoltaïques. Leur avantage apparaît surtout lorsque le système offre des conditions adaptées à l’exploitation de la lumière réfléchie sur la face arrière.
2.1 Environnement à forte réflectivité
Le gain de production des modules bifaciaux est généralement étroitement lié à la réflectivité de l’environnement (albédo). Plus la réflectivité est élevée, plus la lumière exploitable par la face arrière est importante.
Dans les environnements à forte réflectivité, le gain de production peut généralement atteindre 10 % à 20 %, par exemple dans les cas suivants :
• zones enneigées ou environnements de haute latitude
• terrains sableux ou sols clairs
• béton clair ou matériaux de sol à forte réflexion
À l’inverse, de nombreuses toitures commerciales utilisent des membranes d’étanchéité foncées ou des matériaux bitumineux, dont la réflectivité est généralement faible. La lumière réfléchie exploitable à l’arrière reste donc limitée.
2.2 Systèmes avec une hauteur suffisante entre le module et le sol
Les modules bifaciaux nécessitent généralement une certaine distance par rapport au sol ou à la toiture afin que la lumière réfléchie puisse atteindre leur face arrière. Si la hauteur d’installation est trop faible, la lumière arrière est facilement bloquée, ce qui réduit l’effet bifacial.
Dans les systèmes offrant une hauteur suffisante, les modules bifaciaux peuvent généralement apporter un gain supplémentaire de 5 % à 15 %. C’est souvent le cas dans :
• les centrales au sol
• les systèmes agrivoltaïques
• les structures de montage ouvertes
À l’inverse, dans de nombreux projets en toiture, les modules sont souvent installés plus bas afin de réduire les charges au vent ou les coûts d’installation, ce qui limite l’entrée de lumière par l’arrière.
2.3 Configurations avec peu d’ombrage arrière
La configuration du système influence elle aussi la performance réelle des modules bifaciaux. Si l’arrière du module est fortement obstrué, la lumière réfléchie pénètre difficilement, ce qui réduit le gain de production.
Dans les systèmes où l’espace arrière reste dégagé, les modules bifaciaux peuvent généralement apporter un gain de production supplémentaire d’environ 5 % à 10 %, par exemple dans les cas suivants :
• sites ouverts sans obstacle à l’arrière
• configurations avec faible densité d’équipements
• structures de montage générant peu d’ombrage arrière
En revanche, sur les toitures commerciales très encombrées, par exemple avec des équipements HVAC, des conduites ou des structures de montage à forte densité, l’ombrage arrière est souvent difficile à éviter.
En résumé, les modules bifaciaux offrent un gain de production plus net uniquement lorsque les conditions de réflexion sont favorables, que la hauteur d’installation est suffisante et que l’ombrage arrière reste limité. Si l’environnement du système ne permet pas d’exploiter efficacement la lumière réfléchie, leur avantage réel en production tend à diminuer sensiblement.
3. Pourquoi les modules monofaciaux sont-ils plus courants dans les projets en toiture ?
Dans les projets photovoltaïques en toiture en Europe, les modules monofaciaux restent très répandus. Cela ne s’explique pas par un manque de maturité des modules bifaciaux, mais par le fait que de nombreux systèmes en toiture accordent davantage d’importance au coût, aux contraintes structurelles et à la facilité d’installation.
3.1 Coût et gain réel de production
Dans de nombreux projets photovoltaïques en toiture en Europe, la production supplémentaire apportée par les modules bifaciaux reste généralement limitée. Par exemple, sur les toitures inclinées résidentielles (Steildach) ou dans les systèmes commerciaux installés au plus près du toit, la lumière réfléchie exploitable par la face arrière est souvent faible. Le gain réel des modules bifaciaux n’est donc souvent que de 2 % à 5 %, voire moins dans certains projets.
En outre, dans certaines installations photovoltaïques en façade ou dans les petits systèmes de toiture, la priorité porte davantage sur l’optimisation de l’espace disponible et le coût global du système que sur la maximisation du gain bifacial. Ainsi, lorsque le bénéfice énergétique supplémentaire reste limité, certains installateurs et propriétaires préfèrent des modules monofaciaux moins coûteux afin d’obtenir un retour sur investissement plus stable.
3.2 Structure de toiture et limites de charge
Dans de nombreux pays européens, une grande partie des bâtiments résidentiels et commerciaux a été construite il y a longtemps, avec des capacités portantes de toiture souvent limitées. C’est le cas, par exemple, de certaines anciennes toitures d’usines ou de toitures inclinées résidentielles, qui n’avaient pas été conçues pour supporter une charge supplémentaire liée à un système photovoltaïque.
Dans ces projets, le poids des modules et la structure de montage influencent directement la conception du système. Certains modules bifaciaux verre-verre sont relativement lourds, tandis que certains modules monofaciaux présentent une structure plus simple et un poids plus réduit. Ils sont donc plus faciles à installer sur les toitures où la contrainte de charge est sensible.
3.3 Facilité d’installation et de maintenance
Sur le marché résidentiel européen, de plus en plus de propriétaires choisissent de petits systèmes de toiture ou des solutions photovoltaïques à installer eux-mêmes. Dans ce type de projet, la facilité d’installation compte souvent davantage que la technologie du module.
Par exemple, dans certains petits systèmes sur toiture inclinée, installations de balcon ou projets en façade, l’espace disponible est généralement limité et la structure du système reste relativement simple. Dans ces cas, les modules monofaciaux sont souvent plus faciles à poser et ne nécessitent pas de réserver un espace supplémentaire à l’arrière du module.
Ainsi, dans de nombreux projets en toiture où l’objectif principal est une installation simple et une bonne maîtrise des coûts, les modules monofaciaux restent un choix fréquent.
4. Comment les différentes technologies photovoltaïques influencent-elles le choix entre structure monofaciale et bifaciale ?
Dans les projets photovoltaïques réels, le choix entre modules bifaciaux et monofaciaux ne dépend pas seulement de l’environnement d’installation, mais aussi de la technologie cellulaire utilisée. Parmi les technologies haute efficacité les plus répandues aujourd’hui, comme le TOPCon, le HJT et l’IBC, il existe des différences de conception et de scénarios d’application qui influencent également l’adéquation à une structure bifaciale ou monofaciale.
4.1 Modules TOPCon : une structure adaptée aux applications bifaciales
La technologie TOPCon (Tunnel Oxide Passivated Contact) constitue une évolution de la structure PERC traditionnelle. Son principe repose sur l’ajout, à l’arrière de la cellule en silicium, d’une couche ultra-fine d’oxyde tunnel (SiOx) et d’une couche de polysilicium dopé (poly-Si), afin de réduire la recombinaison des porteurs et d’améliorer le rendement de la cellule.
Comme les cellules TOPCon peuvent collecter les porteurs sur les deux faces, cette technologie présente généralement une bonne capacité de production bifaciale. Les panneaux photovoltaïques TOPCon actuels utilisent le plus souvent une encapsulation verre-verre bifaciale, adaptée aux centrales au sol, aux systèmes agrivoltaïques ou aux environnements offrant de bonnes conditions de réflexion.
Ainsi, dans les projets cherchant à équilibrer efficacité du système et retour sur investissement, les modules TOPCon bifaciaux sont généralement considérés comme une solution à bon rapport coût-performance.
4.2 Modules HJT : une structure à fort taux de bifacialité
La technologie HJT (Heterojunction) repose sur une structure empilée combinant silicium cristallin et couches minces de silicium amorphe. Des couches minces sont déposées sur les deux faces d’une cellule en silicium de type N, formant ainsi une hétérojonction. Cette structure permet de réduire efficacement la recombinaison des porteurs tout en conservant une forte capacité de production bifaciale.
Grâce à la symétrie intrinsèque de la cellule, les modules HJT affichent généralement un taux de bifacialité élevé ; certains produits dépassent même 90 %. Dans les environnements à forte réflexion ou dans les grandes centrales au sol, les modules HJT peuvent donc offrir un gain bifacial élevé.
Cependant, en raison de coûts de fabrication relativement plus élevés, les modules HJT sont aujourd’hui surtout utilisés dans les projets où les exigences de rendement sont particulièrement importantes.
4.3 Modules IBC : une conception orientée vers l’efficacité monofaciale
La technologie IBC (Interdigitated Back Contact) place l’ensemble des électrodes à l’arrière de la cellule, ce qui supprime totalement les lignes métalliques sur la face avant du module. Cette conception réduit l’ombrage frontal, améliore l’absorption lumineuse et donne également au module une apparence plus homogène.
Comme les électrodes des cellules IBC sont entièrement placées à l’arrière, cette technologie vise avant tout à maximiser l’efficacité de la face avant. C’est pourquoi de nombreux modules IBC adoptent une conception monofaciale et sont largement utilisés sur les toitures résidentielles ou dans les systèmes BIPV (photovoltaïque intégré au bâtiment).
Dans ces applications, les projets accordent généralement plus d’importance à l’esthétique du module, au mode d’installation et à l’adaptation à la toiture qu’à la maximisation du gain bifacial.
Dans l’ensemble, les différences de conception entre les diverses technologies cellulaires leur confèrent des avantages spécifiques en application bifaciale ou monofaciale. Ainsi, lors du choix des modules, il ne suffit pas de considérer l’environnement d’installation : il faut aussi évaluer la technologie utilisée de manière globale.
Dans l’ensemble, les modules solaires bifaciaux ne sont pas nécessairement supérieurs aux modules monofaciaux dans tous les projets photovoltaïques. Même s’ils peuvent augmenter la production en exploitant la lumière réfléchie sur la face arrière, cet avantage dépend souvent des conditions réelles du système, notamment de la réflectivité du sol, de la hauteur d’installation des modules et de la configuration du système.
Dans les centrales au sol ou dans les systèmes bénéficiant de bonnes conditions de réflexion, les modules bifaciaux obtiennent plus facilement un gain de production supplémentaire. En revanche, dans de nombreux projets photovoltaïques en toiture, en raison d’une faible hauteur d’installation, des contraintes de structure de toiture et de la configuration du système, le gain réel reste souvent limité. C’est pourquoi les modules monofaciaux demeurent une solution courante.
Ainsi, lors du choix des modules, il est plus pertinent que de comparer simplement la structure monofaciale ou bifaciale de prendre en compte l’environnement du projet, la conception du système et la technologie du module, afin de retenir la solution la plus adaptée à l’application concernée.
Questions fréquentes (FAQ)
1. Les modules photovoltaïques bifaciaux valent-ils l’investissement dans les projets de toiture en Europe ?
Dans la plupart des projets de toiture en Europe, le gain de production supplémentaire des modules bifaciaux reste généralement limité, autour de 2 % à 5 %.
Si la toiture présente une faible réflectivité ou si la hauteur d’installation est limitée, le retour sur investissement dépend davantage du coût global du système que du caractère bifacial du module.
2. Le gain de production des modules bifaciaux est-il stable et prévisible ?
Le gain des modules bifaciaux dépend fortement du contexte d’installation, avec des écarts importants d’un projet à l’autre.
À l’inverse, les modules monofaciaux offrent une production plus stable et plus prévisible, ce qui facilite souvent l’estimation des revenus dans certains projets commerciaux.
3. Parmi les technologies TOPCon, HJT et IBC, laquelle est la plus adaptée aux projets en toiture ?
• TOPCon / HJT : plus adaptés aux projets disposant de conditions favorables à la production bifaciale, comme les centrales au sol
• IBC : plus adapté aux projets en toiture, notamment lorsque l’esthétique, l’optimisation de l’espace et la stabilité du système sont des critères importants
Le choix final doit reposer sur l’environnement réel du projet, et non sur une hiérarchie simplifiée entre technologies.
4. Dans quels cas le choix d’un module bifacial présente-t-il davantage de valeur économique ?
Lorsque le projet bénéficie de conditions de réflexion élevées ou correspond à une centrale au sol, les modules bifaciaux révèlent plus facilement leur intérêt économique. Dans ces situations, la production supplémentaire est plus prévisible et contribue davantage à améliorer la rentabilité globale.
5. Le temps de retour sur investissement des modules photovoltaïques bifaciaux est-il forcément plus court ?
Pas nécessairement. Le temps de retour dépend de la capacité du projet à obtenir de manière stable un gain de production arrière. Dans de nombreux projets de toiture en Europe, ce gain reste limité ; l’écart avec les modules monofaciaux n’est donc pas toujours significatif, et la rentabilité dépend parfois davantage de la maîtrise du coût initial.
En tant que fabricant de panneaux photovoltaïques, Maysun Solar fournit aux grossistes et installateurs européens des modules IBC, TOPCon et HJT, avec une plage de puissance d’environ 410W–800W. La gamme comprend des modules bifaciaux, monofaciaux et plusieurs formats, conçus pour offrir une production plus stable dans les environnements de toiture complexes.
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