Modules solaires bifaciaux vs monofaciaux : lesquels sont les plus performants ?

Les modules solaires bifaciaux et monofaciaux diffèrent par leur mode de captation de la lumière solaire, mais le choix entre les deux ne se résume pas à supposer que la production sur deux faces offre systématiquement de meilleurs résultats. Pour les toitures commerciales, les installations industrielles et les centrales solaires au sol, le véritable avantage d'un module bifacial dépend de la quantité de lumière utilisable atteignant sa face arrière et de la justification du surcoût lié à l'énergie supplémentaire générée.

Comprendre ces différences permet aux développeurs et aux équipes d'approvisionnement de projets solaires de sélectionner les modules adaptés à l'environnement d'installation. L'objectif n'est pas de choisir la technologie aux performances théoriques les plus impressionnantes, mais celle qui garantit une production d'énergie fiable dans les conditions réelles du site.

Quelle est la différence entre les modules solaires bifaciaux et monofaciaux ?

Un module solaire monofacial est conçu principalement pour produire de l'électricité à partir de la lumière solaire qui atteint sa face avant. Sa face arrière n'est généralement pas destinée à contribuer de manière significative à la production d'énergie.

Un module solaire bifacial peut produire de l'électricité à partir de ses deux faces. La face avant capte la lumière solaire directe et diffuse, tandis que la face arrière utilise la lumière réfléchie par le sol ou les surfaces environnantes. La production d'électricité par la face arrière dépend de facteurs tels que la réflectance du sol, la hauteur du module, l'espacement entre les rangées, l'angle d'inclinaison, l'ombrage et les caractéristiques bifaciales du module.

Les modules bifaciaux sont souvent utilisés dans les installations au sol, les abris solaires pour voitures et certaines structures surélevées où la lumière peut atteindre la face arrière. Les modules monofaciaux restent adaptés aux installations où la face arrière reçoit peu de lumière utile ou lorsque la simplicité du système et le coût initial sont prioritaires.

Quelles sont les différences de performance entre les modules bifaciaux et monofaciaux ?

1. Production d'énergie

Le principal avantage des modules bifaciaux réside dans leur capacité à capter un rayonnement supplémentaire provenant de leur face arrière. Dans des conditions favorables, cela peut accroître la production totale d'électricité par rapport à une configuration similaire ne captant que le rayonnement de sa face avant.

Cependant, la quantité d'énergie supplémentaire dépend du site. Un module installé près d'un toit sombre et opaque risque de ne recevoir qu'un faible rayonnement utile par l'arrière. À l'inverse, un réseau au sol doté d'une surface réfléchissante et d'un dégagement suffisant pourra tirer davantage profit de la production d'énergie par l'arrière.

Les modules monofaciaux dépendent principalement de l'éclairement frontal, ce qui facilite l'estimation de leurs performances lorsque l'apport lumineux arrière est négligeable. Ils peuvent néanmoins fournir un rendement énergétique élevé s'ils sont correctement sélectionnés et installés.

Les promoteurs de projets devraient donc utiliser une modélisation énergétique spécifique au site plutôt que d'appliquer un pourcentage de gain bifacial universel à chaque projet.

2. Environnement d'installation

Les conditions d'installation figurent parmi les facteurs les plus importants dans le choix entre les deux modèles.

Les modules bifaciaux peuvent s'avérer intéressants pour les centrales solaires au sol, les ombrières solaires surélevées et les structures permettant à la lumière d'atteindre les deux faces du module. Leur intérêt dépend de la géométrie de l'installation et des surfaces environnantes.

Les toitures commerciales nécessitent une évaluation plus approfondie. Une toiture conventionnelle avec des modules montés près de la surface peut limiter l'exposition à la lumière par l'arrière. Dans ce cas, le potentiel de production supplémentaire des modules bifaciaux peut s'avérer modeste. Un montage surélevé, un espacement approprié et des surfaces de toiture réfléchissantes peuvent améliorer les conditions de production d'énergie par l'arrière, mais peuvent également avoir une incidence sur la conception structurelle, la prise au vent, le coût d'installation et l'accessibilité pour la maintenance.

Les modules monofaciaux peuvent constituer une solution simple pour les toitures dont la face arrière est largement ombragée ou obstruée. Le choix optimal dépend davantage du mode de fixation que de la seule catégorie de projet.

3. Coût des modules et coûts du reste du système

Le prix du module ne représente qu'une partie du coût total du projet. Les acheteurs doivent également prendre en compte les structures de montage, les composants électriques, la main-d'œuvre pour l'installation, l'accès pour la maintenance et toute modification de conception nécessaire pour exploiter efficacement l'éclairement arrière.

Un module bifacial peut fournir davantage d'énergie sans qu'il soit nécessaire d'augmenter proportionnellement le nombre de modules. Toutefois, pour tirer pleinement parti de cet avantage, il peut être nécessaire de concevoir l'installation de manière à ce que la lumière atteigne suffisamment la face arrière. Sur certains sites, cette configuration peut engendrer des coûts supplémentaires liés à la structure ou à l'installation.

Les systèmes monofaciaux peuvent constituer une solution plus économique lorsque la génération côté arrière n'est pas envisageable. Leur simplicité d'utilisation peut s'avérer précieuse lorsque la toiture ou la structure de montage présente déjà des contraintes.

La comparaison pertinente ne se limite donc pas au prix des modules bifaciaux par rapport aux modules monofaciaux. Il s'agit du coût total d'installation par unité d'énergie attendue sur la durée de vie du système.

4. Ombrage, espacement et disposition du système

L'éclairement de la face arrière est influencé par les ombres portées par les rails de montage, les éléments de structure, les câbles, les rangées adjacentes et les objets environnants. L'espacement et la hauteur des modules peuvent également modifier la quantité de lumière réfléchie atteignant la face arrière.

Une configuration optimisée pour une performance bifaciale peut différer d'une configuration conçue uniquement pour la production d'énergie côté façade. Par exemple, l'espacement entre les rangées peut influencer l'ombrage et l'utilisation du sol, tandis que la hauteur des modules peut affecter l'exposition côté arrière et les exigences structurelles.

Les concepteurs doivent tenir compte de ces facteurs dès les premières étapes de la planification du projet. L'installation de modules bifaciaux sans évaluation de l'éclairement de leur face arrière risque de compromettre fortement leur potentiel.

Quel type de module est le mieux adapté aux toitures commerciales ?

Pour un toit commercial typique, la décision dépend de la réflectance du toit, de la hauteur de montage, de l'orientation du module, des limitations structurelles et de la surface d'installation disponible.

Si les modules sont installés près d'une toiture sombre, leur face arrière risque de ne recevoir qu'une faible lumière réfléchie. Dans ce cas, un module bifacial pourrait ne pas fournir suffisamment d'énergie supplémentaire pour justifier un surcoût. Un module monofacial adapté pourrait alors s'avérer plus rentable pour l'ensemble du projet.

Si la toiture présente une surface hautement réfléchissante et que les modules sont suffisamment surélevés pour permettre l'exposition à la lumière par l'arrière, les conceptions bifaciales méritent une évaluation plus approfondie. Même dans ce cas, le bénéfice attendu devrait être modélisé plutôt que présumé.

Les acheteurs professionnels doivent comparer les modules candidats en fonction de leur puissance nominale, de leur rendement, de leurs dimensions, de leur coefficient de température, de leur garantie et de leurs caractéristiques électriques. Ils doivent également vérifier la compatibilité du système de montage et de la configuration de l'onduleur avec le produit sélectionné.

Pour les équipes de projet évaluant modules solaires pour installations commerciales et industrielles, L'essentiel est d'adapter la technologie des modules aux caractéristiques physiques du site et aux objectifs financiers du projet.

Quand les modules bifaciaux sont-ils les plus adaptés ?

Il est pertinent d'évaluer les modules bifaciaux lorsque l'installation permet un éclairage arrière significatif. Voici quelques exemples courants :

• Installation de panneaux solaires au sol avec un espacement des rangées et des conditions de sol appropriés.
• Abri voiture solaire et structures surélevées permettant à la lumière d'atteindre la surface arrière.
• Installations sur des surfaces réfléchissantes où l'irradiance arrière peut être modélisée de manière fiable.
• Projets pour lesquels une évaluation énergétique spécifique au site démontre que la production supplémentaire peut compenser toute augmentation du coût du système.

Ces conditions ne garantissent pas que les modules bifaciaux constituent le choix le plus économique. La décision finale doit tenir compte du climat local, de la réflectance du sol, de la géométrie du réseau, des caractéristiques des modules et des coûts d'installation.

Comment les acheteurs doivent-ils comparer les modules solaires bifaciaux et monofaciaux ?

Une évaluation structurée peut éviter aux acheteurs de payer pour des performances que le site ne peut pas fournir.

Avant de passer commande, les acheteurs doivent demander les fiches techniques et les certificats correspondants. Pour les produits bifaciaux, il est également utile de préciser comment les puissances nominales sont indiquées par le fabricant et comment interpréter les données de performance des faces avant et arrière. La puissance nominale de la face avant d'un module ne doit pas être confondue avec la puissance de sortie totale garantie dans des conditions d'utilisation non spécifiées.

Foire aux questions

Conclusion

Les modules solaires bifaciaux peuvent améliorer la production d'énergie lorsque les conditions du site permettent à la lumière d'atteindre significativement leur face arrière. Les modules monofaciaux restent un excellent choix lorsque l'ensoleillement de la face arrière est limité et que la priorité est donnée à une installation économique.

Pour les développeurs de projets solaires et les acheteurs commerciaux, la meilleure option est celle qui offre la rentabilité la plus solide dans des conditions d'exploitation réalistes. L'évaluation de l'environnement d'installation, la comparaison des données techniques vérifiées et la modélisation du rendement énergétique attendu sont des étapes essentielles pour prendre cette décision.