Ombre sur des panneaux solaires : pourquoi la perte dépasse toujours la surface ombrée

Une cellule à l'ombre freine toute la chaîne

Les cellules d'un panneau sont câblées en série, et les panneaux d'une chaîne le sont entre eux. Dans un circuit série, le courant qui traverse l'ensemble est celui que laisse passer le maillon le plus faible. Une cellule à l'ombre produit moins de courant : elle impose sa limite à toutes les autres, y compris à celles en plein soleil.

Sans protection, cette cellule chaufferait en dissipant l'énergie des autres — c'est le point chaud. Les fabricants intercalent donc des diodes de dérivation, en général deux ou trois par panneau, chacune couvrant un groupe de cellules. Quand un groupe est ombré, sa diode le court-circuite : le courant reprend son chemin, mais le groupe entier cesse de produire.

Ce que rattrapent les optimiseurs, et ce qu'ils ne rattrapent pas

Un onduleur de chaîne cherche un point de fonctionnement unique pour l'ensemble des panneaux qui lui sont raccordés. Les optimiseurs de puissance et les micro-onduleurs déplacent cette recherche au niveau du panneau, parfois du demi-panneau : chacun travaille alors à son propre optimum.

• Ce qu'ils suppriment : l'effet de contagion. Un panneau ombré ne tire plus vers le bas les panneaux ensoleillés de la même chaîne.
• Ce qu'ils ne suppriment pas : l'énergie que le panneau ombré ne reçoit pas. Aucune électronique ne fabrique du soleil.
• Ce qui reste à la conception : regrouper sur une même chaîne les panneaux touchés par la même ombre, plutôt que de les répartir. Le câblage se décide avant la pose, et se corrige mal après.

L'ordre de grandeur du gain dépend de la géométrie de l'ombre, du nombre de panneaux concernés et du câblage. Il se mesure sur l'installation, il ne se lit pas dans une brochure. Méfiez-vous d'un devis qui annonce un pourcentage de récupération sans décrire l'ombre qu'il corrige.

L'horizon est déjà dans nos chiffres, la cheminée non

Il faut distinguer deux ombres qui n'ont ni la même cause ni le même traitement. L'horizon est la ligne des reliefs lointains : une montagne, une colline, une crête qui retarde le lever du soleil et avance son coucher. L'obstacle proche est une cheminée, un arbre, le pignon du voisin — quelques mètres, et une ombre qui balaie la toiture au fil des heures.

Les productions que nous publions par commune intègrent l'horizon du relief, tel que PVGIS le calcule à partir du modèle de terrain. L'effet est parfois considérable : Mieussy, en Haute-Savoie, ressort à 650 kWh par kWc et par an, contre 1 210 pour la médiane de son propre département — 46 % en moins, uniquement à cause des montagnes qui l'entourent. À l'échelle de la métropole, 31 communes passent sous 900 kWh par kWc et 237 sous 1 000, pour une médiane à 1 140.

Le modèle de terrain ne connaît ni les cheminées, ni les arbres, ni les constructions. L'ombre proche se déduit donc en plus du chiffre de la commune, jamais à sa place. Un devis qui reprend une production de référence sans avoir regardé la toiture n'a rien déduit du tout.

Quand l'obstacle est une construction voisine, la question devient juridique autant que technique : le guide sur la perte d'ensoleillement due à la construction du voisin traite des délais de recours, et l'étude d'ensoleillement (/ensoleillement) mesure l'avant/après en heures de soleil sur la façade.

Ombre ou promesse : la forme de la courbe tranche

Une production décevante a trois causes possibles, et l'ombrage n'est que l'une d'elles. Les relevés de votre onduleur les séparent, à condition de regarder la forme des courbes et pas seulement le total.

• Chute brutale à la même heure chaque jour, qui se décale avec la saison : une ombre portée. Le décalage saisonnier est la signature — le soleil monte plus haut en été, l'ombre arrive plus tard.
• Plateau plat aux heures de pointe en été : l'onduleur écrête. C'est un dimensionnement, pas une ombre.
• Courbe de forme normale, mais trop basse toute l'année : ni ombre ni matériel. La promesse était surévaluée, ou la puissance posée n'est pas celle facturée.

Le troisième cas est le plus fréquent, et le seul où l'installation n'a rien. Le guide sur la production photovoltaïque trop faible détaille le tri des trois causes ; la vérification gratuite de la promesse, elle, compare le chiffre du devis au plafond physique de la toiture.

Les preuves à réunir

1. Photographier la toiture à heures fixes, par exemple 9 h, 12 h et 16 h, le même jour, avec l'horodatage de l'appareil. Refaire la série à une autre saison : la même ombre ne tombe pas au même endroit en décembre et en juin.
2. Exporter les courbes journalières de l'onduleur ou du portail du fabricant, sur une journée claire de chaque saison. Une courbe quotidienne montre ce qu'un total mensuel efface.
3. Relever ce qui projette l'ombre : hauteur, distance à la toiture, direction. Trois mesures suffisent à refaire le calcul.
4. Conserver le document où figure la promesse : devis, étude de rentabilité, simulation photographiée. C'est la pièce que le vendeur ne fournira pas deux fois.