Sur un panneau solaire, l'ombrage ne fait pas perdre la seule surface couverte : parce que les cellules sont reliées en série, une petite zone à l'ombre limite le courant de toute la rangée. C'est le paramètre le plus mal compris d'une installation, et celui qui explique la plupart des productions décevantes malgré une bonne orientation. Une ombre de la taille d'une main coûte donc bien plus que ce qu'elle cache.
Le principe du tuyau le plus étroit
Les cellules d'un panneau sont câblées en série, donc traversées par le même courant. Une cellule à l'ombre produit moins et impose sa limite à toutes les autres, exactement comme la section la plus étroite d'une canalisation impose son débit. Une seule cellule masquée peut ainsi faire chuter la production de la chaîne entière, alors qu'elle ne représente qu'une fraction de la surface. C'est ce qui rend l'ombrage si différent d'une simple perte de surface.
Les diodes limitent les dégâts
Les panneaux ne sont pas laissés sans défense. Ils embarquent des diodes de dérivation, généralement trois, qui isolent la portion touchée et laissent le courant contourner la zone à l'ombre. La perte se limite alors à un tiers du panneau au lieu de sa totalité. Ces diodes ont une seconde fonction, moins connue : sans elles, une cellule ombragée forcée à conduire dissipe l'énergie en chaleur et crée un point chaud, capable d'endommager le panneau à la longue.
Là où le problème remonte d'un cran
Ce qui vaut entre cellules vaut aussi entre panneaux. Avec un onduleur central, tous les panneaux d'une même chaîne partagent le même courant : un panneau partiellement masqué tire l'ensemble vers le bas. Micro-onduleurs et optimiseurs existent précisément pour cela : ils rendent chaque panneau indépendant. Sur un toit dégagé, ils n'apportent presque rien et coûtent plus cher ; sur un toit avec une cheminée, une antenne ou un arbre voisin, ils changent le résultat. Le choix se fait donc au cas par cas, comme celui de l'orientation.
L'ombre se mesure en hiver
C'est le conseil pratique le plus utile, et le plus souvent négligé. En été, le soleil est haut et les obstacles projettent des ombres courtes ; en décembre, le même soleil rase l'horizon et l'ombre d'une cheminée traverse la moitié du toit. Une installation validée un après-midi de juillet peut se retrouver à l'ombre plusieurs heures par jour en hiver. Le repérage se fait donc à la mauvaise saison, ou à l'aide d'une simulation de course du soleil.
Repérer les masques avant la pose
Sans attendre décembre, trois gestes simples donnent une bonne idée de la situation. D'abord, faire le tour du toit depuis l'emplacement prévu et noter tout ce qui dépasse côté sud : cheminée, lucarne, antenne, faîtage voisin, pylône, haie. Ensuite, photographier le toit à plusieurs heures d'une même journée pour voir où l'ombre se déplace. Enfin, demander à l'installateur une étude qui intègre le profil d'horizon du site plutôt qu'un simple calcul d'ensoleillement moyen : une étude sérieuse indique, panneau par panneau, ceux qui seront touchés et à quel moment de l'année.
Et l'arbre qui pousse
Un obstacle absent aujourd'hui peut apparaître en quelques années : une haie qu'on laisse monter, l'arbre du voisin, une extension construite à côté. C'est le seul cas où le calcul de départ devient faux tout seul, et il vaut la peine d'y penser avant la pose plutôt que de constater une baisse de production qu'on attribuera d'abord au matériel. Avant d'accuser le panneau, mieux vaut d'ailleurs vérifier l'appareil qui convertit le courant, en suivant le test de l'onduleur.
Feuille ou fiente, production à l'ombre et micro-onduleurs
Une feuille ou une fiente sur un panneau, est-ce grave ?
Le mécanisme est le même qu'avec une ombre : la cellule couverte bride sa portion du panneau. La pluie suffit souvent à la nettoyer ; si la tache persiste, un rinçage doux à l'eau claire évite qu'elle ne crée un point chaud.
Un panneau partiellement ombragé produit-il encore ?
Oui. Grâce aux diodes de dérivation, la partie restée au soleil continue de produire ; c'est la portion touchée, et parfois toute la chaîne avec un onduleur central, qui perd de la puissance.
Les micro-onduleurs suppriment-ils l'effet de l'ombre ?
Non : le panneau à l'ombre produit toujours moins. Ils évitent seulement que sa baisse ne se propage aux panneaux voisins restés au soleil.