Un panneau solaire bifacial produit de l’électricité grâce à sa face avant, comme un module photovoltaïque classique, mais aussi grâce à sa face arrière. Celle-ci capte une partie de la lumière diffuse et du rayonnement réfléchi par la toiture, le sol ou la neige. Cette technologie peut augmenter la production d’une installation en Suisse, à condition que la face arrière soit suffisamment exposée. Le gain ne dépend donc pas uniquement du panneau, mais surtout de la manière dont il est installé.
Comment fonctionne un panneau photovoltaïque bifacial ?
Un module monofacial possède généralement une face arrière opaque. Un module bifacial utilise des cellules photovoltaïques capables de convertir la lumière reçue des deux côtés. Sa face arrière est protégée par une seconde plaque de verre ou, selon les modèles, par une couche transparente adaptée.
La face avant reçoit principalement le rayonnement direct et diffus. La face arrière exploite surtout la lumière réfléchie par les surfaces environnantes, ainsi qu’une partie de la lumière diffuse provenant du ciel.
Le module ne crée donc pas davantage de lumière. Il valorise une partie du rayonnement qui aurait été perdu avec un panneau conventionnel. La production supplémentaire dépend de plusieurs paramètres :
- la quantité de lumière atteignant l’arrière du module ;
- le pouvoir réfléchissant de la surface située sous les panneaux ;
- la hauteur de pose ;
- l’inclinaison et l’espacement entre les rangées ;
- les ombres créées par la structure, les câbles et les autres modules ;
- la technologie des cellules photovoltaïques.
Quel gain de production attendre d’un panneau solaire bifacial ?
Dans une installation correctement conçue, le gain bifacial peut représenter environ 5 à 15 % de production supplémentaire par rapport à un module monofacial comparable, à titre indicatif. Des résultats plus élevés peuvent être observés dans des configurations particulièrement favorables, mais ils ne doivent pas être considérés comme une valeur garantie.
Sur une toiture inclinée où les panneaux sont posés presque directement contre une couverture sombre, la face arrière reçoit peu de lumière. Le gain peut alors être très faible, voire négligeable. Sur un toit plat clair, un carport solaire ou une installation au sol suffisamment surélevée, le potentiel est nettement plus intéressant.
Le gain doit être calculé sur la production annuelle de l’ensemble du système. Une promesse commerciale annonçant une production supplémentaire maximale ne permet pas de connaître le résultat réel sur un bâtiment donné.
Ne pas confondre bifacialité et gain énergétique
La fiche technique peut indiquer un taux de bifacialité. Cette valeur compare la capacité électrique de la face arrière à celle de la face avant dans des conditions de mesure normalisées. Selon la technologie, elle peut se situer autour de 70 à 85 %, à titre indicatif.
Un taux de bifacialité de 80 % ne signifie pas que le panneau produira 80 % d’énergie supplémentaire. La face arrière reçoit généralement beaucoup moins de rayonnement que la face avant. Le gain annuel réel dépend donc de la lumière disponible derrière le module.
Quel rôle joue l’albédo ?
L’albédo désigne la proportion de lumière réfléchie par une surface. Une surface sombre absorbe une grande partie du rayonnement, tandis qu’une surface claire en renvoie davantage vers les panneaux.
Les matériaux situés sous l’installation ont donc une influence directe :
- une membrane de toiture claire présente généralement un albédo favorable ;
- du béton clair ou des graviers blancs peuvent réfléchir une part intéressante du rayonnement ;
- une toiture bitumineuse noire offre un potentiel inférieur ;
- la végétation possède un comportement variable selon son état et la saison ;
- la neige fraîche peut réfléchir fortement la lumière.
En Suisse, la neige peut temporairement favoriser la production arrière lorsqu’elle entoure des panneaux dégagés. Elle peut toutefois aussi recouvrir leur face avant et interrompre la production. Son effet annuel dépend de l’altitude, de la pente, de la durée d’enneigement et de la configuration de l’installation.
Dans quelles installations les panneaux bifaciaux sont-ils pertinents ?
Les toitures plates
Un toit plat permet de surélever et d’incliner les panneaux, laissant ainsi davantage de lumière atteindre leur face arrière. Une membrane claire peut renforcer cet avantage. La disposition des rangées doit néanmoins éviter qu’elles se fassent trop d’ombre.
Une configuration est-ouest peut exploiter efficacement la surface disponible, mais l’espace réduit entre les modules limite parfois le rayonnement arrière. Une étude comparative doit donc opposer la densité de puissance installable au gain bifacial attendu.
Les carports et les pergolas solaires
Les carports constituent une application particulièrement adaptée. Les modules sont éloignés du sol, leur face arrière reste dégagée et la lumière peut être réfléchie par le revêtement du parking. Les panneaux bifaciaux peuvent aussi apporter un aspect visuel plus léger lorsqu’ils sont conçus en double verre.
Les installations au sol
Une installation au sol offre une grande liberté pour régler la hauteur, l’espacement et l’inclinaison. La végétation, le gravier ou un revêtement clair peuvent être intégrés à la modélisation. Il faut cependant considérer l’entretien du terrain et les ombres portées par les structures.
Les façades et installations verticales
Un panneau bifacial placé verticalement peut produire avec ses deux faces, notamment dans une installation orientée est-ouest. Cette configuration génère davantage d’électricité le matin et en fin de journée, avec une production plus faible autour de midi.
Elle peut être pertinente pour certaines façades, clôtures photovoltaïques ou infrastructures, particulièrement lorsque la production hivernale et l’utilisation de la lumière réfléchie par la neige présentent un intérêt.
Quand un module bifacial apporte-t-il peu d’avantages ?
La technologie est moins pertinente lorsque la face arrière est presque entièrement occultée. C’est souvent le cas sur une toiture inclinée avec une pose parallèle et un faible espace entre les panneaux et la couverture.
Le gain peut aussi être limité lorsque :
- la surface située sous les modules est très sombre ;
- les panneaux sont trop proches du support ;
- la structure masque une grande partie des cellules arrière ;
- les rangées sont insuffisamment espacées ;
- des équipements techniques créent des ombres irrégulières ;
- le coût supplémentaire dépasse la valeur de l’énergie produite.
Dans ces situations, un module monofacial performant peut offrir un meilleur rapport entre le prix, la puissance installée et la production annuelle.
Panneau bifacial ou monofacial : comparatif panneau solaire
Un comparatif panneau solaire ne doit pas se limiter à la puissance nominale indiquée sur l’étiquette. La puissance avant d’un module bifacial est généralement mesurée dans les mêmes conditions standard que celle d’un module monofacial. La contribution arrière doit être ajoutée à partir d’une simulation propre au projet.
Les principales différences sont les suivantes :
- Le panneau monofacial exploite principalement sa face avant.
- Le panneau bifacial valorise aussi le rayonnement arrière.
- Le bifacial exige une conception plus précise de la structure et de son environnement.
- Les modèles double verre peuvent offrir une bonne protection contre l’humidité et les contraintes mécaniques.
- Le double vitrage peut aussi augmenter le poids du module et imposer une vérification de la structure porteuse.
Le prix d’un module bifacial peut être légèrement supérieur à celui d’un modèle monofacial comparable. L’écart varie selon le fabricant, la puissance, la technologie et les conditions du marché. L’analyse doit porter sur le coût de l’électricité produite pendant toute la durée de vie, et non uniquement sur le prix d’achat du panneau.
Quelle marque de panneau solaire bifacial choisir ?
Le choix d’une marque de panneau solaire ne doit pas reposer uniquement sur une puissance élevée ou sur un gain bifacial annoncé. Plusieurs fabricants proposent désormais des modules bifaciaux équipés de cellules de type N, TOPCon, à hétérojonction ou à contacts arrière.
Avant de comparer les marques, il convient d’examiner :
- la puissance et le rendement de la face avant ;
- le taux de bifacialité indiqué sur la fiche technique ;
- le coefficient de température ;
- la dégradation garantie au fil des années ;
- les garanties produit et performance ;
- la résistance aux charges de neige et de vent ;
- le poids et les dimensions du module ;
- les certifications applicables en Suisse ;
- la disponibilité du fabricant et de son service après-vente.
Une garantie longue reste utile uniquement si ses conditions sont claires et si l’entreprise responsable dispose d’une présence durable. La disponibilité de modules de remplacement compatibles doit également être considérée.
Quelles contraintes techniques vérifier en Suisse ?
Un panneau bifacial double verre peut peser plus de 20 kilogrammes, selon ses dimensions. Sur une toiture existante, la capacité portante doit être vérifiée avec les charges liées au lestage, au vent et à la neige.
La structure de montage doit limiter les zones d’ombre sur la face arrière. Des rails larges, des câbles mal positionnés ou des boîtiers de connexion trop présents peuvent réduire l’uniformité du rayonnement et créer des différences de production entre les cellules.
L’onduleur doit aussi être dimensionné en intégrant le gain arrière potentiel. Une puissance supplémentaire non prise en compte peut entraîner davantage de limitation lors des périodes de fort rayonnement. À l’inverse, surdimensionner excessivement l’onduleur augmente le coût sans nécessairement améliorer la production annuelle.
Comment estimer correctement la production bifaciale ?
Une simulation classique fondée uniquement sur l’orientation et l’inclinaison de la face avant n’est pas suffisante. L’étude doit intégrer :
- l’albédo réel ou estimé du support ;
- la hauteur des panneaux ;
- la distance entre les rangées ;
- la géométrie de la structure ;
- les ombrages sur la face avant et la face arrière ;
- la bifacialité du module ;
- les conditions climatiques locales ;
- les pertes électriques et les différences d’irradiation entre les cellules.
Les résultats doivent idéalement présenter séparément la production avant, la contribution arrière et le gain annuel attendu. Cette transparence permet de comparer une solution bifaciale à une installation monofaciale de même puissance.
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Le panneau bifacial est-il le bon choix pour votre toiture ?
Le bifacial est particulièrement intéressant lorsque l’installation laisse circuler la lumière derrière les modules et bénéficie d’une surface réfléchissante. Il peut augmenter la production sur un toit plat, un carport, une façade ou une centrale au sol. Sur une toiture inclinée conventionnelle, son avantage doit être évalué avec davantage de prudence.
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