Panneaux solaires en hiver : oui, ça produit (guide complet)

Introduction : lumière, pas chaleur

Un panneau photovoltaïque convertit la lumière en électricité, pas la chaleur. Cette distinction est essentielle pour comprendre pourquoi vos modules solaires continuent de fonctionner en hiver, même par températures négatives. En réalité, le froid améliore significativement le rendement des cellules PV : la tension de la cellule (et donc du panneau) monte largement plus que la chute de courant entraînée par la baisse de température, ce qui se traduit par un gain net de puissance à irradiance égale.

Pourtant, la production hivernale reste inférieure à celle de l'été. Pourquoi ? Parce que l'hiver apporte d'autres contraintes physiques : journées plus courtes, soleil plus bas sur l'horizon, ombres plus longues, et parfois neige ou salissures qui masquent les modules. Cet article démêle le vrai du faux et vous explique précisément ce qui change vraiment entre décembre et juillet.

Mythes vs réalité : déminage des idées reçues

Beaucoup de croyances circulent sur les performances hivernales du photovoltaïque. Voici les quatre mythes les plus courants, confrontés aux faits scientifiques.

Mythe 1 : "S'il fait froid, ça ne marche pas"

Réalité : Les modules PV produisent mieux quand il fait froid. La tension de la cellule augmente significativement avec la baisse de température, et cette hausse compense largement la légère diminution du courant. Résultat : la puissance instantanée est supérieure à basse température (à irradiance égale). Une journée froide et ensoleillée peut produire 5 à 10 % de plus qu'une journée chaude de même ensoleillement.

« Le froid améliore réellement la production photovoltaïque : c'est un fait physique, pas une compensation. »

Mythe 2 : "Sans plein soleil, c'est zéro"

Réalité : Les panneaux photovoltaïques réagissent aussi à la lumière diffuse (celle qui traverse les nuages ou se réfléchit dans l'atmosphère). Certes, la production baisse par temps couvert, mais elle ne tombe jamais à zéro tant qu'il y a du « jour ». Une journée grise d'hiver peut encore fournir 10 à 30 % de la puissance d'une journée ensoleillée, selon l'épaisseur de la couverture nuageuse.

Mythe 3 : "La neige détruit les panneaux"

Réalité : La neige ne détruit pas les modules (qui sont conçus pour résister à des charges mécaniques importantes). En revanche, elle bloque la lumière si elle reste sur la surface des cellules. Le vrai enjeu est donc le masquage temporaire, pas la dégradation matérielle. Bonus : en glissant, la neige peut aider à nettoyer les salissures accumulées dans le bas des modules.

Mythe 4 : "En hiver ça ne sert à rien"

Réalité : La production hivernale est plus faible, mais elle contribue souvent au talon de consommation (box internet, réfrigérateur, VMC, éclairage…). Et lors d'une belle journée froide et ensoleillée, la puissance instantanée peut être excellente. En outre, l'hiver représente environ 30 % de la production annuelle dans beaucoup de régions : ce n'est pas négligeable.

Pourquoi la production baisse en hiver (même si le froid améliore le rendement)

C'est LA section qui évite la confusion entre « rendement » et « production ». Le rendement d'un module (son efficacité instantanée) est meilleur en hiver grâce au froid, mais la production totale (en kWh sur la journée) sera plus faible. Voici les trois facteurs physiques qui expliquent ce paradoxe.

1) Moins d'irradiation disponible

L'hiver réduit la ressource solaire pour deux raisons :

• Journées plus courtes : En décembre, le soleil se lève tard et se couche tôt. En Belgique, on passe d'environ 16 heures de jour en juin à moins de 8 heures en décembre.
• Soleil plus bas sur l'horizon : L'angle d'incidence est moins favorable, la lumière traverse une épaisseur d'atmosphère plus importante, ce qui réduit l'irradiance reçue par mètre carré.
• Plus de ciels couverts : Selon les régions, l'hiver apporte davantage de journées grises, augmentant la part de lumière diffuse (moins énergétique que le rayonnement direct).

Phrase-clé à retenir : L'hiver baisse l'« entrée » (la quantité de lumière disponible), mais le panneau fonctionne mieux avec cette lumière grâce au froid.

2) Le "facteur ombre" explose

Avec un soleil bas, les ombres deviennent beaucoup plus longues. Un arbre, une cheminée, une lucarne ou la maison voisine peuvent projeter des ombres qui n'existaient pas en été. Parfois, on découvre en décembre qu'un obstacle marginal en juin devient critique en hiver.

Sur un string classique (où les modules sont en série), un seul panneau ombragé peut limiter le courant de tout le groupe, entraînant des pertes disproportionnées. C'est pourquoi l'analyse de l'ombrage hivernal est essentielle lors de la conception d'une installation.

3) Neige, givre, salissures : pertes par masquage

En zones plus froides ou en altitude, la neige devient un vrai paramètre d'exploitation. Mais même dans les régions tempérées, un film de salissures (feuilles mortes, poussières, dépôts organiques) combiné à l'humidité hivernale peut réduire la transmission lumineuse de 5 à 15 %, selon l'état des modules.

Les toitures inclinées favorisent le ruissellement et le glissement naturel de la neige... 🔗 Voir les systèmes de fixation

Le froid : un véritable allié (avec un point technique à surveiller)

Le froid améliore réellement la production

Contrairement à une idée reçue, le froid n'est pas simplement « moins pénalisant » : il améliore activement la production. Voici pourquoi :

• La tension de cellule augmente significativement quand la température baisse (environ +0,3 à +0,4 V par panneau pour une chute de 20°C).
• Le courant baisse légèrement (environ -1 à -2 %), mais cette diminution est minime comparée à la hausse de tension.
• La puissance (P = U × I) augmente globalement : gain net de 5 à 10 % à 5°C comparé à 25°C (à irradiance égale).

C'est pour cette raison que les journées d'hiver froides et ensoleillées peuvent produire une puissance instantanée excellente, parfois supérieure à une journée chaude d'été de même ensoleillement.

Point technique critique : la tension DC monte en hiver

Cette augmentation de tension a une conséquence importante pour le dimensionnement :

• Un panneau avec une Voc nominale de 45 V à 25°C peut atteindre 50 à 52 V à -10°C.
• Sur un string de 20 modules, cela peut représenter une augmentation de 100 à 140 V au total.

Conséquence critique : Si le dimensionnement n'a pas été fait correctement, un champ PV peut dépasser la tension DC maximale admissible par l'onduleur (ou le matériel de protection), ce qui peut entraîner des défauts, voire des dégâts matériels.

Inclinaison et orientation : stratégies pour maximiser la production hivernale

Raccordé au réseau : viser l'autonomie de mars à octobre

Pour quelqu'un raccordé au réseau vivant dans le nord de la France, en Belgique ou dans des latitudes similaires, viser l'autonomie grâce au photovoltaïque en hiver peut être un défi inatteignable. La combinaison de journées courtes, d'ensoleillement faible et d'une consommation accrue (chauffage, éclairage) rend cet objectif très difficile.

Notre recommandation Wattuneed : Ne visez pas l'autonomie hivernale si vous êtes raccordé au réseau. Concentrez-vous plutôt sur une autonomie quasi totale de mars/avril jusqu'à septembre/octobre, période où la ressource solaire est largement suffisante. Le réseau complète naturellement vos besoins en hiver, et vous pouvez même injecter vos surplus estivaux selon votre contrat.

Sites autonomes : dimensionnement multi-énergie

Pour nos clients vivant en autonomie complète sous nos latitudes plus nordiques, nous conseillons de bien prendre en compte la chute de production hivernale dans les calculs de dimensionnement. Quelques principes clés :

• Éviter d'être dépendant du solaire pour le chauffage : la production hivernale est trop variable et insuffisante pour garantir le confort thermique.
• Adopter une approche multi-énergie : par exemple, utiliser un préparateur d'eau chaude au gaz, bois ou mazout pour les mois les plus difficiles (décembre-janvier), tout en profitant du solaire le reste de l'année.
• Surdimensionner le champ PV : installer davantage de panneaux que nécessaire en été pour compenser partiellement l'hiver (mais attention aux coûts et à l'espace disponible).
• Prévoir une capacité batterie importante : pour stocker l'énergie des rares journées ensoleillées et lisser la consommation sur plusieurs jours gris.

Stratégies d'inclinaison et d'orientation pour l'autonomie hivernale

Lorsque l'objectif est de maximiser la production hivernale (pour sites autonomes ou besoins spécifiques), voici les stratégies recommandées :

• Inclinaison plus forte au sud : 50 à 60° (voire plus) pour mieux « viser » le soleil bas de décembre et favoriser le glissement de la neige.
• Panneaux Est/Ouest : Ajouter une partie non négligeable des panneaux en orientation est et ouest pour mieux répartir la production tout au long de la journée. Cela évite les pics de production inutilisables et améliore l'autoconsommation.
• Suiveur solaire (tracker) : Solution idéale pour limiter grandement la perte de production hivernale. Les suiveurs à 2 axes suivent le soleil tant sur l'axe est/ouest que sur l'inclinaison, maximisant ainsi la captation de lumière en permanence.

Astuce très "service" : PVGIS

Le meilleur moyen de vérifier l'impact de l'inclinaison et de l'orientation sur la production mensuelle est d'utiliser PVGIS (Photovoltaic Geographical Information System), l'outil gratuit développé par le Joint Research Centre de la Commission européenne. Il s'appuie sur des données météo historiques et des calculs horaires sur plusieurs années.

Vous pouvez simuler différentes inclinaisons et voir précisément la production attendue pour chaque mois. C'est un excellent outil pédagogique pour calibrer les attentes et éviter les déceptions hivernales.

Ombrage : le vrai sujet d'hiver (et comment le limiter)

Pourquoi c'est plus critique en décembre

Avec le soleil bas sur l'horizon, les ombres sont beaucoup plus longues qu'en été. Un arbre à 10 mètres peut projeter une ombre de 15 à 20 mètres en décembre, contre 5 à 8 mètres en juin. Même un petit obstacle (lucarne, cheminée, antenne) peut « mordre » sur des heures clés de production (10h-14h).

Comment l'expliquer clairement (pédagogie)

Sur un string classique (modules en série), le courant est limité par le module le plus faible. Si un panneau est ombragé à 50 %, le courant de tout le string peut chuter de 30 à 70 % (selon la configuration et la technologie des cellules). C'est ce qu'on appelle l'effet « maillon faible ».

Solutions typiques

• Répartir les modules sur plusieurs MPPT si l'onduleur le permet (onduleurs multi-strings) : ainsi, un string ombragé ne pénalise pas les autres.
• Utiliser des micro-onduleurs (un par module) ou des optimiseurs de puissance : chaque panneau fonctionne de manière indépendante, limitant l'impact de l'ombrage localisé.
• Revoir le calepinage (disposition des modules) : placer les zones sans ombre sur les strings principaux, et isoler les zones problématiques sur des MPPT dédiés ou avec optimiseurs.

Neige : "ennemi" ou "bonus" ?

1) La neige sur le panneau = plutôt négatif

Si les cellules sont masquées par la neige, la production chute (logique : pas de lumière = pas de conversion). Une couche de neige de 5 cm peut bloquer 90 à 100 % de la lumière. Le vrai enjeu est donc la durée de couverture : plus la neige reste longtemps, plus les pertes d'exploitation s'accumulent.

Heureusement, les panneaux solaires sont généralement noirs ou bleu foncé, ce qui favorise l'absorption de chaleur (même par temps froid). Dès que le soleil réapparaît, la neige fond souvent rapidement sur la surface vitrée, surtout si l'inclinaison est forte.

2) La neige en glissant peut aider à nettoyer

Un effet secondaire positif de la neige : en glissant le long des modules, elle peut emporter les salissures accumulées dans la partie inférieure du panneau (voir section nettoyage ci-dessous). C'est un « nettoyage naturel » qui peut améliorer la production une fois la neige partie.

3) La neige autour du panneau peut aider (effet "albédo")

Un sol très clair (neige fraîche) peut réfléchir jusqu'à 60 à 80 % de la lumière solaire, contre 15 à 25 % pour un sol sombre. Cette lumière réfléchie peut être captée par les modules, notamment par les panneaux bifaciaux (qui produisent aussi par l'arrière).

L'effet albédo peut augmenter la production de 5 à 15 % (voire plus avec des bifaciaux bien conçus et un sol très réfléchissant). Mais attention : cet effet ne compense pas les pertes dues à la neige sur les modules.

« Message simple : neige sur le module = perte ; neige qui glisse = nettoyage gratuit ; neige au sol = parfois gain (si le module reste dégagé). »

Entretien & monitoring : quoi faire en hiver (sans risque)

Le point critique : salissures dans le cadre inférieur

Un aspect souvent négligé de l'entretien hivernal concerne le cadre en partie inférieure du panneau. Ce cadre remonte légèrement sur la feuille de verre (généralement de 3 à 8 mm), créant une petite « marche » où les salissures peuvent s'accumuler :

• Feuilles mortes, poussières, débris organiques s'accumulent dans cette zone et forment une bande sombre.
• En hiver, l'humidité favorise la formation de dépôts qui adhèrent au verre.
• Quand la crasse atteint la première cellule (qui se trouve généralement entre 5 et 15 mm plus haut que le bord du cadre), cela peut influencer négativement la production, notamment sur les panneaux de première génération.

La bonne nouvelle : La neige en glissant peut aider à nettoyer cette saleté. Mais quand cela ne suffit pas (ou dans les régions peu enneigées), un nettoyage manuel peut être nécessaire.

Encore mieux : Les cellules récentes (Half-Cut, PERC, TOPCon) grâce à leurs multiples fils (busbar) permettant au courant de trouver son chemin, sont beaucoup moins impactées que les cellules de première génération (3 busbar). L'ombrage partiel sur le bas de cellule pénalise donc moins la production globale.

Entretien "utile" (et raisonnable)

• Inspection visuelle du cadre inférieur : Vérifier l'absence de bande sombre ou de débris coincés. Un nettoyage doux (eau claire, brosse souple) peut améliorer la transmission lumineuse de 5 à 10 % si cette zone est très sale.
• Surveillance de la neige : En zones enneigées, surveiller les périodes de couverture prolongée (plusieurs jours). Si la neige ne glisse pas naturellement, évaluer l'opportunité d'une intervention professionnelle (jamais en amateur sur toiture).
• Vérification des connexions : Les cycles gel-dégel peuvent fragiliser certaines connexions électriques (connecteurs MC4, câbles). Un contrôle visuel annuel (avant l'hiver) est recommandé.

⚠️ Sécurité (important)

Ne tentez JAMAIS de déneiger ou nettoyer vous-même une toiture : risque de chute, de glissade, ou de dégâts sur les modules (rayures, microfissures). Privilégiez :

• l'attente du glissement naturel (favorisé par l'inclinaison et la chaleur des modules),
• le suivi de production via monitoring pour quantifier les pertes,
• l'intervention de professionnels équipés si nécessaire (rare en Belgique, plus courant en montagne).

Monitoring : le courant, meilleur indicateur que la puissance

Un système de monitoring (suivi en temps réel de la production) vous permet de répondre à ces questions essentielles :

• « Est-ce que ça produit encore ? »
• « Est-ce qu'un string est à zéro ? » (possible signe d'ombrage ou de défaut)
• « Est-ce que l'ombre d'hiver plombe tout ? »
• « La neige est-elle encore présente ? » (production = 0 ou proche de zéro)

Point technique important : Au-delà de la production en watts, c'est le courant (A) qui est le plus représentatif de l'ensoleillement. Pourquoi ? Parce que :

• La tension varie avec la température (plus haute en hiver, plus basse en été).
• Le courant est directement proportionnel à l'irradiance reçue (lumière).
• Deux strings avec des tensions différentes (dus à un nombre de panneaux différent) doivent tourner dans la même zone de courant sous ensoleillement équivalent. Si un string affiche un courant nettement inférieur, c'est le signe d'un problème (ombrage, salissure, défaut).

Le monitoring intelligent (avec affichage du courant par string) permet donc de détecter rapidement les anomalies et d'intervenir avant que les pertes ne s'accumulent.

"À quoi s'attendre" : calibrer les attentes hivernales

Il est essentiel de cadrer les attentes dès la conception du projet. Voici un ordre de grandeur réaliste (variable selon région, orientation, ombrage) :

Ce ratio est typique pour la Belgique et le nord de la France. Plus on descend en latitude (sud de la France), plus l'hiver est productif (jusqu'à 35-40 % de la production annuelle).

Message à retenir : Oui, ça produit en hiver, mais l'hiver n'est pas la saison « record ». C'est normal, et c'est prévu dans les simulations de rentabilité. Une installation bien dimensionnée reste rentable sur l'année, grâce aux excellentes performances estivales qui compensent largement.

Tableau récapitulatif : froid vs ressource solaire

Conclusion : l'hiver est une saison normale, pas un arrêt

Oui, un panneau photovoltaïque produit en hiver : il suffit de lumière, même diffuse. Le froid améliore réellement la production grâce à l'augmentation de tension qui compense largement la légère baisse de courant. Les vraies causes de baisse sont la ressource solaire réduite (jours courts, soleil bas), l'ombrage plus marqué, et parfois la neige ou les salissures qui masquent les modules.

Avec une installation bien pensée (analyse de l'ombrage hivernal, dimensionnement adapté à vos objectifs, électronique appropriée, suivi via monitoring), l'hiver devient une saison « normale »… et pas un arrêt complet. Les 25 à 35 % de production hivernale contribuent à votre autonomie et à la rentabilité globale du système sur 25 ans.

Pour les installations raccordées au réseau : Visez l'autonomie de mars à octobre, et laissez le réseau compléter naturellement vos besoins hivernaux.

Pour les sites autonomes : Adoptez une stratégie multi-énergie, privilégiez les orientations Est/Ouest et les inclinaisons fortes, et envisagez sérieusement un suiveur solaire pour maximiser la production hivernale.

« L'hiver photovoltaïque, c'est comme l'hiver d'un agriculteur : la belle saison donne l'essentiel de la récolte, mais le reste de l'année compte aussi. »

Questions fréquentes (FAQ)

Est-ce que des panneaux solaires produisent quand il fait 0°C ?

Oui, et même mieux qu'à 25°C. Le froid améliore réellement la production : la tension augmente significativement, compensant largement la légère baisse de courant. C'est la lumière qui est le facteur limitant en hiver, pas la température.

Est-ce que ça marche quand il fait gris ?

Oui, mais moins. Les panneaux utilisent aussi la lumière diffuse (celle qui traverse les nuages). Une journée grise peut encore produire 10 à 30 % de la puissance d'une journée ensoleillée, selon l'épaisseur de la couverture nuageuse.

Pourquoi ça produit moins en hiver ?

Trois raisons principales : jours plus courts (moins d'heures de production), soleil plus bas sur l'horizon (irradiance réduite), et ombrage plus marqué (ombres plus longues). Parfois aussi neige ou salissures qui masquent les modules.

Faut-il nettoyer la neige sur les panneaux ?

Seulement si c'est sûr et réalisable professionnellement. Ne montez JAMAIS sur une toiture enneigée vous-même (risque de chute grave). Le vrai sujet est la durée de couverture : si la neige glisse naturellement en 1-2 jours, les pertes sont limitées et le glissement nettoie même les salissures. Sinon, évaluez l'opportunité d'une intervention pro.

Comment surveiller efficacement ma production en hiver ?

Surveillez le courant (A) plutôt que seulement la puissance (W). Le courant est directement proportionnel à l'ensoleillement et permet de comparer des strings même s'ils ont des tensions différentes. Deux strings sous même ensoleillement doivent afficher des courants similaires.

Dois-je viser l'autonomie hivernale ?

Cela dépend de votre situation : Si vous êtes raccordé au réseau en Belgique/nord France, visez plutôt l'autonomie de mars à octobre. Pour les sites autonomes, adoptez une stratégie multi-énergie et envisagez un suiveur solaire ou des orientations Est/Ouest pour maximiser la production hivernale.

Y a-t-il un point technique à surveiller en hiver ?

Oui : la tension DC monte au froid. Il faut toujours vérifier que la tension maximale du string (à la température minimale du site) ne dépasse pas la tension DC max admissible par l'onduleur. C'est une obligation normative et un impératif de sécurité.

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