Panneau solaire bifacial : gain réel et cas d'usage
Un panneau bifacial produit aussi par sa face arrière, en captant le rayonnement réfléchi par le sol. Le gain n'a rien d'automatique : 2 à 4 % seulement en surimposition sur une toiture, 5 à 15 % sur un support au sol correctement surélevé, 20 à 25 % au-dessus d'une membrane blanche ou d'un manteau neigeux. Le surcoût est de 5 à 15 % par watt, ce qui restreint l'intérêt aux poses où la face arrière voit vraiment quelque chose.
Ce qui distingue un module bifacial
Un module classique porte une feuille arrière opaque en polymère. Le bifacial la remplace par une seconde vitre, ou par un film transparent, et la cellule reçoit des contacts métalliques sur ses deux faces plutôt qu'une plaque d'aluminium pleine. La face arrière convertit alors la lumière réfléchie avec un rendement inférieur à celui de la face avant.
Ce rapport porte un nom : le facteur de bifacialité, indiqué sur toute fiche technique sérieuse. Il vaut 65 à 75 % sur une cellule TOPCon, 80 à 92 % sur une hétérojonction, 60 à 70 % sur une PERC bifaciale. Les architectures de cellule sont comparées sur monocristallin ou polycristallin.
La puissance est publiée de deux manières. La puissance STC ne concerne que la face avant ; la puissance BiFi, mesurée selon la spécification CEI TS 60904-1-2 avec 100 ou 200 W/m² sur la face arrière, est celle qui affiche 500 ou 550 Wc sur les plaquettes commerciales. Comparez toujours des valeurs STC entre elles, comme le rappelle la page puissance d'un panneau solaire.
Le gain dépend de l'albédo du sol
L'albédo est la part du rayonnement renvoyée par la surface située sous les modules. C'est le paramètre dominant, avant même la qualité du module.
| Surface sous les modules | Albédo | Gain annuel constaté |
|---|---|---|
| Toiture en surimposition, 10 cm de lame d'air | sans objet | 1 à 4 % |
| Herbe verte, prairie | 0,15 à 0,25 | 4 à 8 % |
| Terre nue, enrobé | 0,10 à 0,20 | 3 à 6 % |
| Gravier clair, calcaire concassé | 0,25 à 0,35 | 8 à 13 % |
| Béton clair, dalle neuve | 0,30 à 0,40 | 10 à 15 % |
| Membrane d'étanchéité blanche | 0,55 à 0,75 | 18 à 25 % |
| Neige fraîche | 0,70 à 0,90 | 20 à 30 % sur la période |
Le second paramètre est la hauteur de pose : à moins de 50 cm du sol, la face arrière est en grande partie dans sa propre ombre et le gain tombe sous 3 %. Entre 1 et 1,5 m, il atteint son plateau. Le troisième est l'écartement entre rangées, qui conditionne la quantité de lumière arrivant au sol entre les tables.
Verre-verre, poids et garanties
La quasi-totalité des bifaciaux résidentiels sont des modules verre-verre : deux vitres de 2 mm encadrant les cellules, au lieu d'un verre de 3,2 mm et d'une feuille polymère.
| Caractéristique | Verre-polymère | Verre-verre bifacial |
|---|---|---|
| Masse | 21 à 23 kg | 24 à 29 kg |
| Charge sur charpente | 11 à 13 kg/m² | 13 à 15 kg/m² |
| Garantie produit | 12 à 25 ans | 20 à 30 ans |
| Puissance garantie à 30 ans | non couverte | 84 à 87 % |
| Dégradation annoncée | 0,40 à 0,55 %/an | 0,30 à 0,45 %/an |
| Prix posé indicatif | 2 000 à 2 600 €/kWc | 2 200 à 2 900 €/kWc |
Le verre-verre résiste mieux à l'humidité et à la dégradation induite par la tension, ce qui explique des garanties plus longues. Sa masse supplémentaire impose de vérifier la charpente avant la pose : les règles de dimensionnement figurent sur fixation de panneaux solaires. La longévité comparée des deux constructions est développée sur durée de vie d'un panneau.
La structure elle-même peut annuler une partie du gain. Un rail large plaqué contre la face arrière ou un chemin de câbles mal rangé projettent leur propre ombre sur les cellules : comptez 1 à 3 % de perte. Privilégiez des pinces latérales, des rails posés dans le sens de la longueur et des câbles attachés au bord du cadre. Les modules sans cadre, courants en verre-verre, imposent en outre des pinces spécifiques munies d'un joint.
Les poses où le bifacial se justifie
- Support au sol inclinable, avec 1 m de garde et un gravier clair dessous : c'est le cas d'usage de référence, décrit sur support pour panneau solaire au sol.
- Carport et abri à voitures, où le sol en béton clair réfléchit bien et où les modules sont naturellement surélevés : voir carport solaire.
- Pergola et brise-soleil, la face arrière récupérant la lumière du dallage tout en laissant passer un peu de clarté entre les cellules : voir pergola solaire.
- Toiture-terrasse à membrane blanche, sur bacs lestés est-ouest.
- Clôtures et garde-corps verticaux, exposés est ou ouest, qui produisent aux deux extrémités de la journée.
En surimposition sur tuiles, la face arrière ne voit qu'un écran sombre à quelques centimètres. Le gain y est de l'ordre de 1 à 4 %, insuffisant pour compenser le surcoût et le poids. Un devis qui promet 20 % de mieux sur une toiture inclinée standard n'est pas crédible.
Les autres configurations de pose sont recensées dans le guide panneau solaire.
Questions fréquentes
Un panneau bifacial produit-il vraiment plus sur un toit ?
Très peu. En surimposition sur tuiles, la face arrière reçoit surtout la réverbération de la sous-toiture, à quelques centimètres. Le gain mesuré tourne autour de 1 à 4 %, contre 8 à 15 % au-dessus d'un sol clair et bien dégagé. Sur une toiture-terrasse blanche, il remonte en revanche à 18 ou 25 %.
Pourquoi mon module bifacial affiche-t-il deux puissances ?
La valeur STC ne mesure que la face avant ; la valeur BiFi ajoute un éclairement arrière de 100 ou 200 W/m² selon la spécification CEI TS 60904-1-2. Un module annoncé 550 Wc en BiFi vaut souvent 440 Wc en STC. Seule cette dernière sert à dimensionner l'onduleur et à comparer des devis.
Le bifacial supporte-t-il le lestage et la neige ?
Oui, la construction verre-verre est plus rigide qu'un verre-polymère et supporte les charges normalisées de 5 400 Pa en pression. La contrepartie est un poids de 24 à 29 kg par module, soit 13 à 15 kg/m², à vérifier auprès d'un charpentier avant toute pose en surimposition.
Faut-il un onduleur particulier ?
Non, mais il faut dimensionner l'onduleur sur la puissance réellement atteignable, gain arrière compris, sinon il écrête au milieu de la journée. Comptez 0,85 à 1 kVA par kWc STC en pose au sol à fort albédo, contre 0,8 kVA en pose classique sur toiture.