Types de trackers solaires et leurs avantages et inconvénients

Un tracker solaire est une innovation cruciale dans la technologie solaire car il révolutionne la façon dont nous exploitons l’énergie solaire. Ces systèmes dynamiques ajustent l'orientation des panneaux solaires ou des surfaces réfléchissantes pour suivre la trajectoire du soleil dans le ciel. Cet alignement augmente considérablement l'efficacité des panneaux solaires, augmentant potentiellement la production d'énergie jusqu'à 40 % par rapport aux panneaux ordinaires.

Grâce aux progrès de la technologie de piégeage solaire, les trackers solaires ont trouvé une application généralisée dans les installations solaires résidentielles et commerciales. Cet article abordera les différents types de systèmes de suivi solaire et explorera leurs avantages et inconvénients uniques.

Types de systèmes de suivi solaire

Les systèmes de suivi solaire font partie intégrante de la maximisation de l’efficacité énergétique solaire et sont classés en fonction de leurs schémas de mouvement. Ces systèmes sont conçus avec des axes qui facilitent le mouvement : deux axes horizontaux et un axe vertical.

Les panneaux solaires ou les surfaces réfléchissantes peuvent atteindre l'angle optimal pour une absorption maximale de la lumière solaire en tournant autour de ces axes. Il existe deux principaux types de systèmes de suivi solaire : à un seul axe et à deux axes. Les trackers à axe unique tournent autour d'un axe, généralement alignés d'est en ouest, tandis que les trackers à deux axes manœuvrent simultanément autour des deux axes, offrant une amplitude de mouvement plus complète.

Application du système de suivi à axe unique

Les trackers à axe unique sont connus pour leur simplicité et leur efficacité. Ils se déplacent généralement d’est en ouest, en suivant la trajectoire du soleil dans le ciel. Ce type de système utilise un seul angle comme axe de rotation, ce qui peut améliorer la production d'électricité de plus de 30 %. Les trackers à axe unique sont efficaces et rentables, ce qui en fait un choix populaire pour améliorer les performances des installations solaires.

Ces trackers sont particulièrement efficaces en été et au printemps lorsque le soleil est plus haut dans le ciel. Cependant, leur efficacité diminue à mesure qu’ils sont installés plus au nord, où l’angle solaire varie de manière plus importante entre l’été et l’hiver.

À d’autres périodes de l’année, notamment aux latitudes plus élevées, les performances des trackers à axe unique diminuent en raison de la position horizontale du soleil. Dans de tels scénarios, les trackers à axe vertical sont plus avantageux, car ils peuvent s'adapter à la position du soleil tout au long de l'année, y compris en hiver.

Tracker solaire horizontal à axe unique (HSAT)

Le tracker solaire horizontal à axe unique (HSAT) est un type courant de tracker solaire qui tourne sur un axe fixe parallèle au sol. Ce mouvement d'est en ouest s'aligne sur la trajectoire du soleil, améliorant ainsi la capture de l'énergie solaire. Les HSAT sont rentables en raison de leur conception simple et de leur besoin réduit en matériaux de structure. Ils sont particulièrement efficaces dans les régions proches de l’équateur, où la trajectoire du soleil reste constante tout au long de l’année.

Tracker solaire à axe unique incliné horizontal (HTSAT)

Semblables aux HSAT, les trackers solaires à axe unique inclinés horizontaux (HTSAT) se déplacent également d’est en ouest. Cependant, ils sont installés avec une inclinaison fixe, optimisant ainsi l’exposition au soleil sous des latitudes spécifiques. Bien que les HTSAT soient plus complexes et puissent nécessiter des fondations en béton, ils sont efficaces dans les régions où l'angle du soleil varie considérablement selon les saisons.

Tracker solaire vertical à axe unique (VSAT)

Les trackers solaires verticaux à axe unique (VSAT) se distinguent par leur axe de rotation vertical. Ils sont idéaux pour les endroits à haute latitude où le soleil est plus bas dans le ciel.

Les VSAT peuvent maintenir un angle constant avec le soleil tout au long de la journée, optimisant ainsi la capture d'énergie dans ces conditions géographiques spécifiques. Cependant, ils nécessitent plus d’espace pour éviter l’ombrage et ont une densité de puissance par acre plus faible.

Tracker solaire à axe unique à inclinaison verticale (VTSAT)

Les trackers solaires à axe unique à inclinaison verticale (VTSAT) combinent les fonctionnalités des trackers verticaux et inclinés. Ils tournent sur un axe vertical et sont inclinés horizontalement. Cela permet une meilleure récupération d'énergie par rapport aux trackers horizontaux, en particulier dans les endroits présentant des variations importantes d'élévation du soleil. Les VTSAT nécessitent cependant un support structurel plus robuste en raison de l'augmentation de la charge de vent.

Avantages du système de suivi solaire à axe unique

Les trackers solaires à axe unique offrent un mélange d'efficacité et de praticité, ce qui les rend populaires dans le secteur de l'énergie solaire. Voici les principaux avantages des systèmes de suivi solaire à axe unique, décrits pour une compréhension claire de leur impact et de leur valeur :

• Fiabilité : les trackers à axe unique sont connus pour leur grande fiabilité.
• Durée de vie plus longue : Ils ont généralement une durée de vie plus longue que les trackers à deux axes.
• Rentabilité : ces trackers sont moins chers que les trackers à deux axes en raison de leur mécanisme plus simple et de leurs coûts opérationnels inférieurs.
• Efficacité : les trackers à axe unique sont environ 32,17 % plus efficaces que les panneaux solaires fixes montés sur tracker.
• Puissance de sortie constante : ils suivent le soleil d’est en ouest, garantissant une puissance de sortie constante tout au long de la journée.
• Augmentation de la puissance annuelle : les trackers à axe unique peuvent générer 15 à 16 % de puissance annuelle en plus que les installations solaires statiques de même capacité.
• Utilisation optimale de l'espace : ces systèmes offrent la plus haute densité de placement de panneaux photovoltaïques (PV) par surface carrée.
• Retour sur investissement plus rapide : la période de retour sur investissement pour les projets solaires utilisant des trackers à axe unique est généralement plus courte, ce qui entraîne une augmentation des bénéfices.
• Entretien : Bien qu’ils nécessitent un certain entretien, les avantages globaux l’emportent sur les efforts d’entretien.

Ces avantages soulignent pourquoi les trackers solaires à axe unique sont efficaces et économiques pour améliorer la production d'énergie solaire.

Inconvénients du système de suivi solaire à axe unique

While single-axis solar trackers offer numerous benefits, it's essential also to consider their limitations. Understanding these disadvantages is crucial for making informed decisions in solar energy projects. Here are the key drawbacks:

• Lower output in sunny conditions: Single-axis trackers have a lower energy output in consistently sunny conditions than dual-axis trackers.
• Limited technological upgrade: The scope for technological advancements in single-axis trackers could be more extensive.
• Geographical limitations: Their effectiveness decreases in higher latitudes due to significant variance in the solar angle between seasons.
• Maintenance requirements: Regular maintenance is needed to ensure optimal functioning, which can add to the long-term costs.
• Less flexibility in tracking: Single-axis trackers do not track the sun as comprehensively as dual-axis systems, potentially missing out on optimal sun exposure at certain times of the day or year.

Application du système de suivi à deux axes

Pour les trackers solaires à deux axes, ils suivent le soleil sur les deux axes, permettant un suivi plus complet. Ce système peut maximiser l’absorption de la lumière solaire en suivant le mouvement du soleil dans les directions horizontale et verticale, améliorant ainsi l’efficacité de la production d’électricité.

Les trackers à deux axes comprennent généralement un axe de rotation horizontal et un axe de rotation vertical. L'axe horizontal permet au tracker de tourner lorsque le soleil se déplace dans la direction est-ouest, tandis que l'axe vertical lui permet de suivre le mouvement du soleil dans la direction nord-sud. Ce suivi bidirectionnel garantit que le réseau de cellules solaires maintient toujours l'angle d'incidence optimal, améliorant ainsi l'efficacité de la conversion d'énergie.

Par rapport aux trackers à axe unique, les trackers à deux axes peuvent maximiser l'utilisation de la lumière du soleil tout au long de la journée, générant ainsi plus d'énergie. Ils sont particulièrement utiles aux hautes latitudes, où la variabilité du mouvement du soleil est plus grande. Même si l’investissement initial peut être plus élevé, à long terme, la production d’énergie et les revenus d’un système à double arbre dépasseront généralement ceux d’un système à arbre unique.

Avantages des systèmes de suivi solaire à deux axes

Le système de suivi solaire à deux axes apporte des avantages techniques et économiques significatifs aux projets de production d'énergie solaire grâce à son excellente capacité d'utilisation de l'énergie solaire, son adaptabilité par tous les temps, son optimisation de l'utilisation de l'espace et ses fonctionnalités intelligentes. Voici les principaux avantages des systèmes de suivi solaire à axe unique, un aperçu pour vous donner une compréhension claire de leur impact et de leur valeur.

• L'efficacité de la production d'électricité est grandement améliorée : le système de suivi à deux axes peut absorber l'énergie solaire au maximum et peut augmenter la production d'électricité de 20 à 45 % par rapport aux systèmes fixes.
• Forte adaptabilité : étant donné que le système à deux axes peut suivre les changements du soleil par tous les temps dans les directions horizontale et verticale, il est particulièrement adapté à une installation dans des latitudes élevées et peut atteindre une efficacité maximale même en hiver lorsque le soleil est bas en altitude.
• Utilisation de l'espace plus optimisée : la conception du tracker à deux axes est plus compacte et prend moins d'espace d'installation, ce qui est très avantageux pour les scénarios d'application à espace limité.
• Le contrôle automatisé est plus intelligent : ces systèmes sont généralement équipés d'un contrôle automatisé avancé, qui peut ajuster automatiquement l'angle en fonction de la position du soleil sans intervention manuelle, améliorant ainsi la fiabilité et l'intelligence du système.
• Meilleurs retours économiques à long terme : bien que le coût d'investissement initial soit plus élevé, le système à deux axes peut apporter des retours économiques plus généreux à long terme en raison de la production d'énergie et de l'efficacité considérablement accrues.

Inconvénients des systèmes de suivi solaire à deux axes

• Coûts d’investissement initiaux plus élevés : les coûts de matériel et d’installation sont plus élevés que ceux des systèmes mono-axe.
• Perte d'énergie : la propre consommation d'énergie du système entraînera un certain degré de perte de production d'énergie.
• Complexité mécanique et exigences de maintenance : les systèmes à deux axes comportent plus de pièces mobiles et la structure mécanique globale est plus complexe. Cela signifie que les besoins en matière de maintenance et d'entretien seront relativement élevés, ce qui pourrait augmenter les coûts d'exploitation du système.

La portée future des systèmes de suivi solaire

Le marché des systèmes de suivi solaire, y compris les trackers à un et deux axes, est prêt à connaître une croissance significative. Essentiels pour maximiser l’efficacité de l’énergie solaire, ces systèmes sont de plus en plus importants dans divers environnements et types de panneaux solaires. Les installateurs solaires doivent tenir compte du budget, du terrain, du climat et de la durée de vie du système pour choisir le bon tracker.

Les perspectives de croissance du secteur sont solides. Évalué à 2,92 milliards de dollars en 2018, le marché mondial des trackers solaires devrait croître à un TCAC de 14,1 % jusqu'en 2025, stimulé par la demande croissante de cellules photovoltaïques. Cette tendance laisse présager un avenir brillant pour les trackers solaires en améliorant l’efficience et l’efficacité des systèmes d’énergie solaire dans le monde entier.

Dernières pensées

Solar trackers are vital to enhancing solar panel efficiency and are suitable for various environments. The choice between single-axis and dual-axis trackers depends on specific project requirements. 

With the solar tracker market poised for growth, these technologies are essential in the global transition to renewable energy. The future of solar energy, bolstered by advanced tracking systems, is promising and vital.