Les panneaux solaires verticaux pourraient être une solution d'avenir pour les régions nordiques, car ils produisent 20 % d'énergie en plus que les panneaux traditionnels.
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Le stade national de football norvégien a une caractéristique unique : 1 242 panneaux solaires ont été installés sur son toit.
Mais contrairement aux panneaux plats traditionnels, ces petits panneaux solaires de forme carrée présentent deux caractéristiques uniques : ils sont bifaciaux - c'est-à-dire qu'ils ont deux faces actives - et ils sont installés verticalement.
Depuis juin 2024, le stade Ullevaal d'Oslo accueille la plus grande installation verticale de panneaux solaires au monde sur toit, plaçant le stade à la pointe de l'innovation en matière d'énergie renouvelable.
Le stade d'Ullevaal s'est fixé l'objectif ambitieux de produire au moins 250 000 kilowattheures (kWh) d'électricité par an, soit l'énergie nécessaire pour alimenter 71 foyers pendant une année entière.
Ces panneaux solaires verticaux bifaciaux sont les seuls capables d'atteindre cet objectif, en particulier dans les régions froides et moins ensoleillées. Si l'expérience s'avère concluante, le stade élargira son installation sur d'autres parties du toit.
Quelle est la différence entre les panneaux solaires verticaux et horizontaux ?
Des études récentes ont montré que les panneaux photovoltaïques verticaux bifaciaux peuvent être plus performants que les modèles traditionnels en termes de production d'énergie.
Selon une étude menée par des scientifiques de l'organisme de recherche néerlandais TNO, les panneaux photovoltaïques traditionnels inclinés ont tendance à surchauffer lorsque la lumière du soleil est trop forte.
"Des températures de fonctionnement plus basses permettent des performances accrues", explique Bas van Aken, scientifique à TNO.
"Les panneaux photovoltaïques perdent environ 1 % de leur performance pour chaque 2 à 3 degrés Celsius de réchauffement. Les systèmes photovoltaïques sur toit incliné peuvent facilement se réchauffer de 50 °C, tandis que les panneaux photovoltaïques en plein champ se réchauffent de 25 à 30 °C par rapport à l'air ambiant", ajoute-t-il.
Les panneaux solaires verticaux peuvent produire jusqu'à 20 % d'énergie en plus, ce qui les rend précieux dans les climats aux hivers rudes et sombres, où il est crucial de maximiser la production d'énergie pendant les journées plus courtes.
Maximiser le rendement énergétique
Au stade d'Ullevaal, les panneaux sont directement orientés vers le soleil pour capter le plus de lumière aux heures de pointe, en début d'après-midi.
"Nous avons choisi cette orientation parce que nous voulons produire plus d'énergie en hiver, lorsque les prix de l'électricité sont plus élevés", explique Lise Kristin Sunsby, responsable de l'immobilier du stade.
Le bâtiment utilise des panneaux verticaux développés par la startup norvégienne Over Easy Solar, qui a testé son invention sur d'autres bâtiments en Norvège avant de décrocher le contrat à Ullevaal.
Trygve Mongstad, PDG d'Over Easy Solar, a travaillé auparavant comme installateur de panneaux solaires et s'est rendu compte que les systèmes photovoltaïques traditionnels peuvent être difficiles à fixer sur les toits, car ils sont à la fois lourds et longs à installer. Avec ces nouveaux panneaux verticaux, le processus est plus simple, ce qui réduit les coûts et facilite l'installation.
"Il nous a fallu quatre jours pour installer toutes ces unités", explique Trygve Mongstad.
Les panneaux photovoltaïques verticaux bénéficient également de l'effet albédo : la neige qui tombe entre les rangées de panneaux reflète la lumière du soleil vers les cellules photovoltaïques, ce qui augmente le rendement énergétique.
De plus, les panneaux horizontaux ou inclinés nécessitent beaucoup d'entretien et de nettoyage après les tempêtes de neige dans les régions nordiques, ou après les tempêtes de sable dans les climats méridionaux, qui peuvent toutes deux interrompre la production d'énergie pendant plusieurs jours.
Over Easy Solar compte aujourd'hui 30 installations solaires réparties dans 11 pays européens, dont l'Espagne et la Suisse. L'entreprise a observé les performances de son produit dans les régions méridionales.
"Ils donnent de bons résultats, surtout lorsqu'ils sont installés sur des toits de couleur blanche, très réfléchissants, qui sont courants dans les pays chauds et ensoleillés pour réduire l'absorption de la chaleur", note Trygve Mongstad.
Quel est l'avenir des panneaux solaires verticaux ?
De plus en plus de lieux publics sont convertis pour produire de l'énergie.
L'O2 Arena de Londres, la plus grande salle couverte d'Europe, et le stade Galatasaray de Turquie sont des exemples de bâtiments qui s'orientent vers la durabilité en intégrant des solutions d'énergie renouvelable dans leurs opérations, qui leur permettent également de réduire leurs coûts.
Les panneaux photovoltaïques verticaux peuvent également trouver leur place dans les murs antibruit le long des autoroutes ou dans les exploitations agricoles.
En Allemagne, les balcons solaires - de petits panneaux installés sur les terrasses des appartements - sont de plus en plus populaires pour compenser la consommation d'énergie individuelle.
Les panneaux solaires verticaux sont une technologie émergente susceptible de jouer un rôle important dans la transition énergétique et d'aider l'Union européenne à atteindre son objectif ambitieux de 42,5 % d'énergies renouvelables d'ici à 2030.
Selon la Commission européenne, l'intégration de cette technologie pourrait aider l'Europe à corriger les fluctuations des prix de l'énergie et à renforcer sa sécurité énergétique.
Toutefois, selon Trygve Mongstad, le passage du photovoltaïque horizontal au modèle vertical ne se fera pas de sitôt, sans doute pas avant que les installations plus anciennes n'arrivent à la fin de leur cycle de vie et doivent être remplacées.
Seule une combinaison d'inclinaisons - de la verticale à l'horizontale, et des orientations d'est en ouest et du sud au nord - permettra de produire une énergie constante tout au long de la journée et de stabiliser davantage les prix de l'énergie sur le continent, affirme l'expert.