Les centrales solaires sont rarement utilisées comme principale source d’énergie. Cependant, des panneaux correctement sélectionnés et installés par temps clair peuvent fournir de l'électricité à tous les appareils électroménagers.
La quantité d'énergie générée dépend du nombre de particules lumineuses qui frappent la cellule photoélectrique. Il existe également un certain nombre d'autres facteurs qui ne dépendent pas de la puissance de la batterie ou de la surface du panneau.
Calcul de la puissance des panneaux solaires
Les performances des panneaux dépendent du matériau et de la technologie avec lesquels ils sont produits. Les batteries peuvent être divisées en 2 classes : à film et à base de silicium.
Efficacité des batteries au silicium :
- Monocristallin – 22%. Il est avantageux de le placer dans un espace limité ;
- Panneaux flexibles (amorphes) - 5 % ;
- Polycristallin – jusqu'à 18 %.
Efficacité des modules film :
- Film de séléniure d'indium et de gallium - 20 % ;
- Tellurure de cadmium - jusqu'à 12 % ;
- Polymère - pas plus de 5 %.
Il existe également des types mixtes de panneaux dont l'efficacité est plus élevée.
La première chose à considérer : puissance totale des consommateurs d'énergie en kWh. Le fabricant indique la puissance basée sur le fait que pour 1 m². les batteries reçoivent 1 000 watts d'énergie.
Une façon de calculer la puissance réelle : E = I x V x Kо x Kpot.
E - vrai pouvoir; Je - la quantité d'énergie entrant sur le site d'installation du panneau (kW*h/m2) ; V - puissance nominale d'un panneau ; Kpot - coefficient des pertes totales dans le système ; Co - facteur de correction, en fonction de la position (angle d'inclinaison) du panneau par rapport à la direction sud ; U - la quantité de rayonnement solaire est toujours constante de 1 kW*h.
Il convient de noter que le rayonnement est calculé sur une base quotidienne, mensuelle et annuelle. Par exemple, si l'indicateur est de 7 kWh/m2 par jour, cela signifie que par jour pour 1 m². 7 kW d'énergie solaire sont fournis.
Un autre exemple de calcul
Si l'on prend comme calcul un module d'une superficie de 2 m2. La quantité totale d'énergie par journée ensoleillée est de 1 000 W par m2. La formule sera la suivante : 1 000 W multiplié par la performance (20 %) et multiplié par la surface du panneau (2 m) = 400 W.
Qu'est-ce qui détermine la puissance de la batterie
Les panneaux utilisent du verre à haute transparence avec une faible teneur en fer et, néanmoins, cela réduit l'efficacité de plusieurs pour cent.
La durée de fonctionnement optimale des panneaux est de 9h à 16h - cette période représente 70% de l'énergie générée. Pendant ce temps, un complexe de batteries de 1 kW produit 7 kWh d'électricité, soit 210 kWh par mois. Vous pouvez ajouter 3 kW supplémentaires le matin et le soir. C'est idéal. Mais en réalité, ce chiffre est inférieur :
- Tous les jours d'un mois ne sont pas ensoleillés. Si l’on prend en compte les jours pluvieux et nuageux, disons qu’il y a eu 5 jours de ce type – ; Cela fera déjà environ 180 kWh.
- La durée du jour en hiver est plus courte, ce qui nécessite un plus grand nombre de batteries ou l'installation d'une éolienne.
- De l'énergie est perdue dans l'onduleur et la batterie. Les batteries ne peuvent pas être déchargées à 100 % et leur efficacité ne dépasse pas 80 %.
La quantité d'énergie générée dépend du nombre de jours clairs dans une année. L'installation d'une batterie ne sera pas pratique s'il y a moins de deux cents jours de soleil par an. De plus, les rayons du soleil doivent frapper le panneau à angle droit. A cet effet, il est recommandé d’installer des systèmes de suivi solaire. Ces appareils sont chers.
La qualité des performances de la batterie est également affectée par le niveau de chauffage des modules. La production d'énergie diminue de 0,5 pour cent si le module se réchauffe de 1 degré. Un fonctionnement constant avec une température augmentée de 100 C réduira l'efficacité de l'appareil de 30 %. Par conséquent, SES nécessite une ventilation et un refroidissement de haute qualité.
Les pertes d'énergie peuvent être : dans les fils 1% ; diode shunt 0,5 % ; onduleur - de 3 à 7%.
Un autre facteur influençant la génération actuelle : nombre total de modules installés, car tout le monde peut absorber une quantité limitée d'énergie.
Génération d'énergie par temps nuageux
| Condition | % du plein soleil |
soleil Brillant les panneaux sont perpendiculaires aux rayons solaires | 100 % |
| nuages Légers | |
| temps Nuageux | 20-30% |
Derrière la vitre, une couche, le verre et le module sont perpendiculaires aux rayons du soleil | 91 % |
Derrière la vitre, 2 couches, le verre et le module sont perpendiculaires aux rayons du soleil | 84 % |
Derrière la vitre, une couche, le verre et le module à un angle de 45° aux rayons du soleil | 64 % |
| lumière Artificielle dans le bureau, sur la surface du bureau | 0,4 % |
| lumière Artificielle à l'intérieur d'une pièce lumineuse (par exemple, un magasin) | 1,3 % |
| lumière Artificielle à l'intérieur du salon | 0,2 % |
Les batteries produisent de l'énergie uniquement pendant les heures de clarté et ne fournissent la puissance déclarée que par temps clair lorsque les rayons les frappent à angle droit.
Par mauvais temps, le calcul est le suivant : 1000 W est multiplié par le sinus de l'angle des rayons du soleil et le panneau est multiplié par le pourcentage d'énergie d'une journée sans soleil. Par exemple, l'angle d'incidence des rayons est de 40%, on obtient : 1000 W/m2 x sin 40% x 60% = 240 W/m2
Dans certains pays, les panneaux solaires fonctionnent souvent à des niveaux d'éclairage inférieurs à 1 000 W/m2. Les modules bon marché sont produits sans revêtement antireflet. En conséquence - une partie importante des rayons du soleil est réfléchie par du verre de mauvaise qualité. Ils fonctionnent également mal sous une lumière diffuse.
Selon les mois, l'intensité lumineuse est différente, par conséquent, un nombre différent de panneaux et de batteries sont nécessaires pour générer la même quantité d'énergie.
Certains propriétaires installent des panneaux derrière les fenêtres de la maison. C'est aussi une erreur. Un simple verre réduit l'efficacité du panneau de 9 %, et un double verre de 16 % - à condition que le verre soit parfaitement propre. La saleté sur le verre réduit la transparence, provoquant une réflexion arrière de la lumière. La batterie ne fonctionne pas efficacement.
L'énergie générée dépend de la quantité de lumière entrante : la tension monte jusqu'à une certaine limite. Pour les éléments en silicium, ce chiffre est de 0,6. L'augmentation de tension est obtenue en connectant les modules en série. SES a besoin d'une réserve de tension. Il maintient la batterie chargée tout en travaillant par temps nuageux. La puissance maximale sous charge est générée par la batterie avec un prélèvement allant jusqu'à 0,47 – 0,5 V. Une batterie de 36 cellules à charge optimale donne une tension de 17 V.
Chaque panneau a une limite inférieure de sensibilité d'éclairage. En dessous de cette limite, le panneau cessera de générer de l'énergie. Par mauvais temps, la puissance des modules diminue de 10 à 20 fois. Ainsi, pour les panneaux en silicium cristallin, cette limite est de 150 à 200 W/m2. Pour les films en couches minces, ce paramètre est inférieur - 100-200 W/m2. Les panneaux en film fonctionnent mieux que les panneaux en silicium par temps nuageux. Cependant, une différence d'éclairage seuil de 50 W/m2 n'aura pratiquement aucun effet sur la production d'énergie.
Pour que la puissance soit suffisante - il est nécessaire de calculer le nombre de piles requis. Pour ce faire, la consommation électrique est divisée par la puissance du panneau. La consommation totale est obtenue en additionnant la durée de fonctionnement (heures par jour) de tous les appareils électriques de la maison - la puissance est ajoutée au nombre d'heures. La consommation peut également être calculée à partir du reçu d'électricité : le chiffre de consommation maximale (kWh) des derniers mois est pris et multiplié par 1,5 (réserve).
Vous pouvez augmenter l'exposition au soleil en installant des panneaux sur un tracker biaxial. une plateforme qui tourne derrière le soleil dans 2 plans. De plus, en hiver, les panneaux doivent être positionnés plus horizontalement qu'en été. En été, l'angle d'inclinaison des modules est moindre. Pour chaque latitude géographique, il existe un angle d'inclinaison optimal.
En automne et au printemps, choisissez un angle égal à la latitude de la zone. En hiver, 10 à 15 degrés sont ajoutés à la valeur souhaitée et en été, 10 à 15 degrés sont soustraits. Si les modules sont installés sans bouger - choisissez un angle en fonction de la latitude de votre région de résidence.
Il est toujours nécessaire d'avoir une réserve de puissance - Au fil du temps, les performances de la batterie se dégradent. Chaque année, la puissance diminue de 0,6 – 0,7%. Après 25 ans d'utilisation, la perte de puissance est de 20 %. Cependant, la puissance manquante peut être compensée sans problème en connectant des modules supplémentaires.
