Chapitre II : Gisement solaire
et le générateur
photovoltaïque
1. Introduction
Le gisement solaire est un ensemble de données
décrivant l'évolution du rayonnement solaire disponible au cours
d'une période donnée.
Le soleil est une source énergétique quasiment
illimitée, il pourrait couvrir plusieurs milliers de fois notre
consommation globale d'énergie [2]. C'est pourquoi,
l'homme cherche depuis longtemps à mettre à profit cette
énergie importante et diffusée sur l'ensemble de la
planète, il est arrivé à réaliser ce but par le
moyen dit cellule photovoltaïque.
Le nom photovoltaïque vient du grec, il est composé
de deux parties :
? Photos : Lumière.
? Volt : Unité de tension
électrique, du nom Alessandro Volta.
Aujourd'hui, grâce à sa fiabilité et
à son concept respectueux de l'environnement, le photovoltaïque
prend une place prépondérante.
Dans ce chapitre, nous allons rappeler quelques notions de
base sur la géométrie solaire, le rayonnement et l'énergie
solaire, ensuite une description du système photovoltaïque sera
donnée.
Aspects géométriques
Mouvement de la Terre autour du soleil
Le mouvement de la Terre autour du soleil s'effectue dans un
plan nommé le plan de l'écliptique. L'axe des pôles, autour
duquel s'effectue le mouvement de rotation de la Terre, n'est pas
perpendiculaire sur le plan de l'écliptique. Le centre de gravité
de la Terre décrit une ellipse dont le soleil occupe l'un des foyers
[3] (voir Figure II.1).
Les deux déplacements distincts de la terre (Figure
II.1).
? Le premier est une rotation de celle-ci autour de son axe en 24
heures.
? Le second est une rotation de la Terre autour du soleil en
365 jours 5h 48 min 40s 365,25 jours. Ce mouvement s'effectue dans le sens
trigonométrique et provoque le cycle des saisons
Tracker Solaire Page 17
Chapitre II : Gisement solaire et le
générateur photovoltaïque
Fig. II. 1 Le mouvement de la Terre autour du soleil [4].
Trajectoire apparente du soleil
Sur la figure II.2, les trajectoires et en même temps
les hauteurs du Soleil sont tracées pour tous les pays qui sont à
la même latitude. Plus on monte vers le Nord, plus le Soleil à son
lever, s'écarte de l'Est à l'époque des solstices. L'angle
que fait un point de l'horizon avec la direction du Sud s'appelle l'azimut
[5].
L'équateur céleste est pratiquement la ligne que
trace pour nous le Soleil dans le ciel, aux premiers jours du printemps et de
l'automne (appelés jours d'équinoxes).
L'observateur est ici face au Soleil couchant. Le parcours du
Soleil est le plus long au solstice d'été. Au solstice d'hiver,
en revanche, le parcours du Soleil est le plus court.
Fig. II. 2 Trajectoire du soleil [5].
Coordonnées du soleil
Pour un lieu donné, la position du soleil est
repérée à chaque instant de la journée et de
l'année par deux systèmes de coordonnées différents
[6].
Par rapport au plan équatorial de la terre (repère
équatorial).
Par rapport au plan horizontal du lieu (repère
horizontal).
- Coordonnées équatoriales
Le mouvement du soleil est repéré par rapport au
plan équatorial de la terre à l'aide de deux angles.
Déclinaison solaire (ô)
C'est l'angle que fait la direction du soleil avec sa
projection sur le plan équatorial (voir figure II.3). La
déclinaison du soleil varie quotidiennement selon la relation :
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