Chapitre II : Gisement solaire et le
générateur photovoltaïque
3.6. Calcul du rayonnement solaire
Rayonnement solaire direct sur un plan horizontal
[3]
DHI,h = F*sin(h) [ ] E. 17
Avec
h : est la hauteur angulaire du soleil,
F : est le flux incident reçu sur une surface face aux
rayons solaires et peut être évalué.
Par :
F = Esol × exp(TL /(0.9 + 9.4sin(h))) [ ] E. 18
Avec
Esol= 1370
TL le facteur de trouble de Linke défini comme suit :
TL = 2.4 + 14.6B + 0.4(1+2B)ln(Pv) E. 19
Où B est le coefficient de trouble atmosphérique
qui prend une des valeurs :
B = 0.02 pour un lieu situé en montagne
B = 0.05 pour un lieu rural
B = 0.10 pour un lieu urbain
B = 0.20 pour un lieu industriel (atmosphère
polluée)
Pv est la pression partielle de vapeur d'eau, qui se calcule par
:
Pv = Pvs×HR E. 20
Avec Pvs la pression de vapeur saturante, HR le taux moyen
d'humidité relative et :
Pvs = 2.165 (1.098 + T/100)^8.02 E. 21
Où T est la température de l'air en °C.
Rayonnement diffus sur un plan horizontal
Le rayonnement solaire diffus sur un plan horizontal peut
être déterminé par [3] :
DNI,h= 54.8 vsin(h) × (T - 0.5 - vsin(h) ) E. 22
Où TL est le facteur de trouble de Linke calculé
par la formule.
Rayonnement solaire direct sur un plan incliné
Le rayonnement direct est celui qui traverse l'atmosphère
sans subir de modifications, il est possible de l'estimer par la formule
suivante [3] :
DHI,i= F × CI E. 23
CI étant le coefficient d'orientation,
c'est l'angle formé par le rayonnement solaire avec la perpendiculaire
d'une surface. Ce coefficient est défini d'une part par la hauteur du
soleil (h) et son azimut (a) et d'autre part par l'orientation (o) et
l'inclinaison (??) du plan récepteur. L'orientation (o) est
négative vers l'Est, positive vers l'Ouest et nulle vers le sud.
Le calcul du coefficient d'incidence CI est obtenu par la formule
suivante :
CI= (sin(??)cos(h) cos(o - a)
cos(??)sin(h)) E. 24
Rayonnement diffus sur un plan incliné
Le rayonnement solaire diffus D arrive sur le plan
récepteur incliné après avoir été
diffusé par les particules solides ou liquides en suspension dans
l'atmosphère, il n'a pas de
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Chapitre II : Gisement solaire et le
générateur photovoltaïque
direction privilégiée, de ce fait, l'orientation du
plan (l'azimut) n'a pas d'importance, seule son inclinaison en a.
Ainsi sur un plan récepteur d'inclinaison (f.?), DNI se
calcule [3] :
DNI,i =125 X sin(h)^0.4((1+ cos(f.?)) / 2) + 211.86 X
sin(h)^1.22 ((1-cos(f.?)) / 2) E. 25
Le rayonnement diffus pour un plan incliné fixe est un cas
particulier du rayonnement diffus pour un plan incliné mobile,
l'inclinaison (f.?) doit être prédéfinie.
Rayonnement réfléchi sur un plan incliné
La composante réfléchie, Gr est donnée par
la relation suivante [3]:
Gr = ñX GHI (1 - cos(â)/2) E. 26
Où ñ représente l'albédo et â
l'inclinaison du champ PV.
3.7. L'intensité du rayonnement solaire
L'intensité du rayonnement solaire reçu sur un
plan quelconque à un moment donné est appelée irradiation
ou éclairement (noté généralement par la lettre G),
il s'exprime en watts paramètre carré ( w/m2).
La valeur du rayonnement reçu par la surface du module
photovoltaïque varie selon la position de ce dernier. Le rayonnement
solaire atteint son intensité maximale lorsque le plan du module
photovoltaïque est perpendiculaire aux rayons [2].
Dans la figure. II.9 ci-après est illustré
l'effet de l'inclinaison des modules photovoltaïques sur
l'intensité de l'éclairement reçu sur leurs surfaces du
lever au coucher du soleil.
Fig. II. 9 - a- Rayonnement solaire capté Fig. II. 9 -
b- Intensité de l'ensoleillement reçu
par un plan horizontal et incliné [2]. sur un
plan horizontal et incliné [2].
Énergie solaire :
L'énergie solaire est la fraction de l'énergie
électromagnétique provenant du soleil et parvenant à la
surface de la Terre, après filtrage par l'atmosphère terrestre
(Figure II. 10).
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