II.3. Energie solaire récupérable
II.3.1. Etude de l'inclinaison et orientation des
panneaux
La position des modules photovoltaïques par rapport au
rayonnement solaire influence directement sur leur production
énergétique. Il est important de bien placer les panneaux pour
les utiliser au maximum de leurs possibilités. L'orientation est le
point cardinal vers lequel est tournée la face active du panneau (sud,
nord, sudouest,...).
Quant à l'inclinaison, elle indique l'angle que fait le
panneau avec le plan horizontal et se compte en degrés.
L'orientation idéale d'un panneau photovoltaïque
obéit à une règle qui consiste à l'orienter vers
l'équateur.
Ce qui donne l'orientation vers :
· le sud dans l'hémisphère nord ;
· le nord dans l'hémisphère sud.
En ce qui concerne l'inclinaison, on tiendra compte de la
période de l'année la moins ensoleillée pour optimiser la
production de l'énergie. Les panneaux doivent donc
récupérer l'énergie d'un soleil dont la hauteur est
faible.
Cette inclinaison va être fixée par la latitude(
distance angulaire d'un point quelconque du globe par rapport à
l'équateur) et la périodicité de l'inclinaison, comme
illustré par le tableau II.1(5)
Tableau II.1.-Inclinaison en fonction de la latitude
Pour une utilisation de l'année
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Latitude ñ
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Inclinaison á
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ñ < 10°
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á = 10°
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10° < ñ < 30°
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á = ñ
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30° < ñ < 40°
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á = ñ + 10°
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ñ > 40°
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á = ñ + 15°
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L'utilisation peut être permanente en saison sèche
ou en saison pluvieuse.
Cette inclinaison sera sensiblement égale à la
latitude ou légèrement supérieure pour les sites les plus
éloignés de l'équateur.
II.3.2. Ombrage ou repérage des masques(1)
Il arrive que les modules soient placés face à un
type d'obstacle comme le bâtiments, montagnes, arbres.etc. lui masquant
le soleil.
Ces effets d'ombrage sur le rayonnement reçu sont
très difficiles à estimer intuitivement, cependant, il faut faire
attention aux ombrages partiels et même ponctuels puisqu'ils influent sur
la production d'énergie et provoque un déficit de production
important dont il faut tenir compte.
Il faut noter que lorsqu'une cellule est ombrée, c'est
le courant de toute la chaine des cellules en série qui est
limité et cela peut avoir des graves conséquences si les panneaux
ne sont pas équipés de diodes anti-retour.
II.3.3. Données
météorologiques(1)
La conception des systèmes photovoltaïques
nécessite la connaissance du rayonnement solaire utile sur le site
d'installation. Cette connaissance est un des paramètres essentiels de
l'étude préalable dans le plan des panneaux solaires.
Pour un besoin électrique donné, plus
l'énergie solaire reçue est grande, mois on a des panneaux
solaires à installer et inversement.
En traversant l'atmosphère, le rayonnement solaire est
absorbé et diffusé au sol. L'influence de l'atmosphère
provoque la diffusion et l'absorption d'une partie du rayonnement incident.
La modification par l'atmosphère du rayonnement solaire
obéit à des phénomènes assez complexes et surtout
en grande partie aléatoires.
Le flux lumineux reçu au niveau du sol à un
instant donné dépend d'un grand nombre de paramètres :
" Gaz présents dans l'atmosphère ;
1' Nuages ;
" Albédo (réflectivité du sol) ; "
Température ambiante ;
1' Vent ;
1' Humidité relative, etc.
Or tous ces paramètres dépendent :
1' du lieu géographique,
1' de la saison ;
1' de l'heure de la journée ;
1' des conditions météorologiques du moment.
Il est donc important de disposer des données fiables
en recourant à des statistiques accumulées sur les années
antérieures grâce à un instrument de mesure appelé
«héliographe».
Grace à cet instrument de mesure, les stations
météorologiques élaborent des statistiques de rayonnement
solaire intégré en KWh/m2.j à partir de toutes
les données récoltées. Ce sont ces données,
globales sur une journée, qui servent la plupart de temps au
dimensionnement d'un système photovoltaïque.
Pour un dimensionnement plus rapide, on se servira de la valeur
la plus faible de la période de fonctionnement d'une application.
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