Le rendement énergétique d’une centrale solaire installée au sol
Le rendement énergétique d'une centrale solaire au sol est la proportion d'énergie électrique produite et d'énergie solaire captée par les panneaux photovoltaïques. Il est influencé par divers facteurs, notamment l'emplacement des panneaux solaires, la zone géographique dans laquelle la centrale est située ou la quantité de panneaux installés. L'évaluation de l'efficacité énergétique de votre système est essentielle, car elle permet d'évaluer l'efficacité du système avec une plus grande précision. Elle peut également contribuer à améliorer l'efficacité de la production d'énergie renouvelable, tout en réduisant les coûts et en évaluant l'efficacité énergétique de la centrale solaire.
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Mesure de la production d’énergie pour un investissement rentable
L’idée d’investir dans un système solaire photovoltaïque est une tendance croissante à l’heure actuelle. En effet, en raison du changement climatique et de la diminution des combustibles fossiles, il est essentiel de rechercher des sources d’énergie alternatives plus durables, comme les énergies renouvelables. Cependant, avant d’installer une centrale solaire, il est impératif de mener certaines études préliminaires pour évaluer la faisabilité.
Comment déterminer le rendement des panneaux solaires ?
Pour déterminer le rendement d’un panneau solaire photovoltaïque, il faut utiliser une formule simple. Le rendement est la quantité d’électricité produite multipliée par l’énergie solaire reçue multipliée par 100. A l’heure actuelle, il peut varier entre 14% et 24% en fonction du type de technologie utilisée et des cellules qui composent le panneau photovoltaïque. Toutefois, la limite théorique est de 31 %. Nous pouvons supposer, qu’avec les moyens financiers et technologiques mis en place, cette limite pourrait être dépassée dans les prochaines années.
Aujourd’hui, les panneaux solaires les plus efficaces sont ceux de type « monocristallin ». Leur rendement peut atteindre jusqu’à 24 %. Malheureusement, ils sont beaucoup plus chers que les autres technologies, comme le silicium ou le polycristallin, mais leur efficacité est deux fois supérieure à celle du silicium.
Quels sont les facteurs qui influencent le rendement de vos panneaux solaires ?
Le rendement des panneaux photovoltaïques dont vous disposez dépend d’une série de facteurs. Vous devez tenir compte de différents éléments, notamment
- Le type de panneau solaire à utiliser,
- La puissance maximale de votre installation en kWc,
- La puissance des panneaux est mesurée en w/m2,
- La zone géographique dans laquelle se trouve l’installation,
- Le degré d’ensoleillement de la région où vous vous trouvez,
- L’orientation des panneaux solaires ainsi que leur inclinaison.
Pour mieux comprendre et se faire une idée, imaginons que le panneau solaire mesure 1,7 m de long et 1 m de large, avec une puissance de 375 Wp (Watt-crête). Pour obtenir une technologie d’une centrale solaire au sol d’une puissance de 3 kWc (3 000 Wc), le calcul se fait en divisant 3000 Wc par 3500 Wc. Cela donne 8 panneaux. Vous aurez besoin d’environ 16 mètres carrés d’espace pour obtenir cette puissance.
Évaluer l’efficacité de la conversion de l’énergie solaire en électricité
Une centrale solaire photovoltaïque est capable de récupérer l’énergie dégagée par les rayons du soleil et de la transformer en énergie thermique ou électrique. Le principe de fonctionnement d’une centrale solaire est très simple :
- Les rayons du soleil sont absorbés par des panneaux solaires.
- Les cellules photovoltaïques convertissent les rayons en courant continu,
- Le courant continu passe par un onduleur, ou convertisseur, qui le transforme en courant alternatif.
Au bout de l’onduleur, une jauge indique la puissance produite par votre système solaire photovoltaïque.
Comment connaître la puissance d’un onduleur ?
L’onduleur peut également être décrit comme un convertisseur de tension. Il convertit les courants continus de 24V, 12V ou même 48V en un courant alternatif d’environ 230V. C’est la tension utilisée par le corps humain pour ses besoins en électricité. La décision d’utiliser cet onduleur ne doit pas être prise à la légère pour garantir une meilleure efficacité énergétique de la source d’énergie d’un projet solaire photovoltaïque. La puissance de votre onduleur doit être supérieure à celle de tous les appareils qui y sont connectés.
La batterie est utilisée pour stocker l’énergie produite
Une centrale solaire photovoltaïque fonctionne grâce à l’énergie fournie par le soleil. La production d’électricité est maximale en milieu de journée et décroît au coucher du soleil. Pour assurer un flux continu de production d’électricité, l’énergie solaire doit idéalement être stockée dans des batteries pour être réutilisées à l’avenir.
Quelles sont les cellules solaires utilisées ?
Les cellules photovoltaïques sont composées d’éléments semi-conducteurs. Malgré leur efficacité en tant qu’isolants électriques, ils permettent de générer du courant. Elles garantissent la puissance, la longévité et le prix de la centrale solaire. Actuellement, le silicium monocristallin est le plus utilisé en raison de son meilleur rendement. Il est capable de produire jusqu’à 415 Wp avec un rendement d’environ 22 %. Sa durée de vie est de 25 ans.
Des recherches sont également en cours pour développer des cellules solaires efficaces et bon marché. Enfin, les pérovskites pourraient contribuer à rendre l’avenir solaire plus radieux. Il s’agit de cellules solaires hybrides composées de matériaux inorganiques et organiques.
Dans quelle direction les panneaux solaires s’orientent-ils ?
Pour maximiser l’efficacité d’une centrale solaire, les panneaux doivent être orientés dans la bonne direction. L’inclinaison est un facteur important pour garantir le rendement le plus élevé. Si vos panneaux solaires sont installés sur le site de votre choix, l’angle doit être orienté vers le sud afin de profiter au maximum des rayons du soleil et d’augmenter la production d’énergie. Quant à l’inclinaison, elle se situe entre 25 et 30 degrés.
Il est possible de monter les panneaux solaires sur des suiveurs. Il s’agit de structures de soutien qui tournent pour permettre aux panneaux solaires de suivre les mouvements du soleil au cours de la journée. Cette méthode permet de maximiser l’exposition au soleil et, par conséquent, d’augmenter le rendement. Ces dispositifs nécessitent un certain entretien, mais offrent la plus grande capacité de production.
Mesure de la perte d’énergie
Lorsque vous installez une centrale solaire photovoltaïque des pertes de rendement peuvent survenir. Elles sont généralement dues à deux causes principales :
Les causes externes
La saleté est l’une des principales causes de perte de rendement de votre centrale solaire. Il peut s’agir de pollution, de poussière ou même d’excréments d’oiseaux, de sable… Elle peut recouvrir une partie ou la totalité des panneaux solaires. Dans la plupart des cas, une simple pluie suffit à les nettoyer. Pour les taches plus difficiles, un second nettoyage est suggéré. Il est important de savoir que si vous avez des panneaux solaires photovoltaïques sales, vous pouvez réduire jusqu’à 15% l’énergie.
Pour nettoyer vos panneaux solaires, de l’eau et un chiffon doux peuvent faire l’affaire. N’utilisez pas de détergents, car ils peuvent être nocifs et endommager les panneaux solaires. En cas de doute, il est préférable de faire appel à un professionnel.
L’ombrage peut être une source de perte d’énergie pour votre centrale solaire au sol. Elle peut être causée par une branche d’arbre qui a poussé et qui prive les panneaux de soleil. Il est donc important d’examiner périodiquement ce type de phénomène.
Les fortes chaleurs peuvent également affecter l’efficacité de vos panneaux. En effet, l’efficacité de ces panneaux est diminuée lorsque les températures sont supérieures à 25°. Au-delà, votre système solaire perd environ 0,5 % de son rendement par degré. Mais il s’agit ici de la température de vos panneaux, et non de la température de l’air ambiant.
Causes internes
Au fil du temps, vos panneaux solaires peuvent présenter des signes d’usure. Les composants des panneaux peuvent être endommagés et entraîner une réduction de l’efficacité. La raison la plus fréquente de l’usure est le verre qui protège les panneaux. La capacité du verre à absorber les rayons du soleil n’est plus la même qu’au début. Cela peut entraîner une baisse significative de la production d’électricité.
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Les cellules photovoltaïques peuvent être grillées. Cela se manifeste par l’apparition de taches brunes sur les plaques. Elles subsistent malgré un nettoyage approfondi. La centrale solaire peut néanmoins fonctionner, mais la production d’énergie peut diminuer.
Une surtension ou une fuite de courant peut entraîner une perte d’énergie pour votre centrale solaire. Cela se produit généralement sur les installations plus anciennes.
En fin de compte, il est essentiel de procéder à une analyse approfondie avant de décider d’aller de l’avant avec l’installation d’une centrale solaire au sol. Il est essentiel d’examiner le terrain et les facteurs susceptibles d’entraîner une baisse de rendement. Il est important de tenir compte de l’ensoleillement de votre région ainsi que de l’orientation et de l’inclinaison de vos panneaux solaires et de sélectionner la meilleure technologie de panneaux. Ce sont les facteurs les plus importants que vous devez prendre en compte si vous souhaitez augmenter l’efficacité énergétique et la production d’énergie solaire. Il est important de noter qu’en France, un panneau solaire d’un kW peut produire entre 800 et 1 400 kWh par an, si les conditions sont réunies.
