Comment se calcul la puissance d’un panneau solaire ?
Les énergies renouvelables sont l’ensemble de tout type d’énergie inépuisable. Ces sources sont diverses et variées. Grâce à ces énergies, on peut envisager un système de production énergétique peu polluant et plus respectueux de la nature. Elles possèdent de nombreux avantages, mais aussi quelques inconvénients. Ces dernières sont fournies par les rayons du soleil, la force du vent, l’écoulement d’eau et même des végétaux. Dans cet article, nous nous intéresserons à l’énergie solaire qui est la plus utilisée. Grâce à la lumière du soleil captée par des panneaux, cette source d’énergie est propre, gratuite, inépuisable et disponible partout dans le monde.
Principe de fonctionnement des panneaux photovoltaïques
L’effet photovoltaïque (ou photoélectrique) consiste à transformer de la lumière en électricité. Ce phénomène a été découvert par un physicien français Edmond Becquerel en 1839, puis a été mis en œuvre à l’échelle industrielle à partir des années 50.
Le principe de fonctionnement est très simple, puisque à la base, le courant électrique c’est un déplacement d’électrons. Pour que ce déplacement devienne possible, les photons (particules qui constituent la lumière) vont faire réagir les électrons périphériques de certains atomes de matériaux semi-conducteurs.
En réalité, une cellule photovoltaïque capte la lumière solaire pour la transformer en électricité à travers le semi-conducteur, couramment du silicium. Plusieurs cellules constituent un panneau solaire qui produit un courant continu, qui sera transformé en courant alternatif par le biais d’un onduleur.
Deux types d’énergie solaire existent :
- L’énergie solaire photovoltaïque.
- L’énergie solaire thermique.
Les deux sont utilisées selon le besoin et la puissance nécessaire. Mais que signifie la puissance d’un panneau solaire?
La puissance des panneaux solaires
La puissance d’un panneau salaire est exprimée par le mètre carré qui est la taille de référence. La capacité de production, c’est l’énergie produite par les panneaux selon les photons captés, qui sert à alimenter un endroit quelconque comme une maison, par exemple. L’unité de la puissance ou la quantité d’énergie est exprimée en watts-crête (Wc). C’est une puissance maximale atteinte dans des conditions idéales. Ces conditions sont :
- l’ensoleillement qui doit être à 1000 W par m2,
- la température de l’environnement de 25°,
- une parfaite exposition des panneaux et l’absence de l’ombrage.
La puissance théorique d’un panneau solaire diffère d’un environnement à un autre, puisque comme nous l’avons souligné, elle dépend fortement de la température et de l’ombrage.
Calcul de la puissance réelle d’un panneau solaire
La puissance ou la capacité réelle d’un panneau solaire peut être calculée à partir de la puissance théorique dite maximale mesurée en watt-crête. Le calcul nécessite de connaitre quelques variables qui sont :
- les heures d’exposition au soleil,
- l’angle d’inclinaison du panneau solaire,
- les inévitables pertes de température de la région concernée.
Connaissant ces éléments, il suffit d‘appliquer un taux de dégressivité aux heures d’ensoleillement qui seront multiplier par la puissance théorique maximale du panneau pour un m2. Vous obtiendrez la capacité de production réelle. Il est important d’effectuer le calcul avant la prise de la décision de l’investissement pour avoir une idée de la rentabilité, ainsi que le nombre de panneaux nécessaires à installer afin d’avoir un rendement rentable.
La matière des panneaux photovoltaïques
La matière avec laquelle sont faites les plaques photovoltaïques influence de façon directe la puissance, et donc le rendement de ceux-ci. Il existe deux technologies principales dans la conception des panneaux solaire : le silicium monocristallin et le polycristallin. Considérée comme une technologie de première génération de panneau solaire et la plus efficace, la cellule faite d’un cristal de silicium pur qui lui permet d’être aussi performante en période de faible comme en fort ensoleillement. Par contre, c’est une matière qui reste chère compte tenu du processus de sa fabrication qui est complexe.
Si l’on comparait le rendement de panneaux polycristallin au monocristallin, on remarquera qu’il sera moins important mais plus économique. En réalité, le polycristallin c’est du recyclage de chutes de morceaux de silicium chauffées pour les faire fondre. Ensuite, elles sont refroidies pour pouvoir les assembler. Ce processus diminue de manière considérable les coûts de production.
Le choix sera basé sur le budget que vous avez envie de consacrer à une telle installation, sans oublier vos intentions par la mise en place d’un système pareil. Dans la cas où vous voulez une rentabilité à long terme avec un bon rendement, il serait préférable d’opter pour le monocristallin. Et pour faire des économies tout en restant écologique, le polycristallin fera l’affaire.
