Vous cherchez un panneau solaire pour un équipement en site isolé ? Pour trouver le bon panneau, vous devez connaître le besoin en électricité de l’appareil à alimenter. Il s’exprime en tension et en puissance. Par exemple, un capteur météo compact peut nécessiter une tension de 5 à 10 volts et une puissance de 1,5 mW à 125 mW. L’alimentation électrique d’un radar pédagogique standard s’effectue à 12 ou 24 volts et à puissance de 20 à 100 watts. Mais comment savoir combien produit un panneau solaire ? Découvrez-le avec Jade Technologie, équipementier en énergie autonome.
Capacité de production du panneau : signification
La capacité de production d’un panneau solaire renvoie à la quantité d’électricité qu’il peut produire. Cette production est évaluée sous certaines conditions d’ensoleillement. Les fabricants de panneaux solaires l’expriment en watts-crête (Wc). Cette capacité est mesurée en laboratoire, en conditions d’exposition solaire STC de 1 000 W/m² à une température de 25 °C.
Cependant, en conditions réelles, cette capacité est souvent différente. Elle varie avec la température, l’ensoleillement et les ombrages. Ces paramètres, que vous ne maîtrisez pas, influencent directement le rendement de votre installation. Le fonctionnement de vos équipements de mesure et/ou de surveillance peut en être altéré.
Évaluation basique de la production d’un panneau solaire
Pour évaluer la production d’un petit panneau photovoltaïque, vous pouvez utiliser une formule simple. Cette formule permet de calculer rapidement l’énergie potentielle fournie, en Wh. Nous avons ajouté un exemple concret, pour vous aider à mieux comprendre le processus.
La formule de calcul
La formule suivante peut être utilisée pour savoir combien produit un panneau solaire par jour :
Production du panneau (en Wh) = puissance crête (Wc) × ensoleillement (kWh/m²/jour) × rendement énergétique.
N.B. Le rendement d’un panneau solaire correspond à l’efficacité avec laquelle il convertit l’énergie solaire en électricité. Il est indiqué par le fabricant en pourcentage.
Exemple de calcul de capacité de production
Prenons un panneau photovoltaïque monocristallin verre/tedlar de 100 Wc. Imaginons qu’il soit installé dans une région où l’ensoleillement moyen est de 4 kWh/m²/jour. Le rendement global de l’installation (panneau, câblage, pertes diverses) est de 19 %. La production quotidienne s’élèverait à :
Production journalière = 100 Wc × 4 kWh/m²/jour × 0,19 = 0,076 kWh par jour, ou 76 Wh.
Pour éviter les calculs manuels et obtenir des estimations précises, vous pouvez utiliser des outils tels que PVGIS.
N.B. Le résultat de notre calcul suppose l’absence d’obstacle entre le soleil et le panneau (généralement appelés ombrages ou masquages). Il peut s’agir d’arbres, de bâtiments ou de reliefs naturels.
Éléments supplémentaires à considérer pour évaluer la capacité de production
Cette méthode théorique manque de précision pour savoir combien produit un panneau solaire de petite taille en conditions d’utilisation réelles. Afin d’améliorer le calcul, il est important de tenir compte du coefficient de température du panneau et de son NOCT. Voyons rapidement de quoi il s’agit.
Prise en compte du coefficient de température
Le coefficient de température d’un panneau solaire mesure l’impact de la température extérieure sur son rendement. En résumé, lorsque la température extérieure augmente, son rendement baisse. Le coefficient de température des cellules de nos panneaux est exprimé en %/°C. Le pourcentage varie différemment selon qu’il s’applique à la puissance ou à la tension.
Le paramètre NOCT PV
NOCT est l’acronyme de Normal Operating Cell Temperature Photovoltaïque. Il corrige le défaut de l’évaluation de production en laboratoire (le STC). Les fabricants qui l’utilisent s’appuient sur des conditions de test d’évaluation plus proches de la réalité. L’éclairement moyen des cellules est de 800 W/m² et la température ambiante de 20 °C (conditions moyennes en occident).
Affinage du calcul de production d’électricité du panneau solaire
Pour configurer une installation solaire autonome, Jade Technologie s’appuie sur ces deux facteurs correctifs. Cela permet d’obtenir une capacité de production plus adaptée aux besoins quotidiens et annuels de l’équipement. De votre côté, vous pouvez déjà consulter les spécifications techniques du fabricant du panneau solaire. L’inclinaison et l’orientation de votre panneau sont également des critères à considérer. Voyons comment procéder en 4 étapes.
1 — Utilisation des spécifications techniques du fabricant
Prenons l’exemple d’un panneau solaire polycristallin en verre trempé de 0,7 m². La notice technique du fabricant indique que sa puissance crête est de 100 Wc, pour une tension de 18,36 volts et une intensité de 5,36 ampères. Ces données signifient que la production d’électricité du panneau en conditions STC et au point maximum est :
- puissance 100 watts ;
- tension 18,36 volts.
2 — Correction en fonction du coefficient de température du panneau
Le coefficient de température du panneau appliqué à la tension est de – 0,33 %/ °C. Le coefficient appliqué à la puissance est de – 0,41 %/ °C. Un panneau solaire atteint, en condition réelle d’utilisation, une température de 50 °C, même 75 °C. Pour ce panneau de 100 Wc, voici les pertes potentielles de production d’électricité :
- 89,9 Wc à 50 °C ;
- 79,6 Wc à 75 °C.
Cela signifie qu’à 50 °C, le panneau fournit une tension de 17,3 V. À une température de 75 °C, la tension est de 15,7 V.
3 — Correction selon le NOCT du panneau
Le NOCT exprime la température nominale d’utilisation d’un panneau solaire. Elle est différente de la température réelle d’utilisation. En moyenne, le NOCT d’un panneau solaire varie de 45 à 48 °C. Une formule permet de chiffrer la variation de la production d’électricité du panneau, d’après la valeur du NOCT (indiquée sur la fiche technique du module).
Reprenons le panneau de notre exemple. Son NOCT est de 47 °C pour un air à 20 °C et un ensoleillement de 800 W/m². Voici les résultats de la production d’électricité du panneau :
- irradiance à 1 000 W/m² : puissance 100 W, tension 18 V ;
- irradiance à 600 W/m² : puissance 59,1 W, tension 18,4 V ;
- irradiance à 200 W/m² : puissance 18,7 W, tension 20,7 V ;
4 — Considérations d’inclinaison et d’orientation du panneau
Pour savoir combien produit un panneau solaire, vous devez étudier son inclinaison et son orientation. Idéalement, l’orientation est plein sud. Mais en site isolé, ce n’est pas toujours possible. Par exemple, la perte de rendement est de 3 à 5 % si le panneau est orienté sud-est ou sud-ouest. Elle varie de 19 à 25 % si le panneau est orienté à l’est ou à l’ouest. Concernant l’orientation, elle doit être de 30 à 35°. En dehors de cette fourchette, la perte de productivité est de l’ordre de 5 à 10 %.
Production d’électricité d’un panneau solaire : points d’optimisation
Optimiser la production d’électricité d’un panneau photovoltaïque en site isolé est possible. Pour cela, il est nécessaire d’explorer trois éléments. Le point central est la taille du panneau solaire. Le plus efficace pour un équipement off-grid est le panneau solaire sur mesure. Il est idéalement complété par une batterie rechargeable appropriée et un chargeur solaire MPPT.
Taille optimale du panneau solaire pour un petit dispositif autonome
Pour optimiser la puissance du panneau solaire de site isolé, le mieux est de choisir un format personnalisé. De très nombreuses possibilités existent dans notre catalogue. Nous concevons des panneaux de quelques centimètres carrés jusqu’à un mètre carré. La disposition des cellules photovoltaïques dans le panneau est également un point central. Pour optimiser l’exposition solaire, des panneaux en forme de triangle, ovales, rectangulaires, avec ouvertures sont parfois nécessaires.
Dimensionnement de la batterie
Le stockage optimal de l’électricité produite est un sujet majeur pour une installation off-grid. Les équipements de mesure et de surveillance professionnels nécessitent une alimentation fiable et pérenne. Vos batteries rechargeables doivent être adaptées à vos contraintes :
- conditions d’utilisation : milieu difficile, extrême ;
- conditions climatiques : température, humidité ;
- modalités de remplacement ;
- types de montage ;
- capacité (en mah) ;
- temps de charge, tension de sortie, format ;
- type de chargeur et de régulateur solaire.
Sélection du bon régulateur de charge
Pour que votre système de production d’électricité fournisse toujours la bonne quantité d’électricité, le choix d’un régulateur solaire performant est très important. Cet appareil, indispensable, compense la variation de production d’électricité du panneau solaire. Il garantit une production d’électricité optimale et linéaire. Son autre fonction est la protection de la batterie et de sa durabilité. Optez pour un régulateur solaire MPPT, la référence du rendement de charge.
Ainsi, pour savoir combien produit un panneau solaire, vous pouvez commencer par consulter sa fiche technique. Elle mentionne la puissance crête (Wc) et la tension (V). Cependant, un calcul approfondi doit être réalisé pour alimenter de façon sécurisée votre équipement off-grid. N’hésitez pas à confier ce calcul à nos experts.
Si vous désirez en savoir plus sur tous nos panneaux solaires, prenez contact avec notre équipe.