PRODUCTION PHOTOVOLTAÏQUE
cALCULEZ MANUELLEMENT LA PRODUCTION PHOTOVOLTAÏQUE
La surface "réelle" d'un capteur solaire et rendement du panneau
Pour calculer précisément la production d’un panneau photovoltaïque, il est essentiel de comprendre qu’il ne faut prendre en compte que la surface des cellules solaires elles-mêmes, et non la surface totale du panneau incluant son cadre. En effet, seule la zone occupée par les cellules solaires est efficacement exposée au rayonnement solaire et capable de générer de l’électricité. Incorporer la surface du cadre du panneau dans les calculs conduirait à surestimer la capacité de production solaire.
Surface des cellules photovoltaïques
- Ci-contre, la fiche technique du panneau photovoltaïque de la marque DAH Solar fait état d’une superficie du module (cadre inclus) de 1,924m x 1,038m soit une superficie totale de : 1,997 m2.
- Le panneau intégre 132 cellules monocristallines de dimensions 166mm x 83mm soit une surface totale de cellules photovoltaïques équivalente à : 132 x (0,166 x 0,083) soit 1,818 m2.
La vraie surface utile à transformer la lumière du soleil en électricité est de : 1,818 m2
Rendement du panneau solaire
- Le rendement d’un panneau photovoltaïque mesure son efficacité à convertir la lumière solaire en électricité. Il exprime la capacité du panneau à produire de l’énergie électrique en fonction de l’énergie lumineuse solaire reçue. Il est généralement exprimé en pourcentage, et un rendement élevé signifie que le panneau peut convertir une plus grande proportion de la lumière solaire en électricité utilisable.
Dans notre exemple (ci-contre), choisissons le panneau de 400W et son rendement de 20,03%.
- 20,03% de l’énergie solaire captée par le panneau photovoltaïque sera transformée en électricité.
Carte du gisement solaire et facteurs de correction (inclinaison et orientation)
14 % de Perte par câble et effet Joule
La performance d’un système photovoltaïque peut être réduite par plusieurs facteurs, tels que l’effet Joule, les pertes par câble et l’échauffement des panneaux solaires. L’effet Joule provoque une conversion partielle de l’énergie électrique en chaleur en raison de la résistance des composants du système. De même, les pertes par câble résultent de la résistance des câbles utilisés pour connecter les panneaux au convertisseur. Enfin, l’échauffement des panneaux solaires diminue leur efficacité de conversion photovoltaïque, surtout sous une exposition prolongée au soleil. Dans l’ensemble, ces pertes sont estimées à environ 14% de la production totale du système, soulignant l’importance de leur prise en compte lors de la conception et de l’installation.
Les étapes du calcul de la production en kWh
Résumé des infos nécessaires au calcul
- Superficie des cellules photovoltaïques = 1,818 m2
Considérons la localisation de notre projet à Paris (zone verte sur la carte) et prenons la valeur moyenne correspondante soit : 1285kWh/m2/an
Considérons que mes panneaux sont installés au Sud-Ouest et que mon toit est incliné de 30° (cf.tableau facteur de correction = 0,96)
- Le rendement de notre panneau est de 20,03%
- Les pertes d’un système photovoltaïque sont officiellement admises à hauteur de 14% (source officielle)
La formule de calcul
(Surface capteur x Gisement solaire x Rendement panneau x facteur de correction) – 14% perte
Le résultat sera exprimé en kWh produit en 1 année.
En application :
- 1,818 x 1285 = 2336,13
- 2336,13 x 20,3% = 467,9
- 467,9 x 0,96 = 449,8
- Perte = 449,8 x 14% soit 62,8
- 449,8 – 62,8 = 387 kWh/an
La production annuelle de notre panneau solaire :
387 kWh par an
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