L’énergie solaire est une source d’énergie qui dépend essentiellement du soleil. Elle est une énergie renouvelable à cause de la durée de vie du soleil qui est estimée à 10 milliards d’années (il est déjà à la moitié de sa durée de vie). L’énergie solaire est propre et n’émet aucun gaz à effet de serre et cette énergie permet de produire de l’électricité à partir de panneaux photovoltaïques grâce au rayonnement solaire capté par des panneaux solaires. Lorsque la météo est favorable, L’irradiance solaire totale qui est la quantité radiative provenant du soleil reçue par une surface de 1 m² est en moyenne égale à 1000kWh/m2/an. L’irradiance solaire totale varie au cours de la journée et de notre position sur la Terre. Par exemple, l’irradiance au Sahel est plus importante que celle en Europe.
Bref, l’énergie solaire est :
☀️Une énergie renouvelable à cause de la durée de vie du soleil qui est estimée à 10 milliards d’années.
☀️ Propre et n’émet aucun gaz à effet de serre.
☀️ Capable de produire de l’électricité à partir de panneaux photovoltaïques grâce à la lumière du soleil captée par ces panneaux et de la chaleur avec les panneaux solaires thermiques. cette énergie, en moyenne égale à 1000kWh/m2 par an.
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N.B : L’irradiation solaire totale varie au cours de la journée et en fonction de notre position sur la terre. Par exemple, l’irradiation au Sahel est plus importante que celle en Europe.
1.1 Les différents rayonnements solaires
Le rayonnement solaire se décompose de la manière suivante:
Le rayonnement solaire extraterrestre
Le rayonnement direct qui provient directement du soleil
Le rayonnement diffus qui est le rayonnement absorbé par l’atmosphère ou les nuages et diffusé vers le sol.
Le rayonnement réfléchi ou albédo qui traduit la capacité de certaines surfaces à réfléchir le rayonnement direct.
Le rayonnement global(somme des 3 précédents)
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☀️Le rayonnement solaire est constitué de photons qui transportent une énergie donnée par la relation suivante : E = hv , où h = 6.6262×10-34J.s et v = fréquence(en Hz)
1.2 Facteurs pouvant influer sur l’énergie solaire
Ensoleillement(EP ); Température; Saison; Heure de la journée; Orientation et inclinaison des panneaux; Conditions météorologiques ; Degré de pollution du lieu; Environnement (ombrage)
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Angle d’inclinaison idéal : 45° Sud Panneaux perpendiculaire rayons du soleil
1.3 L’influence de la météo
Le rayonnement susceptible d’être capté par les panneaux solaires dépend de la météo. Plus il y a de nuage, plus l’ensoleillement sera faible et plus le rayonnement diffus sera important.
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1.4 L’influence de la couche atmosphérique
La part d’énergie reçue sur la surface de la Terre dépend de l’épaisseur de l’atmosphère à traverser. Elle est caractérisée par le nombre de masse d’air (AM). Les noms du spectre standard de la lumière du Soleil sur la surface de la terre sont AM1.5G ou AM1.5D. G pour rayonnement Global et D pour rayonnement Direct.
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NB: Longueur d’onde en nm(abscisse et Irradiance spectrale en W/m².nm en ordonnées)
Remarque : Les constructeurs de panneaux solaires spécifient les performances de leur matériel en STC(Standard Test Conditions):
Un spectre de AM1.5
Irradiation de 1000W/m²
Température de 25°C[C’est ce qui explique la présence des Wc caractérisant les PV.]
1.5 L’influence de l’inclinaison et de l’orientation
Le soleil, du fait de son orientation, ne voit pas toujours la surface des panneaux solaires. On parle alors de surface utile éclairée. Comme on peut le voir, la surface éclairée par le soleil est maximale quand les rayons sont perpendiculaires à la surface éclairée. On voit donc l’importance de bien choisir l’angle d’orientation.
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S1 et S2 représentent les surfaces utiles « vues » par le soleil, Comme S1> S2 : La surface se recevra plus de lumière dans la situation 1
☀️L’azimut solaire : L’azimut solaire est l’angle mesuré dans le sens des aiguilles d’une montre entre le point cardinal Sud (dans l’hémisphère nord) ou Nord (dans l’hémisphère sud) et la projection sur le plan horizontal local de la droite reliant la terre au soleil. L’angle est mesuré dans le sens des aiguilles d’une montre dans l’hémisphère nord et dans le sens contraire dans l’hémisphère sud, en utilisant les projections sur le plan horizontal du point d’observation. L’azimut solaire est négatif le matin (direction Est), nul à midi et positif l’après-midi (direction Ouest), sur tout le globe. Il diffère de l’azimut géographique, lequel est toujours mesuré dans le sens des aiguilles d’une montre à partir du Nord, indépendamment de l’hémisphère du point d’observation. Notée AZ, l’azimut s’exprime en °.
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☀️La hauteur solaire : Notée H, la hauteur solaire s’exprime en ° et c’est l’angle que fait la direction de visée du soleil avec le plan horizontal.
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Concernant les panneaux solaires trois angles sont essentiels :
L’angle d’inclinaison : angle formé par le plan du sol et le plan du panneau.
L’orientation : la meilleure orientation pour un panneau solaire est vers le Sud.
L’angle d’incidence : angle formé par les rayons du Soleil et le plan du panneau.
L’angle d’incidence a une influence sur le rendement du panneau : η= sinβ ×100 (en supposant le panneau face au soleil
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