Comprendre l’énergie solaire : les caractéristiques des panneaux solaires.
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Pour mieux comprendre, nous allons prendre l’exemple d’un panneau solaire avec les caractéristiques suivantes :
- Puissance nominale : 20 W
- Tension nominale : 12 V
- Tension à puissance maximum : 18 V
- Courant à puissance maximum : 1,11 A
- Puissance nominale : 20 W
- Tension en circuit ouvert : 22,3 V
- Courant de court-circuit : 1,13 A
- Durée de vie supérieure à 25 ans
- Puissance de sortie garantie de 90% dans les 10 ans, 80% au delà
La puissance maximum (crête) est obtenue en multipliant la tension maximum par le courant maximum soit (P = U x I) 18V x 1,11 A = 19,98 W.
Cette puissance ne sera obtenue que si le panneau solaire est exposé dans les conditions « STC » (voir explications ci-dessous).
La puissance réellement délivrée variera donc en fonction de la situation géographique de l’installation, le même panneau installé à Lille et à Marseille n’aura pas le même rendement, mais aussi selon la position du soleil (puissance maximum au zénith) et la température des panneaux (en général perte de 0,4% par degré supérieur à 25°C). Nous reviendrons sur les autres pertes liées à l’installation dans un prochain article.
La tension à vide correspond à la tension délivrée par le panneau solaire en circuit ouvert ; le courant de court-circuit correspond à l’intensité maximum que pourra délivrer le panneau.
La durée de vie d’un panneau solaire généralement donnée pour étant supérieure à 25 ans se situe réellement entre 35 et 40 ans ; il est important de savoir que les fabricants garantissent une puissance de 90% dans la limite de 10 ans et 80% au delà des 10 ans. Un panneau fiable bien fabriqué se situera plus facilement aux alentours de 85% après 20 ans. Pour garantir un fonctionnement optimal même après 20 ans, il faut donc anticiper ces pertes et les intégrer dans votre calcul de départ.
Venons en maintenant à la tension nominale de 12 V ; en fait cette tension indique simplement si tel ou tel panneau sera adapté à un système de batteries en 12 V ou 24 V mais ne correspond pas aux tensions délivrées par les panneaux qui sont en réalité plus importantes (18 à 20V et 36 à 40 V).
STC : Standard Test Conditions : Ce sont des conditions d’essai homogènes mises en place pour permettre de comparer la puissance de différents panneaux solaires. Elles sont données pour un rayonnement de 1000W/m² à une température de 25°C et pour une épaisseur d’atmosphère de 1,5. Au niveau de l’Equateur, l’atmosphère a une épaisseur AM=1, en Europe cette valeur est d’environ 1,5. Pour simplifier, on peut considérer que la puissance maximum est obtenue pour un ensoleillement maximum lorsque le soleil est au zénith sur une latitude inférieure à 45°N (sous l’axe Bordeaux-Genoble)
Moyennes annuelles du rayonnement solaire direct (DNI) en France et en Europe :
