La production d'électricité photovoltaïque utilise la lumière solaire et les cellules solaires pour convertir l'énergie lumineuse en énergie électrique. La production d'énergie photovoltaïque se compose de trois sous-systèmes principaux : Le générateur photovoltaïque, le convertisseur DC-AC (onduleur) et le système de stockage d'énergie par batterie.
La production d'énergie photovoltaïque est un système qui utilise l'effet photoélectrique pour transformer l'énergie du soleil en électricité. Ce processus est basé sur l'effet de la cellule photovoltaïque.
Les panneaux solaires transforment la lumière en courant continu. Ensuite, un convertisseur transforme ce courant continu en courant alternatif. Le réseau ou d'autres endroits qui ont besoin d'électricité utilisent alors ce courant alternatif.
Plus précisément, le module photovoltaïque est l'élément central du réseau photovoltaïque, qui se compose de plusieurs panneaux solaires. Lorsque la lumière du soleil frappe un panneau photovoltaïque, les photons peuvent exciter les électrons, formant ainsi un courant électrique.
Les panneaux sont reliés par des fils entre l'anode et la cathode. Ils sont assemblés en série ou en parallèle pour former un panneau photovoltaïque. Le courant est envoyé à l'onduleur par un câble pour être converti.
Les onduleurs transforment le courant continu produit par un panneau photovoltaïque en courant alternatif afin qu'il puisse être utilisé par une maison, une entreprise ou le réseau électrique. Dans certains cas, l'énergie électrique générée par les panneaux photovoltaïques doit être stockée dans des installations industrielles. C'est pourquoi les panneaux photovoltaïques sont souvent associés à des systèmes de stockage de l'énergie afin de pouvoir continuer à alimenter le réseau la nuit ou par mauvais temps.
Les principaux équipements nécessaires à la production d'énergie photovoltaïque sont les suivants
1. Les panneaux photovoltaïques : ils convertissent efficacement la lumière du soleil en électricité.
2. Onduleur : convertit le courant continu en courant alternatif pour répondre aux besoins en électricité à l'intérieur.
3. Système de stockage d'énergie par batterie : Il peut être sélectionné en fonction des besoins réels pour réaliser le stockage d'énergie de la production d'électricité photovoltaïque.
4. Support et cadre : Le cadre et la structure de support utilisés pour installer les panneaux photovoltaïques.
5. Câbles et boîtes de jonction : connexion et transmission des panneaux photovoltaïques, des onduleurs et des systèmes de stockage d'énergie par batterie.
Pour calculer la production d'énergie photovoltaïque, il faut tenir compte de facteurs tels que la capacité installée du réseau, la durée d'ensoleillement et la température. La formule pour calculer la production d'énergie photovoltaïque est la suivante : production d'énergie photovoltaïque = capacité installée de la matrice photovoltaïque multipliée par le rayonnement solaire total multiplié par l'efficacité de la production d'énergie des modules photovoltaïques.
La quantité totale de rayonnement solaire peut être estimée en fonction de la situation géographique et des données météorologiques. L'efficacité de la production d'énergie des modules photovoltaïques dépend de la conception et de la qualité des panneaux photovoltaïques.
La production d'électricité photovoltaïque est la quantité totale d'électricité produite par une centrale photovoltaïque, généralement mesurée en kilowattheures (kWh).
La formule de base pour calculer la production d'électricité photovoltaïque est la suivante :
Production d'électricité PV = capacité installée des panneaux PV × rayonnement solaire total × efficacité de la production d'électricité des modules PV.
La production d'énergie photovoltaïque s'explique comme suit :
Capacité installée des panneaux photovoltaïques : la taille du panneau photovoltaïque placé dans une centrale photovoltaïque, généralement mesurée en watts (W). Par exemple, une centrale photovoltaïque de 10 kilowatts correspond à 10 000 watts.
Intensité du rayonnement solaire : L'intensité du rayonnement solaire correspond à l'énergie solaire reçue par unité de temps et par unité de surface. Elle est généralement exprimée en énergie solaire reçue par heure et par unité de surface (kWh/m2/h). L'intensité du rayonnement solaire dépend de facteurs tels que la situation géographique, la saison, le temps et l'heure.
Efficacité des modules PV : Le rendement d'un module PV indique sa capacité à convertir l'énergie solaire en électricité. L'efficacité d'un module PV est généralement exprimée en pourcentage, indiquant la conversion de la lumière solaire incidente en électricité. Les différents types de modules photovoltaïques ont des niveaux d'efficacité différents, les rendements habituels se situant entre 15 et 20 %.
Capacité installée d'un système photovoltaïque : La capacité installée d'un système photovoltaïque correspond à la puissance totale des panneaux solaires installés dans le système. Elle est généralement exprimée en kilowatts (kW) ou en mégawatts (MW). La capacité installée dépend du nombre de panneaux photovoltaïques et de la puissance de chaque panneau.
Temps de production d'électricité : La durée de production d'électricité correspond à la période pendant laquelle le système photovoltaïque fonctionne et produit de l'électricité. Il peut s'agir d'heures par jour ou d'heures par an, en fonction de vos besoins et de vos objectifs. Les temps de production sont influencés par les conditions météorologiques, la saison, la maintenance et le nettoyage du système, ainsi que d'autres facteurs.
La formule de production d'électricité doit être prise en compte :
Cette formule est une méthode de calcul simplifiée qui ne prend en compte que les facteurs de base. Dans les applications réelles, des éléments tels que l'effet de la température sur les panneaux photovoltaïques, l'ombrage, l'angle d'inclinaison, l'utilisation de la surface et les pertes du système doivent être pris en compte pour obtenir des estimations plus précises de la production d'énergie.
Exemple de formule de production d'énergie :
La capacité installée d'une centrale photovoltaïque est de 100 kilowatts, le rayonnement solaire total moyen dans cette zone est de 1 500 kWh/m2/an et le rendement de production d'énergie des modules photovoltaïques est de 18 %. Voici comment calculer la quantité d'électricité produite chaque année :
Production d'électricité photovoltaïque = 100 kW × 1 500 kWh/m2/an × 18 % = 27 000 kWh/an
Cette centrale photovoltaïque pourra donc produire 27 000 kWh d'électricité par an. La production réelle d'électricité sera affectée par des facteurs liés à l'exploitation réelle, tels que les conditions météorologiques, la température, les pertes, le vieillissement des composants, etc.
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