Cinq étapes pour dimensionner votre installation solaire
Dimensionner correctement votre système d’énergie solaire n’est pas aussi difficile que vous pourriez le penser. Savoir comment dimensionner votre installation solaire ou combien de panneaux solaires vous aurez besoin fait partie de votre système solaire dépend de la quantité d’heures d’ensoleillement maximum disponibles par jour et de la consommation énergétique réelle de votre domicile. De plus, quel pourcentage des besoins énergétiques de votre maison souhaitez-vous générer avec votre installation solaire.
Les panneaux solaires photovoltaïques se déclinent en plusieurs tailles de tension et de puissance et sont conçus pour fournir de l’énergie à votre domicile. En général, les panneaux solaires sont classés par leur puissance nominale, définie en WATTS. Par exemple, 100 watts de puissance de pointe ou 100 Wp.
Cette classification standard en watts est la quantité d’énergie électrique que le panneau photovoltaïque peut potentiellement produire pendant une heure de plein soleil. L’énergie électrique est le produit de la tension du panneau et de son courant sortant, soit Puissance (P) = Volts (V) x Ampères (I).
Un des plus grands défis techniques à surmonter avec toutes les installations photovoltaïques, quelle que soit la configuration, est le dimensionnement correct du système pour répondre aux besoins du ménage. En effet, trop peu de panneaux photovoltaïques pourraient signifier une quantité d’énergie solaire générée insuffisante, tandis que trop de panneaux pourraient entraîner un surinvestissement et un gaspillage d’argent.
La taille du système photovoltaïque requis varie d’une maison à l’autre, car la consommation d’énergie et l’efficacité énergétique de chaque maison sont différentes. Mais déterminer le nombre optimal de panneaux et la puissance totale de votre système solaire nécessite uniquement de connaître votre consommation domestique et quelques calculs simples.
Comment dimensionner votre installation solaire
La liste suivante vous aidera à déterminer comment dimensionner votre installation solaire et, plus important encore, combien de panneaux solaires photovoltaïques vous pourriez avoir besoin.
Étape 1. – Déterminez les heures d’ensoleillement maximum disponibles par jour
Les panneaux solaires sont généralement vendus par leur puissance de sortie maximale (100 Wp). Lorsque le soleil est à son maximum, généralement à midi solaire lors d’une journée dégagée, il produit l’équivalent d’environ 1000 watts par mètre carré (1000 W/m2) d’irradiation solaire directement sur la surface terrestre. Une heure de plein soleil, ou 100 % de soleil reçu par un panneau solaire, équivaut à une heure de soleil complet.
Par conséquent, si un panneau solaire est évalué à 100 Wp (watts de pointe), il fournira 100 watts de puissance maximale à la partie la plus lumineuse de la journée. Si la moyenne d’heures d’ensoleillement maximum pour un emplacement particulier est de 4,5 heures, cela signifie que notre panneau solaire fournira 450 watt-heures (4,5 h x 100 Wp) d’électricité de pointe par jour. Évidemment, le soleil brille plus de 4,5 heures par jour, mais ici nous sommes intéressés par le nombre d’heures de plein soleil, car c’est cela qui générera les 100 watts d’énergie solaire maximaux.
Les données climatiques fournies pour un emplacement particulier sur la surface de la Terre donneraient les données d’intensité solaire en termes d’heures de soleil maximum, donc l’intensité du soleil du lever jusqu’aux heures de pointe et au coucher du soleil tout au long de la journée sera un pourcentage des heures de pointe, et donc la puissance de sortie d’une cellule photovoltaïque sera également un pourcentage de la puissance maximale durant ces périodes.
Par exemple, tôt le matin, un panneau solaire de 100W peut ne produire que 25 watts, puis à midi, il produit les 100 watts complets, et l’après-midi seulement 25 ou 30 watts à nouveau. Un mythe auquel les propriétaires semblent croire est qu’un panneau solaire photovoltaïque (ou une installation) produira sa puissance nominale tout au long de la journée. Ce n’est pas le cas, car la puissance maximale n’est générée que lorsque le soleil brille directement sur le panneau solaire.
Étape 2. – Déterminez vos besoins énergétiques en termes de watts par heure
Pour déterminer la puissance totale requise d’un système solaire photovoltaïque nécessaire pour alimenter une maison, les besoins énergétiques en termes de watts par heure doivent d’abord être évalués. Pour évaluer vos besoins énergétiques, vous devez faire un peu de travail préparatoire.
La consommation d’énergie de chacun est différente, donc en dressant une liste et en additionnant les appareils, les lumières et les télévisions avec leurs exigences énergétiques horaires en termes de watts, vous pouvez facilement arriver au total des watt-heures par jour que votre maison consomme, et découvrir où vous gaspillez également de l’énergie.
La puissance finale du système solaire pourra ensuite être calculée et dimensionnée, en fonction de la part de la consommation électrique de la maison devant être fournie par le système. Par exemple, un système devant fournir 100 % d’électricité solaire pourrait être deux fois plus grand qu’un système conçu pour fournir seulement 50 % de la consommation de la maison. Ainsi, nous pouvons voir qu’un système photovoltaïque peut être dimensionné pour fournir soit une partie soit la totalité de la consommation électrique de votre maison. La seule limite réside dans la taille physique et le coût.
Étape 3. – Optimisez vos exigences et votre utilisation électrique
La capacité d’un système solaire photovoltaïque à produire de l’énergie électrique gratuite n’est pas illimitée. Elle est limitée par le nombre d’heures par jour pendant lesquelles le soleil brille et par la surface physique disponible pour installer les panneaux solaires. Collecter l’énergie solaire plus efficacement réduit également le nombre de panneaux photovoltaïques nécessaires dans votre espace disponible.
Oublier accidentellement une ampoule allumée pendant la journée peut facilement consommer et gaspiller des quantités inutiles d’énergie, qu’elle soit gratuite ou non. Économiser et réduire les besoins énergétiques de votre maison en utilisant des ampoules et des appareils écoénergétiques vous permet non seulement d’économiser de l’argent sur vos factures, mais, fait correctement, cela peut réduire la taille finale et le coût de l’installation de votre nouvelle installation solaire.
Les panneaux et installations solaires sont conçus pour fournir une certaine quantité de consommation d’énergie. Si la maison dépasse les limites prévues, cette énergie supplémentaire devra provenir de quelque part, soit du réseau électrique, vous coûtant de l’argent, soit d’un générateur de secours ou de batteries de stockage.
Une maison écoénergétique réduit le nombre de panneaux solaires nécessaires, rendant l’installation du système moins coûteuse, moins compliquée et réduisant sa période de retour sur investissement. Réduire votre consommation pendant une journée dans le but d’installer une petite installation solaire n’est pas l’approche correcte. Réduire autant que possible la consommation et les besoins en énergie de votre maison est un défi à long terme si vous souhaitez vivre “hors réseau”.
Étape 4. – Déterminez le type de panneaux solaires que vous souhaitez utiliser
Il existe des centaines de panneaux solaires de différentes tailles parmi lesquels choisir, allant de petits panneaux de 20 watts à des panneaux plus grands et plus lourds de 250 watts à 12, 24 ou 48 volts, chacun ayant ses propres avantages et inconvénients. Le nombre et le type de panneaux solaires nécessaires pour capter suffisamment d’énergie solaire afin de soutenir votre consommation électrique joue un rôle essentiel dans la conception, la taille, la tension de fonctionnement et le coût de votre système photovoltaïque.
Un panneau solaire typique est constitué d’une grille de cellules solaires individuelles. Il existe différents types de cellules solaires à considérer. Les panneaux solaires en silicium monocristallin sont les plus efficaces pour convertir l’énergie solaire en électricité gratuite, mais ils sont aussi les plus chers. Les panneaux en silicium polycristallin sont légèrement moins efficaces que les types monocristallins, mais ils ont tendance à être moins chers car plus économiques à produire.
Enfin, les panneaux solaires à film mince sont les moins efficaces, mais également les moins chers et facilement disponibles. Les panneaux à film mince sont incroyablement polyvalents car le film de silicium est fin et flexible. Comparez le marché pour trouver les meilleurs panneaux et prix qui conviennent à vos besoins et à votre budget.
Étape 5. – Dimensionnez votre installation
Il est maintenant temps d’estimer la taille de votre installation solaire. Commencez par diviser le nombre total de watt-heures précédemment calculé par le nombre d’heures d’ensoleillement maximum. Cela devrait vous donner la puissance totale des panneaux solaires dont vous aurez besoin, puis ajoutez un petit supplément pour compenser les jours nuageux.
Cette valeur vous donne le nombre total de panneaux solaires nécessaires pour générer une certaine quantité de watt-heures (ou kWh) pour votre maison à votre emplacement. Par exemple, si nous avons besoin d’un système de 1000 watts, cela représente soit 10 panneaux de 100 watts, soit 5 panneaux de 200 watts.
Deuxièmement, comme les panneaux solaires seront utilisés pour alimenter directement la maison avec de l’électricité solaire gratuite via un onduleur ou pour charger des batteries de stockage, il est nécessaire de décider quelle sera la tension nominale d’un courant continu du système. En fonction du stockage nécessaire et de la taille de l’onduleur, la configuration des panneaux solaires pourra être en série, en parallèle ou les deux.
Si vous souhaitez une fiabilité tout au long de l’année, il est généralement préférable d’utiliser la tension et la puissance en courant continu les plus faibles possibles pour réduire les pannes potentielles et garder notre système électrique solaire en fonctionnement sans effort et de manière économique pendant de nombreuses années.
La puissance maximale des panneaux solaires individuels que vous utiliserez peut être trouvée dans les spécifications des fabricants. Mais gardez à l’esprit que TOUS les panneaux photovoltaïques que vous choisissez DOIVENT être du même type et du même fabricant, car mélanger et assortir différents panneaux causera des problèmes et réduira l’efficacité de l’installation.
Résumé sur le dimensionnement de votre installation solaire
En résumé, le dimensionnement d’une installation solaire n’est pas aussi difficile que vous pourriez le penser, mais il y a deux facteurs importants à considérer d’abord pour vous faciliter la vie.
- 1. Quelle est la quantité moyenne d’heures d’ensoleillement par jour dans votre région, que vous pouvez généralement trouver auprès de la mairie ou de la bibliothèque locale.
- 2. Quelle est la consommation quotidienne d’énergie de vos appareils, car réduire cela rend votre système plus efficace et moins cher.
La lumière du soleil est ce qu’elle est, et il n’y a pas beaucoup de choses que vous pouvez faire pour l’augmenter. Vous pourriez installer un suiveur solaire qui suit la rotation du soleil du lever au coucher, mais cela a tendance à être coûteux. Réduire la demande électrique de votre maison peut vous faire économiser beaucoup d’argent à long terme tout en réduisant la taille de votre installation solaire, ce qui vous donnera une période de retour sur investissement plus courte.
Cependant, il existe des charges électriques qui ne sont PAS rentables à alimenter en utilisant l’énergie solaire, car leur consommation serait supérieure à ce que l’installation solaire pourrait fournir. Toute charge qui nécessite de l’électricité pour générer de la chaleur, telle que le chauffage de l’eau, le chauffage de l’espace, la cuisine, la climatisation, etc., tous ces appareils devraient être alimentés par d’autres moyens. Chauffer de l’eau en utilisant l’énergie solaire, appelé “thermique solaire”, est possible et aujourd’hui courant à l’aide de capteurs solaires à plat ou de tubes sous vide, mais pas avec des panneaux photovoltaïques.
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