Cinq étapes pour dimensionner correctement votre propre panneau solaire

Dimensionner précisément votre système d'énergie solaire n'est pas aussi difficile que vous le pensez. Le nombre de panneaux solaires dont vous aurez besoin dépend du nombre d'heures d'ensoleillement maximum par jour et de la consommation d'énergie réelle de votre maison. De plus, quel pourcentage des besoins énergétiques de votre maison vous souhaitez produire à l'aide de votre installation solaire.

Les panneaux solaires photovoltaïques sont disponibles en différentes tensions et puissances et sont conçus pour fournir de l'énergie à votre maison. En général, les panneaux solaires sont classés en fonction de leur puissance de sortie nominale, qui est donnée définie dans WATTS. Par exemple, 10 watts de puissance de crête ou 200 watts de puissance de crête. Cette puissance nominale standard est la quantité de puissance qu'un seul panneau solaire peut potentiellement produire en une heure de soleil intense. L'un des plus grands défis techniques à relever avec toutes les installations photovoltaïques, quelle que soit leur configuration, est le dimensionnement correct du système pour répondre aux besoins du ménage.

La taille du système photovoltaïque nécessaire varie d'un foyer à l'autre, car la consommation d'énergie et l'efficacité énergétique de chaque foyer seront différentes. Mais pour déterminer le nombre optimal de panneaux et la puissance totale de votre système solaire, il faut connaître l'utilisation de votre foyer et faire quelques calculs simples. Pour vous aider à surmonter certaines de ces difficultés, nous avons élaboré un guide facile à suivre, étape par étape, qui vous aidera à dimensionner facilement votre système photovoltaïque.

Réseau solaire monté sur le toit

Le monde moderne dépend fortement de l'utilisation de l'énergie obtenue à partir de la combustion de combustibles fossiles, et sans cette énergie, les machines ne fonctionneront pas et l'électricité ne sera pas produite. L'électricité est nécessaire pour tout, de l'éclairage de nos maisons à l'exploitation d'un réseau ferroviaire à grande vitesse dans le monde entier.

Notre consommation et nos besoins énergétiques ont augmenté rapidement au cours des 250 dernières années, suite à l'avènement de la révolution industrielle. Depuis l'ère de la vapeur jusqu'à aujourd'hui, cette augmentation rapide de l'utilisation de l'énergie a créé ses propres problèmes d'offre et de demande. Cette demande mondiale croissante d'énergie a conduit à une utilisation accrue de combustibles fossiles bon marché comme le charbon, le pétrole brut et le gaz naturel, juste pour produire de l'électricité et garder la lumière allumée.

Étape 1. - Déterminez les heures de pointe du soleil disponibles par jour

Les panneaux solaires sont généralement vendus au watt crête. Lorsque le soleil est à son plus fort ou à son intensité maximale, généralement à midi par temps clair, il produit l'équivalent d'environ 1000 watts par m2 de rayonnement solaire directement sur la surface de la Terre. Une heure d'ensoleillement maximum, ou 100% d'ensoleillement reçu par un panneau solaire équivaut à une heure de soleil complet. Ainsi, si un panneau solaire est évalué à 100 Wc (watts crête), il fournira 100 watts de puissance crête à l'heure la plus claire de la journée. Si la moyenne des heures d'ensoleillement de pointe pour un endroit particulier est donnée comme étant de 4,5 heures, cela signifie que notre panneau solaire fournira 450 watts-heures (4,5 heures x 100 Wc) par jour d'électricité de pointe pendant la journée.

Il est évident que le soleil brille plus longtemps que 4,5 heures par jour. Les données climatiques fournies pour un endroit particulier de la surface de la Terre donneraient les données d'intensité solaire en termes d'heures d'ensoleillement de pointe, donc l'intensité du soleil du lever au coucher du soleil pendant la journée sera un pourcentage des heures de pointe et donc la production d'électricité d'une cellule photovoltaïque sera également un pourcentage du maximum pendant ces heures. Par exemple, tôt le matin, un panneau solaire de 100W peut ne produire que 25 watts, puis à midi, il produit la totalité des 100 watts, et l'après-midi, de nouveau seulement 25 ou 30 watts. La puissance maximale n'est donc générée que lorsque le soleil brille directement sur le panneau solaire.

Etape 2. - Déterminez vos besoins énergétiques en termes de watts par heure

Pour déterminer la puissance globale requise d'un système solaire photovoltaïque nécessaire pour alimenter une maison, il faut d'abord évaluer les besoins en énergie électrique en termes de watts par heure. Pour déterminer les besoins en électricité de votre maison, vous devez d'abord faire quelques recherches. La consommation électrique de chacun est différente. En dressant la liste des appareils électroménagers, des lampes et des téléviseurs et en additionnant leurs besoins horaires en watts, vous pouvez facilement obtenir le nombre total de watts-heures par jour que votre maison consomme et vous pouvez même trouver où vous gaspillez de l'énergie.

La puissance nominale finale du système solaire peut alors être calculée et dimensionnée, en fonction de la part de la consommation d'électricité du foyer qui sera fournie par le système. Ainsi, par exemple, un système qui doit fournir 100% d'électricité solaire peut être deux fois plus grand qu'un système conçu pour fournir seulement 50% de la consommation des foyers. On voit alors qu'un système photovoltaïque peut être dimensionné pour fournir une partie ou la totalité de la consommation électrique de vos maisons. La seule limitation concerne la taille physique et le coût.

Étape 3. - Optimisez vos demandes et votre utilisation de l'énergie

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 d'ensoleillement par jour et par la surface physique disponible pour installer les panneaux solaires. Laisser 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 à faible consommation d'énergie vous permet non seulement d'économiser de l'argent en réduisant vos factures, mais si vous le faites correctement, cela peut réduire la taille finale et le coût d'installation de votre nouveau système de panneaux solaires.

Les panneaux et les batteries solaires sont conçus pour fournir une certaine quantité d'énergie. Si la maison dépasse les limites prévues, cette énergie supplémentaire devra provenir soit du réseau électrique qui vous coûte de l'argent, soit d'un générateur de secours ou de batteries de stockage. Une maison économe en énergie réduit le nombre de panneaux solaires nécessaires, ce qui rend l'installation du système moins coûteuse, moins compliquée et réduit son délai de récupération. Réduire votre consommation pendant une journée dans le but d'installer un petit panneau solaire n'est pas la bonne approche. Réduire autant que possible la consommation et les besoins en électricité de votre maison est un défi à long terme si vous voulez vivre "hors réseau".

Étape 4. - Déterminez le type de panneaux solaires que vous souhaitez utiliser

Il existe plusieurs centaines de panneaux solaires de tailles différentes, allant des petits panneaux de 20 watts aux panneaux plus grands et plus lourds de 250 watts à 12, 24 ou 48 volts, tous avec leurs propres avantages et inconvénients. Le nombre et le type de panneaux solaires nécessaires pour capter suffisamment d'énergie solaire pour soutenir votre consommation électrique joue un rôle important dans la conception, le dimensionnement, la tension de fonctionnement et le coût de votre système solaire photovoltaïque.

Un panneau solaire typique est constitué d'un réseau de cellules solaires individuelles. Il existe différents types de cellules solaires à prendre en compte. Les panneaux solaires en silicium monocristallin sont les plus efficaces pour convertir l'énergie solaire du soleil 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 ils sont moins chers à produire.

Enfin, les panneaux solaires à couche mince sont les moins efficaces de tous, mais ils sont aussi les moins chers et les plus faciles à obtenir. Les panneaux solaires à couches minces sont particulièrement polyvalents car le film de silicium est mince et flexible. Faites le tour du marché pour trouver les meilleurs panneaux et les prix qui conviennent à vos besoins et à votre budget.


Étape 5. - Dimensionnez votre réseau

Maintenant, la dernière partie consiste à estimer la taille de votre installation solaire. Vous devrez d'abord diviser le nombre total de wattheures calculé précédemment par le nombre d'heures d'ensoleillement maximal. Cela devrait vous donner la puissance totale des panneaux solaires dont vous aurez besoin, puis ajoutez un petit supplément pour compenser les jours nuageux et maussades. Cette valeur vous donne le nombre total de panneaux solaires dont nous avons besoin pour produire une quantité donnée de wattheures (ou de kWh) pour notre maison dans votre lieu donné. Par exemple, si nous avons besoin d'un système de 1000 watts, cela fait 10 panneaux de 100 watts ou 5 panneaux de 200 watts.

Deuxièmement, étant donné que les panneaux solaires seront utilisés pour alimenter directement la maison en électricité solaire gratuite via un onduleur ou pour charger des batteries de stockage, il est nécessaire de décider de la tension continue nominale du système. En fonction du stockage des batteries et du dimensionnement de l'onduleur requis, la configuration des panneaux solaires peut être connectée en série, en parallèle ou les deux.

Si vous souhaitez une fiabilité à l'année, il est généralement préférable d'utiliser la tension et la puissance nominale CC les plus faibles possibles afin de réduire les pannes potentielles et de maintenir notre système électrique solaire en fonctionnement sans effort et de manière économique pendant les années à venir.

Vous trouverez la puissance de crête des différents panneaux solaires que vous utiliserez dans les spécifications du fabricant. Mais n'oubliez pas que TOUS les panneaux photovoltaïques que vous choisissez DOIVENT être du même type et provenir du même fabricant, car le fait de mélanger et d'associer différents panneaux créera des problèmes et réduira le rendement des panneaux.

En résumé, le dimensionnement d'une installation solaire n'est pas aussi difficile que vous le pensez, mais il y a deux facteurs importants à prendre en compte pour vous faciliter la vie.

1. Quelle est la quantité moyenne d'heures d'ensoleillement par jour dans votre région et que vous pouvez généralement trouver à la mairie ou à la bibliothèque locale.
2. Quelle est la consommation quotidienne de vos charges électriques et la réduction de celle-ci rend votre système plus efficace et moins cher.
La lumière du soleil est la lumière du soleil et il n'y a pas grand-chose que vous puissiez faire pour l'augmenter. Vous pourriez installer un suiveur solaire qui suit la rotation du soleil du lever au coucher du soleil, mais ces systèmes ont tendance à être coûteux. Réduire la demande en électricité de votre maison peut vous faire économiser beaucoup d'argent à long terme, tout comme réduire la taille de votre installation solaire, ce qui vous permet de récupérer plus rapidement votre investissement.

Mais il existe des charges électriques qui ne sont PAS rentables à l'aide de l'énergie solaire car leur consommation serait supérieure à ce que l'installation solaire pourrait fournir. Toute charge qui nécessite de l'électricité pour produire de la chaleur, comme le chauffage de l'eau, le chauffage des locaux, la cuisine, la climatisation, etc. Le chauffage de l'eau à l'aide de l'énergie solaire, appelé "solaire thermique", est possible et aujourd'hui courant grâce à des capteurs solaires plats ou à des tubes sous vide, mais pas à des panneaux photovoltaïques.