L'un des composants fondamentaux des systèmes d'énergie solaire est le panneau solaire. Si vous envisagez d'exploiter l'énergie solaire pour votre maison ou votre entreprise, comprendre ce qu'est un panneau solaire vous aidera à prendre des décisions éclairées.
Qu'est-ce qu'un panneau solaire ?
Un réseau solaire est essentiellement un ensemble de plusieurs panneaux solaires qui fonctionnent ensemble pour capter la lumière du soleil et la convertir en électricité. Considérez-le comme une « équipe » de panneaux solaires travaillant à l'unisson pour produire une plus grande quantité d'énergie que ce qu'un seul panneau pourrait produire seul. Les installations solaires peuvent varier en taille, depuis de petites installations sur les toits résidentiels avec environ 10 à 30 panneaux solaires, générant 3 à 10 kilowatts (kW) d'électricité, jusqu'à des installations plus vastes dans des fermes solaires pouvant comprendre des milliers à des centaines de milliers de panneaux, produisant entre 1 mégawatt (MW) et plusieurs centaines de mégawatts (MW) d'électricité.
La disposition des panneaux solaires dans un réseau est conçue pour maximiser l'exposition au soleil. Ces réseaux peuvent être fixes ou équipés de systèmes de suivi qui ajustent leur position tout au long de la journée pour suivre la trajectoire du soleil, améliorant ainsi l'efficacité.
Les caractéristiques électriques des panneaux solaires
En ce qui concerne les panneaux solaires, plusieurs caractéristiques électriques clés définissent leurs performances et leur efficacité.
Tension (V)
Vue d'ensemble Tension d'un panneau solaire est déterminé par le nombre de panneaux solaires connectés en sérieChaque panneau individuel a une tension nominale (généralement comprise entre 18 et 40 volts), et lorsque les panneaux sont connectés en série, leurs tensions s'additionnent.
Tension du réseau : La tension totale du réseau est la somme des tensions de tous les panneaux en série. Par exemple, si chaque panneau a une tension de 30 V et qu'il y a 10 panneaux en série, la tension du réseau sera de 300 V.
Courant (I)
Vue d'ensemble actuel La puissance d'un panneau solaire est déterminée par le nombre de panneaux connectés en parallèle. Chaque panneau a une intensité nominale (généralement comprise entre 5 et 10 ampères). Lorsque les panneaux solaires sont connectés en parallèle, leurs courants s'additionnent tandis que la tension reste la même.
Courant du tableau : Par exemple, si chaque panneau a un courant de 5 ampères et qu'il y a 5 panneaux connectés en parallèle, le courant total serait de 25 ampères.
Puissance (W)
Vue d'ensemble power La puissance d'un panneau solaire est le produit de la tension et du courant du panneau (P = V x I). Elle est mesurée en watts (W) ou en kilowatts (kW).
Puissance du réseau : Un panneau solaire peut produire entre 250 W et 400 W par panneau dans des conditions optimales. Ainsi, un ensemble de 20 panneaux, produisant chacun 300 W, générerait environ 6,000 6 W (ou XNUMX kW) d'électricité.
Point de puissance maximale (MPP)
- Chaque panneau et réseau solaire possède un point spécifique appelé Point de puissance maximale (MPP), qui est la combinaison de tension et de courant à laquelle le panneau ou le réseau génère le plus d'énergie. Le MPP varie en fonction de l'intensité du rayonnement solaire et de la température.
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Tension d'alimentation maximale (Vmp) : La tension à laquelle le réseau produit une puissance maximale.
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Courant de puissance maximal (Imp): Le courant auquel le réseau produit une puissance maximale.
Tension en circuit ouvert (Voc)
Vue d'ensemble tension en circuit ouvert il s'agit de la tension aux bornes du réseau lorsqu'aucune charge n'est connectée, ce qui signifie que le circuit est ouvert et qu'aucun courant ne circule.
La tension totale en circuit ouvert du réseau sera la somme des tensions de tous les panneaux connectés en série.
Courant de court-circuit (Icc)
Vue d'ensemble courant de court-circuit est le courant circulant lorsque la sortie du réseau est court-circuitée (c'est-à-dire qu'il n'y a pas de charge et que le courant circule librement).
Isc pour le réseau, il s'agit de la somme des courants de court-circuit de tous les panneaux connectés en parallèle. Il indique le courant maximal que le réseau peut produire dans des conditions d'ensoleillement idéales.
Coefficients de température
Les panneaux solaires ont coefficients de température qui décrivent comment les performances du réseau évoluent avec la température. En général, lorsque la température augmente, l'efficacité des panneaux solaires diminue.
Par exemple, si un panneau a un coefficient de température de -0.4 %/°C, la puissance de sortie diminuera de 0.4 % pour chaque degré Celsius d’augmentation de la température.
Tension maximale du système
Vue d'ensemble tension maximale du système Il s'agit de la tension la plus élevée que le système (y compris le panneau solaire et l'onduleur) est censé supporter en toute sécurité. Il s'agit d'une caractéristique importante pour garantir la sécurité et la conception appropriée du système solaire.
Connexion des panneaux solaires : configurations en série et en parallèle
Il existe deux configurations principales : les connexions en série et en parallèle. Chacune d'elles présente ses avantages et ses implications en termes de tension et de courant de sortie.
1. Connexions en série :
Dans une configuration en série, les panneaux solaires sont connectés les uns après les autres. Cela signifie que la borne positive d'un panneau est connectée à la borne négative du suivant. La caractéristique principale de cette configuration est que les tensions des panneaux s'additionnent tandis que le courant reste constant. Par exemple, si vous connectez trois panneaux de 300 watts avec une tension de sortie de 36 volts chacun en série, la tension totale sera de 108 volts (36 V + 36 V + 36 V). Cette tension plus élevée peut être bénéfique pour réduire les pertes sur de longues distances.
2. Connexions parallèles :
Dans une configuration parallèle, les bornes positives de tous les panneaux sont connectées ensemble, tout comme les bornes négatives. Dans cette configuration, le courant de chaque panneau s'additionne, tandis que la tension reste la même. Par exemple, si vous connectez trois panneaux de 300 watts, chacun avec une tension de 36 volts, la tension totale reste de 36 volts, mais le courant triplerait, en supposant que chaque panneau produise 8 ampères. Cette configuration est idéale si vous cherchez à augmenter le courant de sortie global sans augmenter la tension.
Calcul de la tension dans un panneau solaire :
Pour calculer la tension d'un panneau solaire, il vous suffit d'appliquer la méthode de connexion que vous choisissez :
-
Pour les séries :
Tension totale = Tension du panneau 1 + Tension du panneau 2 + Tension du panneau 3 + ... -
Pour Parallèle :
Tension totale = Tension de n'importe quel panneau (puisqu'elle reste constante)
Tailles des panneaux solaires : résidentiels et à l'échelle des services publics
Les panneaux solaires sont disponibles en différentes tailles et configurations, principalement classés en systèmes résidentiels et à l'échelle des services publics.
Panneaux solaires résidentiels :
Les panneaux solaires résidentiels sont conçus pour des installations domestiques. Leur capacité varie généralement de 3 à 10 kW.
- Capacité du système: La taille courante d'une installation résidentielle est d'environ 5 kW, ce qui peut couvrir les besoins en électricité d'une maison moyenne.
- Nombre de panneaux: Étant donné que la plupart des panneaux solaires produisent entre 250 et 400 watts chacun, un système de 5 kW nécessiterait environ 15 à 20 panneaux.
Panneaux solaires à grande échelle :
Les installations solaires à grande échelle sont beaucoup plus grandes et sont conçues pour alimenter le réseau électrique. Leur capacité peut varier de quelques centaines de kW à plusieurs mégawatts (MW).
- Capacité du système: Une typique projet à grande échelle ont une capacité de 1 MW, suffisante pour alimenter des centaines de foyers.
- Nombre de panneaux: Pour atteindre une capacité de 1 MW, selon la puissance des panneaux, il faudrait environ 2,500 4,000 à 400 2,500 panneaux. Par exemple, pour des panneaux de XNUMX watts, il faudrait environ XNUMX XNUMX panneaux.
Les réseaux résidentiels conviennent aux maisons individuelles, tandis que les réseaux à grande échelle fournissent de l'électricité à plus grande échelle, contribuant ainsi de manière significative au réseau.
Où peut-on installer des panneaux solaires ?
Rooftops sont le choix le plus courant. Les maisons et les entreprises disposant d'un espace de toit approprié peuvent facilement installer des panneauxMême les toits plats fonctionnent, avec des supports pour incliner les panneaux pour une meilleure exposition au soleil.
Si l'espace sur le toit est limité, systèmes au sol sont une excellente alternative. Elles sont idéales pour les grands espaces ouverts, comme les cours ou les fermes. Certaines combinent même l'énergie solaire et l'agriculture dans ce qu'on appelle agrivoltaïques, où les panneaux sont placés au-dessus des cultures ou des pâturages.
Une autre option est carports solaires. Ils fournissent de l'ombre aux véhicules stationnés et produisent de l'électricité. On les retrouve souvent dans les parkings commerciaux ou les espaces publics.
Auvents solaires sont similaires, mais ils sont placés au-dessus des allées ou des espaces ouverts. Considérez-les comme des structures d'ombrage qui produisent également de l'énergie, souvent dans les parcs ou les campus.
Pour la production à grande échelle, fermes solaires utiliser de vastes étendues de terres pour produire une énergie importante, souvent situées dans des zones ensoleillées et reculées.
Pour des configurations plus mobiles, panneaux solaires pour bateaux ou camping-cars fournir de l’énergie lors de vos déplacements, notamment dans les zones reculées.
Le coût d'installation d'un panneau solaire typique
Vous trouverez ci-dessous un résumé des dépenses typiques liées à une installation solaire résidentielle.
| Produit | Coût estimé |
|---|---|
| Panneaux solaires (15-20 panneaux) | $3,000 - $10,000 |
| Onduleur | $1,000 - $3,000 |
| Le matériel de montage | $500 - $1,500 |
| Composant électrique | $300 - $800 |
| Main-d'œuvre d'installation | $1,000 - $3,000 |
| Permis et frais | $100 - $500 |
| Coût total estimé | $6,000 - $20,000 |
Panneaux solaires:En général, les panneaux à haut rendement coûtent plus cher mais fournissent un meilleur rendement énergétique.
Onduleur:Le type d’onduleur que vous choisissez—un magnifique, micro-onduleur, ou optimiseur de puissance, peut affecter le coût global.
Le matériel de montage:
Cela comprend les supports et les supports utilisés pour fixer les panneaux à votre toit ou à votre sol.
Composants électriques:Cela comprend le câblage, les connecteurs et tout autre composant nécessaire au système électrique.
Main d'œuvre d'installation :Les coûts de main-d'œuvre peuvent varier considérablement en fonction de la complexité de l'installation et des tarifs des entrepreneurs locaux. Il est conseillé de faire appel à plusieurs citations solaires pour garantir des prix équitables.
Permis et frais :Ces coûts sont généralement minimes mais peuvent varier en fonction des réglementations locales.
Des panneaux solaires peuvent-ils être ajoutés à des parcs solaires existants ?
Oui, vous pouvez ajouter des panneaux solaires supplémentaires à un réseau solaire existant. Avant d'ajouter des panneaux, vous devez vous assurer qu'ils correspondent aux valeurs nominales de tension et de courant des panneaux actuels. Si vous ajoutez plus de panneaux que ce que l'onduleur peut gérer, vous devrez le mettre à niveau pour éviter de le surcharger.
Planifier votre installation solaire
1. Évaluez vos besoins énergétiques:L’examen de vos factures de services publics vous aidera à déterminer la quantité d’électricité dont vous avez besoin, ce qui déterminera la taille de votre parc solaire.
2. Évaluation du site:Recherchez des zones avec un minimum d’ombrage, une exposition optimale au soleil et suffisamment d’espace pour accueillir le nombre de panneaux dont vous avez besoin.
3. Déterminer le type de système:Décidez si vous voulez un système lié au réseau, qui se connecte au réseau électrique, ou un système hors réseau qui repose uniquement sur l'énergie solaire. Ce choix aura une incidence sur les composants dont vous aurez besoin, comme les batteries et les onduleurs.
4. Choisissez des composants de qualité:Recherchez des marques réputées offrant de bonnes garanties et des indices d’efficacité.
At Bouclier, nous proposons une gamme de panneaux solaires de haute qualité et mes onduleurs Conçu pour répondre à divers besoins énergétiques. Notre équipe se consacre à vous aider à trouver les composants parfaits pour votre système solaire et nous offrons des consultations gratuites pour vous guider tout au long du processus de planification.
