Efficacité d’une installation photovoltaïque
Comprendre l’Efficacité d’une installation photovoltaïque
Un panneau solaire photovoltaïque est installé à une latitude de 45° N avec une inclinaison de 35° et une orientation sud.
La puissance nominale du panneau est de 300 Watts, et sa surface est de 1.6 m². L’irradiation solaire moyenne dans cette région est de 200 W/m².
Données:
- Latitude du site d’installation: 45° N
- Inclinaison des panneaux: 35° par rapport à l’horizontale
- Orientation des panneaux: Sud
- Puissance nominale du panneau: 300 Watts
- Surface du panneau: 1.6 m²
- Irradiation solaire moyenne pour la région: 200 W/m²
Questions:
1. Calcul de l’énergie incidente:
Calculer l’énergie solaire incidente sur le panneau solaire pendant une journée de 10 heures.
2. Calcul de l’énergie électrique produite:
Déterminer l’énergie électrique produite par le panneau en considérant une efficacité de conversion de 18%.
3. Analyse de l’efficacité:
Expliquer comment les facteurs comme l’angle d’inclinaison et l’orientation influencent l’efficacité du panneau et discuter des possibilités d’optimisation.
Correction : Efficacité d’une installation photovoltaïque
1. Calcul de l’énergie incidente
Formule utilisée:
\[ E_{\text{incidente}} = P_{\text{irradiation}} \times S_{\text{panneau}} \times t \]
Substitution des valeurs:
\[ E_{\text{incidente}} = 200\, \text{W/m}^2 \times 1.6\, \text{m}^2 \times 10\, \text{heures} \] \[ E_{\text{incidente}} = 200 \times 1.6 \times 10 \] \[ E_{\text{incidente}} = 3200\, \text{Wh} \]
2. Calcul de l’énergie électrique produite
Formule utilisée:
\[ E_{\text{produite}} = E_{\text{incidente}} \times \eta \]
Substitution des valeurs:
\[ E_{\text{produite}} = 3200\, \text{Wh} \times 0.18 \] \[ E_{\text{produite}} = 3200 \times 0.18 \] \[ E_{\text{produite}} = 576\, \text{Wh} \]
3. Analyse de l’efficacité
Facteurs influents:
- Angle d’inclinaison: L’angle de 35° est proche de l’angle idéal (latitude + 10° en été et latitude – 10° en hiver). Cela permet une bonne exposition au soleil et une efficacité relativement élevée.
- Orientation: L’orientation sud est optimale dans l’hémisphère nord pour maximiser l’exposition au soleil tout au long de l’année.
Possibilités d’optimisation:
- Ajustement de l’inclinaison: Un système de suivi solaire pourrait augmenter l’efficacité en maintenant l’angle optimal tout au long de la journée.
- Nettoyage et maintenance: Maintenir les panneaux propres et en bon état optimise la capture de l’énergie solaire.
- Technologies avancées: L’utilisation de matériaux et technologies plus avancés peut augmenter l’efficacité de conversion au-delà des 18% typiques.
Conclusion:
Avec les valeurs données et une efficacité de conversion de 18%, le panneau produit 576 Wh d’électricité par jour sous une irradiation moyenne de 200 W/m².
Cet exercice illustre l’importance des choix de conception et d’orientation dans l’efficacité globale des installations photovoltaïques.
Efficacité d’une installation photovoltaïque
D’autres exercices de physique université:
0 commentaires