Comment déterminer la puissance des panneaux solaires

Comment déterminer la puissance des panneaux solaires

Qu'est-ce qu'un panneau solaire ?

Un panneau solaire est un dispositif qui convertit le rayonnement solaire, directement ou indirectement, en énergie électrique par effet photoélectrique ou photochimique, en absorbant la lumière du soleil. Sa taille imposante limite son utilisation courante.

Comparées aux piles ordinaires et aux batteries rechargeables, les cellules solaires sont des produits écologiques plus économes en énergie et plus respectueux de l'environnement.

À l'heure actuelle, les matériaux à base de silicium cristallin (polycristallin et monocristallin) constituent le matériau photovoltaïque le plus important, avec une part de marché supérieure à 90 %, et resteront le matériau dominant pour les cellules solaires pendant encore longtemps. La technologie de production du polysilicium est depuis longtemps l'apanage de dix usines appartenant à sept entreprises réparties dans trois pays, dont les États-Unis, le Japon et l'Allemagne, ce qui a engendré un blocage technologique et un monopole de marché. La demande en polysilicium provient principalement des semi-conducteurs et des cellules solaires.

Le rendement de conversion photoélectrique des cellules solaires en silicium monocristallin est d'environ 18 %, avec un maximum de 24 %, ce qui représente le rendement le plus élevé de tous les types de cellules solaires. Cependant, leur coût de production élevé limite leur utilisation à grande échelle. Généralement encapsulé dans du verre trempé et une résine étanche, le silicium monocristallin est durable et possède une durée de vie pouvant atteindre 25 ans.

Le procédé de fabrication des cellules solaires en silicium polycristallin est similaire à celui des cellules solaires en silicium monocristallin, mais leur rendement de conversion photoélectrique est nettement inférieur, d'environ 16 %. En termes de coût de production, elles sont moins onéreuses que les cellules solaires en silicium monocristallin : le matériau est simple à mettre en œuvre, la consommation d'énergie est réduite et le coût total de production est inférieur, ce qui explique leur développement important. Par ailleurs, la durée de vie des cellules solaires en silicium polycristallin est également plus courte que celle des cellules solaires en silicium monocristallin. En termes de rapport qualité-prix, les cellules solaires en silicium monocristallin présentent un léger avantage.

1. Les panneaux solaires de faible puissance peuvent être mesurés, mais les panneaux solaires de haute puissance ne peuvent pas être mesurés uniquement avec un multimètre.

La tension de sortie est mesurée lorsque la cellule photovoltaïque est placée sous une source lumineuse de 100 mW/cm² et que son circuit de sortie est ouvert. Pour effectuer la mesure, utilisez le multimètre en mode tension continue : connectez la sonde rouge à la borne positive de la carte de batterie et la sonde noire à la borne négative.

Courant de court-circuit : il s’agit du courant traversant la cellule photovoltaïque lorsque sa sortie est court-circuitée sous l’effet d’une source lumineuse standard. La méthode générale de mesure du courant de court-circuit consiste à connecter un ampèremètre d’une résistance interne inférieure à 1 ohm aux deux bornes de la cellule photovoltaïque.

Utilisez le mode courant continu du multimètre, la sonde rouge est connectée à l'électrode positive du panneau solaire et la sonde noire à l'électrode négative du panneau solaire.

Calcul:

puissance de sortie maximale (Pm) : tension de fonctionnement de sortie maximale (Vpm) × courant de fonctionnement de sortie maximal (Ipm).

Les panneaux photovoltaïques existent en versions 18V, 36V, etc. Les lampadaires du système 12V peuvent utiliser des panneaux solaires de 18V en parallèle, ceux du système 24V peuvent utiliser des panneaux solaires de 36V, ou encore des panneaux solaires de 18V peuvent être connectés en série.

Actuellement, les panneaux solaires de 100 W, 250 W, 300 W et 345 W (environ 1 m x 2 m) sont courants, et le panneau solaire de 470 W est très grand ; le contrôleur d'onduleur est très important dans le système photovoltaïque, et le mPPt est actuellement le meilleur.

2. Panneaux solaires actuellement sur le marché :

Silicium monocristallin : 125 mm × 125 mm, puissance : 2,5 W - 2,7 W (W/mm)

Polysilicium : 156 mm × 156 mm, Puissance : 3 W à 4 W

Rendement de conversion de la cellule = puissance/surface

Par exemple : 2,5 W/(125 mm × 125 mm × 0,99) coin manquant du monocristal

Étudier par l'exemple :

Surface de conversion en watts : 2,5 W / 1000 = 0,00259 (W/m)

Surface : 125 mm × 125 mm × 0,99 = 0,01546 m²

Rendement de conversion : puissance/surface = 0,00259/0,01546 = 0,1675

Autrement dit, le rendement de conversion des cellules monocristallines de 2,5 watts peut atteindre 16,8 %.

3. Tension des panneaux solaires : 12 V (36 pièces) ou 24 V (72 pièces)

Étudier par l'exemple :

Comment fabriquer un panneau solaire de 120 W/24 V.

120W/72=1.67

1.67*2=3.3W

Inversement, on peut en déduire qu'elle peut être réduite de moitié par rapport à la cellule polycristalline de 3,3 W : 3,3 * 1/2 * 72 = 119 W (la taille de la cellule solaire peut présenter une légère erreur, avec une marge d'erreur de 5 %).

4. La tension de fonctionnement du panneau solaire

Tension d'une seule cellule : 0,48 V à 0,5 V

La tension de fonctionnement normale de la carte de batterie du système 12 V est de 17,5 V, et celle de la carte de batterie du système 24 V est d'environ 35 V ; (0,48 V ~ 0,5 V) * 36 = (17,28 ~ 18) ; (0,48 V ~ 0,5 V) * 72 = (34,5 ~ 36).

5. Calcul des spécifications des panneaux solaires :

Agencement des panneaux standard : 4*9 ou 6*12

Étudier par l'exemple :

Calcul de la surface d'un panneau solaire monocristallin de 90 W/12 V :

90 W peuvent être 2,5 W * 36 ; selon une disposition 4 * 9, une seule cellule de 2,5 watts mesure 125 * 125 mm.

La largeur est de : 4 × 125 = 500 + 45 (l’écart entre les cellules et la longueur du cadre) = 545 mm

La longueur est de : 9 × 125 = 1125 + 80 (espace entre les cellules, boîte de jonction et longueur du cadre) = 1205 mm

Résultat : La taille du panneau solaire monocristallin de 90 W est donc de 545*1205 mm .

Calcul de la surface d'un panneau solaire polycristallin de 120 W/24 V :

120 W/24 V peut être de 3,3 W (1/2 coupé)*72 ;

Disposées selon un format 6*12, une cellule mesure 156*156 mm.

La largeur est de : 6 × 156 = 936 + 45 (l’écart entre les cellules et la longueur du cadre) = 992 mm

La longueur est de : 12 × 156 / 2 + 80 (l’écart entre les cellules, la boîte de jonction et la longueur du cadre) = 1020 mm

Résultat : La taille du panneau solaire polycristallin de 120 W est donc de 992*1020 mm .