Master EnergÃ©tique et Environnement : TP Energie Solaire

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Master Energétique et Environnement : TP Energie Solaire Page | 40 c) Correction en tenant compte des différentes pertes (électriques, ombrage, salissures) Les modules doivent fournir toute l’énergie consommée, même celle qui est perdue. Le calcul de la puissance à installer doit donc intégrer l’ensemble des pertes. 1. Perte par salissure du panneau, la neige, le sable (la tension n’étant pas affectée). 2. Chutes de tension entre la sortie du panneau, et l’entrée de la batterieaux bornes des diodes série, aux bornes du régulateur série, aux bornes des câbles, selon leur longueur, leur section et l’ampérage transporté. 3. La baisse de la tension lorsque la température s’élève, la puissance crête étant, elle, donnée à 25°C. Dans le cas présent, on a -0.48%/°C. 4. L’efficacité énergétique de la batterie : rapport entre l’énergie restituée, et l’énergie fournie. 5. Le régulateur, quant à lui, peut engendrer une perte par désaccord de tension, dans un système avec un régulateur classique (et non de type MPPT), la tension est imposée par la batterie donc le module photovoltaïque ne travaille pas à son point de puissance maximum. 6. Le calcul présenté suppose que la puissance du panneau est proportionnelle à l’éclairement et c’est en fait le courant qui l’est, il fautconsidérer la perte des débuts et fin de journée quand l’éclairement est faible et la tension insuffisante pour charger la batterie.Les panneaux au silicium amorphe réagissent mieux aux faibles éclairements que ceux au silicium cristallin. Leur tension varie également beaucoup moins avec la température. Chiffrage des pertes électriques • Prendre les précautions nécessaires pour limiter les chutes de tension : câblage adéquat, régulateur série réservé à des systèmes 24 ou 48 VDC, bonne ventilation. Evaluer la chute de tension restante entre les panneaux et la batterie : par exemple 0,8V dans les diodes série +0,5V dans les câbles +1,5V de perte d’échauffement à la température moyenne du site. • Choisir des modules dont la tension à la puissance crête est supérieure ou égale à la tension maximale de la batterie + la perte de tension • Calculer enfin le champ photovoltaïque d’après les courants à cette puissance maximale (A), et en capacité pour la batterie, en ne tenant plus compte des tensions, mais seulement des pertes affectant le courant. On simplifiera l’ensemble en disant que pour les modules photovoltaïques devant alimenter un système 12V nominal, il faudra avoir une tension au point de puissance maximal au moins égale à 17- 18V pour l’utilisation en pays chauds, et 15-16V en pays tempérés. Les pertes en courant inévitables sont introduites dans les calculs énergétiques sous forme d’un coefficient Cp appelé ici : coefficient de pertes en courant. Evaluation de Cp Pour les salissures, on prendra généralement Cp compris entre 0,9 et 0,95. Cela va dépendre si les panneaux sont nettoyés régulièrement, placés à l’horizontale, derrière un vitrage… Globalement, la valeur peut être prise à 0.8. Pour les batteries de plomb utilisées en photovoltaïque, on va prendre une efficacité en Ah comprise entre 0,8 et 0,9 selon leurs caractéristiques. Pertes de montage Elles comportent les pertes par ombrage et d'inclinaison du panneau photovoltaïque. L'orientation des panneaux se fait sud à 30°. On doit appliquer un rendement de 0.95 par rapport à un panneau perpendiculaire au rayon du soleil. UPMC | Contact : philippe.guibert@upmc.fr Exemplaire provisoire
Master Energétique et Environnement : TP Energie Solaire Dans une seconde étape, on tiendra compte des contraintes de pertes électriques et conditions de fonctionnement. Reprenez le calcul précédent. Page | 41 d) Limite de tension Pour la suite de la planification, il est nécessaire de déterminer avec précision les limites de tension, donc les tensions minimum et maximum du module solaire. Les tensions maximales apparaissent lorsque les modules sont froids, les tensions minimales lorsque les modules sont chauds. Dans notre exemple, la température minimum s'est établie à -10 °C et la température maximum à +70 °C. En règle générale, la fiche de données n'indique pas de valeurs pour ces températures, mais il est facile de les calculer. Les indications de la fiche de données ont été définies dans des conditions d'essai standard à 25 °C. Pour calculer les limites de tension, déterminez d'abord la différence de température ΔT) ( entre les limites de température inférieure / supérieure et les 25 °C des conditions d'essai standard. À -10 °C, la différence de température s'élèverait à -35 °K. Multipliez la différence de température par le coefficient de température et soustrayez cette valeur de la tension MPP. Relevez dans la fiche de données les indications sur la tension dans le point de puissance maximum UMPP et le coefficient de température de la tension à vide. UMPP = .... V Coefficient de température = .... mV/C° Calculez la tension à vide à -10 °C et la tension MPP à -10 °C et +70 °C. UOC -10°C =... V UMPP -10°C = ... V UMPP 70°C = ... V Entre ces deux tensions se situe la plage de tension dans laquelle fonctionne le module solaire. e) Régulateur de charge Il s’agit d’un régulateur solaire de charge de batteries 40 ampères pour un système photovoltaique en tension 12 ou 24 Volts-40A. Le modèle permet la détection automatique de la tension des batteries 12V ou 24V (par sonde interne), il s'installe facilement entre le panneau photovoltaique et la batterie solaire et protège efficacement les batteries solaires contre décharge profonde, surcharge et court-circuit Plusieurs régimes de charge possibles (régulés électroniquement) : bulk, absorption, float Protection électronique contre le retour de charge, mauvaise polarité du panneau ou de la batterie, surintensité ... Garantie : 2 ans modèle VICTRON 289€ UPMC | Contact : philippe.guibert@upmc.fr Exemplaire provisoire
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