Les modules solaire

1) Un module de 50Wc ne fourni pas 4.16A !! (12V x 4.16 = 50) Bien que la loi d'Ohm soit parfaitement applicable aux modules solaires. La tension de  sortie de ceux-ci, n'est pas 12V, mais bien 16 à 17 Volts, voir plus, (Voir note du constructeur) elle dépend des modèles, (ou des modules :-)) constructeurs et applications choisies. Ce qui nous donne une intensité MAXIMUM de 50/16.5 = 3.03A en moyenne. La différence est de taille et mérite (Déjà) que l'on s'y arrête! Cette intensité maximum est fournie, et uniquement et seulement fournie, sous une irradiance de 1000W/m² qui est l'unité de mesure conventionnelle. (Spectre AM1.5). Cette irradiance (Ensoleillement) est rarement atteinte (Environ 840W, moyen au 45ème parallèle), bien que pouvant être éventuellement dépassée dans des conditions très particulières. Voir lecture des étiquettes

 

     2) Mais, nous avons bien dit MAXIMUM! Ce qui signifie que cette intensité ne sera atteinte que lorsque le module solaire recevra,  sur toute sa surface, un ensoleillement de 1000W par m² sur sa face avant, orienté plein sud, avec un angle correspondant à la latitude du lieu, à midi (Toutes autres orientations ou inclinaisons se traduisant par une diminution plus ou moins importante de l'intensité de sortie, donc de la puissance)

 

 

3) La conversion d'énergie est proportionnelle à l'ensoleillement reçu, on peut admettre que sous un ensoleillement de 1 KWh/m²/jour,  (1000W/m², 1 Wc (Watt Crète) de module solaire fournira une énergie de 1Wh par jour, à 5 KWh/m²/jour, cette quantité d'énergie sera de: 5 Wh. Se rapporter aux cartes d'ensoleillement. 

 

 4) Ne pas confondre énergie fournie et énergie extraite. Si l'énergie que peut fournir un module solaire a une valeur facilement calculable, l'énergie extraite peut être considérablement différente, car dépendant de la nature de la charge imposée au module et également de son modèle. En ce qui concerne l'utilisation, seule l'énergie réellement extraite devra être prise en considération.

     5) Les batteries ont un rendement, variables selon leur nature, dans le cas, des batteries de type "décharge lente, stationnaires ou semi-stationnaires, ce rendement est d'environ 80%. Beaucoup moins pour les autres modèles, ou il tombe à 50%, pour la famille des Cadmium nickel, ceci indépendamment des modules solaires traités ici, mais seulement pour faire remarquer qu'une partie seulement de l'énergie stockée, sera restituée par les batteries.

 

 

En résumé: l'énergie extraite d'un module solaire de 1 Wc, et utilisable après stockage, est de 1 Wh/jour, pour un ensoleillement de 1 KWh/m²/jour; 2 Wh  pour un ensoleillement de 2 KWh/m²/Jour, etc... et 6 Wh/Jour, pour un ensoleillement de 6 KWh/jour. (A multiplier par la puissance en Wc de votre module solaire. Ainsi un module de 50 Wc par un ensoleillement de 4 KWh/m²/Jour fournira: 0.8 x 50 x 4 = 160Wh, dont il ne restera plus que 160 x 08 = 128 Wh utilisables après stockage dans une batterie solaire au plomb dont le rendement est de 80%)

 Il est certain et évident, que les informations ci-dessus, ne s'appliquent que pour les modules solaires destinés à la recharge des batteries. (Tension spécifiée au MPP de l'ordre de 15.5 à 18 Volts, et comportant généralement, suivant les utilisations et les latitudes, de 32 à 40 cellules en série, ou 70 à 80 cellules pour les modules destinés à la recharge de batteries 24V (tension MPP 33 à 36 Volts) Les modules solaires destinés au connecté réseau, ou autres utilisations spéciales peuvent présenter toutes autres tensions de sortie, parfaitement incompatibles avec la recharge des batteries ou avec un rendement très bas:

   Exemple réel récent et particulièrement courant*: Un module 240 Wc utilisé pour charger une batterie 12V (Bateau) ce module avec une tension de 44V au MPP ne sortira que 6A soit l'équivalent de 5.45 x 12 = 65.5 Watts (Au lieu de 240!) Nous voyons qu'il s'agit là d'une "excellente affaire"  Lire l'étiquette des caractéristiques d'un module ou panneau solaire

    Pire: et c'est ce qui est arrivé, lors de la fin de charge, le module  solaire à vide sort une tension de 65 Volts, ce qui détruit irrémédiablement le régulateur!

     Par ailleurs lors de la mise en service avec des pompes solaires (Ou autres systèmes), les tensions générées par ces modules (Grid connected systèmes) peuvent s'avérer dangereuses (pour le personnel et la matériel)

* Particulièrement courant, car à l'heure actuelle 90% des modules solaires sont fabriqués pour équiper du connecté au réseau. Installation dans lesquelles nous avons besoins de tensions  et de puissances élevées. D'où la nécessité de gros modules (Sympathique pour couvrir de grande surface en conservant une certaine étanchéité) Ces modules fabriqués en grande série sont généralement un peu moins chers que les 32-36 cellules nécessaires à la recharge des batteries. Et comme il est très flatteur d'avoir un plus gros module solaire que le voisin, la vanité fait le reste! Mais les installations ne fonctionnent pas, ou très mal! Ce qui n'est certainement pas grave, devant le plaisir d'être plus fort que le voisin!

 

 

Trois catégories principales se disputent le marché. Ils ont des caractéristiques, des durées de vie, et des sensibilités différentes.

    a) Le silicium mono-cristallin. C'est incontestablement le meilleur. Issus directement du cristal originel, ils possèdent la cristallisation la plus régulière, garante du meilleur rendement, 14 à 16% pour les modules commerciaux. Leur fabrication rend difficile cependant la création de modules de petites puissances (Trop chers)

     Les garanties actuelles sont de 25 ans, les durées de vie largement supérieures à 30 ans. Ils présentent des surfaces unies, régulièrement teintés, dont la couleur varie du gris anthracite au bleu fluorescent. Les modules sont généralement constitués de 36 cellules en série. Gamme de puissance de 15 à  200W et plus. Attention cependant aux tension de sortie, notamment en ce qui concerne les modules de fortes puissances (Connecté réseau !) Voir à ce sujet Lire l'étiquette des caractéristiques d'un module ou panneau solaire

  b) Les modules poly-cristallins, directement issus des sciures et autres chutes de la fabrication des mono-cristallins. Ces derniers cristaux sont refondus, et coulés en lingots. Les cellules obtenues présentent cet aspect de gros cristaux. La durée de vie est sensiblement identique aux précédents, les garanties vont de cinq à vingt-cinq ans selon les qualités, les rendements oscillent entre 10 et 14%. Même constatations en ce qui concerne les fabrications, nombre de cellules et puissances. Lire l'étiquette des caractéristiques d'un module ou panneau solaire.

  c) Le silicium amorphe. Il s'agit là de dépôt de silicium, toujours obtenu à partir des chutes de mono-cristallin, ces dépôts, en plusieurs couches, sont extrêmement fins et déposés sur une feuille de verre. Une gravure par faisceaux laser permet de créer les cellules qui prennent alors l'aspect de bandes verticales ou horizontales. La couleur est généralement brune, les rendements sont faibles et oscillent entre 4 et 6% environ. Les garanties sont généralement de cinq ans, quelquefois dix, rarement plus. Ils représentent la meilleure opportunité pour les petits systèmes de faible et très faible puissance. Gamme usuelle 0.25 à 15 Watts crête. Tensions 3 à 12 Volts. Particularité : Contrairement aux deux précédents, ils sont capables de très faibles débits. (Utilisation : calculettes, horloges, etc…) Leur sensibilité en très faible lumière, les fait utiliser préférentiellement sur des systèmes devant travailler à l'ombre, ou sur des système à très basse consommation. Attention à l'ombre la puissance fournie est extrêmement faible! Il ne faut pas rêver. Un module amorphe à l'ombre commence à débiter un très faible courant, alors qu'un mono ou un poly-cristallin ne débiteront pas encore! Ceci dit, dès que la lumière augmente les mono ou poly, ont un meilleur rendement!

 

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