Connaissance du système solaire : comment concevoir un système photovoltaïque ?
Si tu veux tO savoir comment réconception sPV ssystème, vous devez d'abord savoir ce qu'est le système solaire photovoltaïque.
Qu'est-ce qu'un système solaire photovoltaïque ?
Système solaire photovoltaïque ou alors Système d'énergie solaire fait partie de système d'énergie renouvelable qui utilise des modules PV pour convertir la lumière du soleil en électricité. L'électricité produite peut être soit stockée, soit utilisée directement, réinjectée dans le réseau ou combinée avec un ou plusieurs autres générateurs d'électricité ou plusieurs sources d'énergie renouvelables. Le système solaire photovoltaïque est une source d'électricité très fiable et propre qui peut convenir à un large éventail d'applications telles que la résidence, l'industrie, l'agriculture, l'élevage, etc.
Principaux composants du système
Le système solaire photovoltaïque comprend différents composants qui doivent être sélectionnés en fonction de votre type de système, de l'emplacement du site et des applications. Les principaux composants du système solaire photovoltaïque sont le contrôleur de charge solaire, l'onduleur, le groupe de batteries, les sources d'énergie auxiliaires et les charges (appareils).
module photovoltaïque convertit la lumière du soleil en courant continu.
Contrôleur de charge solaire régule la tension et le courant provenant des panneaux photovoltaïques allant à
batterie et empêche la surcharge de la batterie et prolonge la durée de vie de la batterie.
Onduleur convertit la sortie CC des panneaux photovoltaïques ou de l'éolienne en un courant CA propre pour le CA
appareils ou réinjectés dans la ligne du réseau.
La batterie stocke l'énergie pour alimenter les appareils électriques en cas de demande.
Charge Est-ce que les appareils électriques connectés au système solaire photovoltaïque tels que les lumières, la radio, la télévision, l'ordinateur,
réfrigérateur, etc
Sources d'énergie auxiliaires - est un générateur diesel ou d'autres sources d'énergie renouvelables.
Dimensionnement du système solaire PV
1. Déterminer les demandes de consommation d'énergie
La première étape de la conception d'un système solaire photovoltaïque consiste à déterminer la puissance totale et la consommation d'énergie de toutes les charges qui doivent être alimentées par le système solaire photovoltaïque comme suit :
1.1 Calculez le total des wattheures par jour pour chaque appareil utilisé.
Additionnez les wattheures nécessaires pour tous les appareils ensemble pour obtenir le total des wattheures par jour qui
doivent être livrés aux appareils.
1.2 Calculer le total des wattheures par jour nécessaires à partir des modules PV.
Multipliez le nombre total d'appareils en watts-heures par jour par 1,3 (l'énergie perdue dans le système) pour obtenir
le total des wattheures par jour qui doivent être fournis par les panneaux.
2. Dimensionner les modules PV
Différentes tailles de modules PV produiront différentes quantités d'énergie. Pour connaître le dimensionnement du module PV, il faut le watt de crête total produit. Le watt de crête (Wp) produit dépend de la taille du module PV et du climat de l'emplacement du site. Nous devons considérer le facteur de génération de panneau qui est différent dans chaque emplacement de site. Pour la Thaïlande, le facteur de génération du panneau est de 3,43. Pour déterminer le dimensionnement des modules PV, calculez comme suit :
2.1 Calculer la puissance nominale totale en watts-crête nécessaire pour les modules PV
Divisez le total des wattheures par jour nécessaires des modules PV (du point 1.2) par 3,43 pour obtenir
la puissance nominale totale en watts nécessaire pour les panneaux photovoltaïques nécessaires au fonctionnement des appareils.
2.2 Calculer le nombre de panneaux photovoltaïques pour le système
Divisez la réponse obtenue au point 2.1 par la puissance nominale Watt-crête des modules PV disponibles
à toi. Augmentez n'importe quelle partie fractionnaire du résultat au prochain nombre complet le plus élevé et ce sera le
nombre de modules PV requis.
Le résultat du calcul est le nombre minimum de panneaux photovoltaïques. Si plus de modules PV sont installés, le système fonctionnera mieux et la durée de vie de la batterie sera améliorée. Si moins de modules PV sont utilisés, le système peut ne pas fonctionner du tout pendant les périodes nuageuses et la durée de vie de la batterie sera raccourcie.
3. Dimensionnement de l'onduleur
Un onduleur est utilisé dans le système où la puissance de sortie CA est nécessaire. La puissance nominale de l'onduleur ne doit jamais être inférieure à la puissance totale des appareils. L'onduleur doit avoir la même tension nominale que votre batterie.
Pour les systèmes autonomes, l'onduleur doit être suffisamment grand pour gérer la quantité totale de watts que vous utiliserez en même temps. La taille de l'onduleur doit être de 25 à 30 % supérieure à la puissance totale des appareils. Si le type d'appareil est un moteur ou un compresseur, la taille de l'onduleur doit être au moins 3 fois supérieure à la capacité de ces appareils et doit être ajoutée à la capacité de l'onduleur pour gérer le courant de surtension pendant le démarrage.
Pour les systèmes de raccordement au réseau ou les systèmes connectés au réseau, la puissance nominale d'entrée de l'onduleur doit être la même que la puissance nominale du générateur photovoltaïque pour permettre un fonctionnement sûr et efficace.
4. Dimensionnement de la batterie
Le type de batterie recommandé pour une utilisation dans un système solaire photovoltaïque est une batterie à décharge profonde. La batterie à décharge profonde est spécialement conçue pour être déchargée à faible niveau d'énergie et rechargée rapidement ou chargée et déchargée par cycle jour après jour pendant des années. La batterie doit être suffisamment grande pour stocker suffisamment d'énergie pour faire fonctionner les appareils la nuit et les jours nuageux. Pour connaître la taille de la batterie, calculez comme suit :
4.1 Calculer le total des wattheures par jour utilisés par les appareils.
4.2 Divisez le total des wattheures par jour utilisés par 0,85 pour la perte de la batterie.
4.3 Divisez la réponse obtenue au point 4.2 par 0,6 pour la profondeur de décharge.
4.4 Divisez la réponse obtenue au point 4.3 par la tension nominale de la batterie.
4.5 Multipliez la réponse obtenue au point 4.4 par les jours d'autonomie (le nombre de jours que vous
besoin que le système fonctionne lorsqu'il n'y a pas d'électricité produite par les panneaux photovoltaïques) pour obtenir le
Capacité ampère-heure de la batterie à décharge profonde.
Capacité de la batterie (Ah) = Total des wattheures par jour utilisés par les appareils x Jours d'autonomie
(0,85 x 0,6 x tension nominale de la batterie)
5. Dimensionnement du contrôleur de charge solaire
Le contrôleur de charge solaire est généralement évalué en fonction des capacités d'ampérage et de tension. Sélectionnez le contrôleur de charge solaire pour qu'il corresponde à la tension du générateur photovoltaïque et des batteries, puis identifiez le type de contrôleur de charge solaire adapté à votre application. Assurez-vous que le contrôleur de charge solaire a une capacité suffisante pour gérer le courant du générateur photovoltaïque.
Pour le contrôleur de charge série type, le dimensionnement du contrôleur dépend du courant d'entrée PV total qui est fourni au contrôleur et dépend également de la configuration du panneau PV (configuration en série ou en parallèle).
Selon la pratique courante, le dimensionnement du contrôleur de charge solaire consiste à prendre le courant de court-circuit (Isc) du générateur photovoltaïque, et à le multiplier par 1,3
Valeur nominale du contrôleur de charge solaire = Courant de court-circuit total du générateur photovoltaïque x 1,3
Remarque: Pour Contrôleur de charge MPPT la taille sera différente. (Voir Principes de base du contrôle de charge MPPTr)
Exemple: Une maison a l'utilisation d'appareils électriques suivante:
· Une lampe fluorescente de 18 watts avec ballast électronique utilisée 4 heures par jour.
· Un ventilateur de 60 watts utilisé 2 heures par jour.
· Un réfrigérateur de 75 watts qui fonctionne 24 heures par jour avec un compresseur fonctionnant 12 heures et éteint 12 heures.
Le système sera alimenté par un module PV 12 Vdc, 110 Wc.
1. Déterminer les demandes de consommation d'énergie
Utilisation totale de l'appareil = (18 W x 4 heures) + (60 W x 2 heures) + (75 W x 24 x 0,5 heures) | |
= 1 092 Wh/jour | |
Énergie totale des panneaux photovoltaïques nécessaire | = 1 092 x 1,3 |
= 1 419,6 Wh/jour. | |
2. Dimensionner le panneau PV
2.1 Wc total de la capacité des panneaux photovoltaïques | = 1 419,6 / 3,4 |
= 413,9 Wc | |
2.2 Nombre de panneaux photovoltaïques nécessaires | = 413,9 / 110 |
= 3,76 modules |
Besoin réel = 4 modules
Ce système doit donc être alimenté par au moins 4 modules de 110 Wc de module PV.
3. Dimensionnement de l'onduleur
Watt total de tous les appareils = 18 + 60 + 75 = 153 W
Pour des raisons de sécurité, l'onduleur doit être considéré comme 25-30% plus grand.
La taille de l'onduleur doit être d'environ 190 W ou plus.
4. Dimensionnement de la batterie
Utilisation totale des appareils = (18 W x 4 heures) + (60 W x 2 heures) + (75 W x 12 heures)
Tension nominale de la batterie = 12 V
Jours d'autonomie = 3 jours
Capacité de la batterie = [(18 W x 4 heures) + (60 W x 2 heures) + (75 W x 12 heures)] x 3
(0,85 x 0,6 x 12)
Nombre total d'ampères-heures requis 535,29 Ah
La batterie devrait donc être de 12 V 600 Ah pour une autonomie de 3 jours.
5. Dimensionnement du contrôleur de charge solaire
Spécification du module PV
PM = 110 Wc
Vm = 16,7 Vcc
Im = 6,6 A
Vous = 20,7 A
Icc = 7,5 A
Valeur nominale du contrôleur de charge solaire = (4 chaînes x 7,5 A) x 1,3 = 39 A
Ainsi, le contrôleur de charge solaire doit être évalué à 40 A à 12 V ou plus.
