Énergie solaire hors réseau : Quelle quantité d'énergie produit un panneau solaire ? - Obtenez de l'énergie gratuite

Production d'énergie solaire

Les propriétaires potentiels de panneaux solaires ont presque toujours une idée de la quantité d'électricité qu'ils souhaitent générer.

C'est peut-être 100 % de leurs besoins énergétiques domestiques ou seulement 50 %, mais plusieurs facteurs affectent les capacités de production d'électricité des panneaux solaires.

Les panneaux solaires sont utilisés depuis des décennies pour produire de l'énergie à partir du soleil.

La technologie des panneaux solaires a progressé rapidement au cours des dernières décennies, entraînant une plus grande efficacité et des coûts inférieurs.

Avec la baisse du coût de l'énergie solaire d'année en année, il devient de plus en plus possible pour les propriétaires de maisons et d'entreprises d'installer des panneaux solaires sur leur propriété.

Les panneaux solaires fonctionnent en permettant aux particules lumineuses appelées photons de faire sortir les électrons de leurs noyaux moléculaires.

Lorsque cela se produit, un flux d'électricité est créé, qui est ensuite exploité et stocké sous forme d'énergie électrique.

Tout cela se produit lorsque la lumière frappe un appareil appelé cellule photovoltaïque.

Les panneaux solaires sont constitués de centaines ou de milliers de ces cellules, et un générateur solaire comprend plusieurs panneaux solaires.

Ces panneaux sont reliés au réseau électrique existant, ce qui permet de bien diriger l'énergie générée.

Pour vraiment décrire la quantité d'électricité qu'un panneau solaire peut générer, vous devez d'abord considérer le type de technologie de panneau utilisé.

Si vous deviez trouver un fournisseur d'énergie solaire et parcourir ses produits, vous rencontreriez probablement deux types de panneaux solaires : polycristallins et monocristallins.

Lorsque nous parlons de production d'énergie solaire, nous nous référons simplement à la quantité d'énergie (en watts) obtenue en convertissant la lumière du soleil en électricité.

La conversion peut être réalisée grâce au photovoltaïque, à l'énergie solaire concentrée ou à une combinaison des deux.

La question de la quantité d'énergie produite par un panneau solaire est fréquemment posée.

Beaucoup de gens ne savent toujours pas combien d'énergie leurs panneaux solaires produisent.

Bien que cela soit toujours indiqué sur les panneaux, et vous pouvez toujours vérifier.

Il est également essentiel de comprendre comment ce chiffre a été obtenu.

La production d'énergie solaire n'est pas une composante distincte.

C'est plutôt le résultat d'une combinaison de divers facteurs et éléments.

L'énergie produite par les cellules photovoltaïques après conversion de l'énergie solaire est appelée électricité des panneaux solaires.

Facteurs influençant la quantité d'énergie produite par un panneau solaire

L'indice d'efficacité du panneau solaire détermine la quantité de lumière solaire qui frappe un panneau est convertie en électricité.

Un rendement élevé n'implique pas une supériorité ; cela signifie simplement que le panneau solaire prend moins de place.

À moins que les panneaux solaires ne soient dans un espace inhabituellement petit, l'efficacité n'est généralement pas une préoccupation majeure.

L'indice d'efficacité habituel des panneaux solaires varie entre 14 et 18 pour cent.

Cela peut sembler peu, mais cette moyenne générera suffisamment d'énergie avec l'espace de toit normal.

Outre l'efficacité et la taille de vos panneaux solaires, d'autres facteurs influencent la quantité d'énergie produite par vos panneaux solaires.

Vivre en Arizona vous exposera à plus de rayonnement solaire que de vivre dans le Midwest.

Les variations météorologiques et saisonnières ont également un impact sur la production d'énergie solaire.

L'angle du soleil par rapport au panneau solaire varie en fonction de l'heure de la journée et de la saison.

Les jours nuageux et pluvieux réduisent également l'efficacité de la collecte de la lumière du soleil.

Savoir comment chacun de ces facteurs affecte la production d'électricité peut nous permettre de déterminer la quantité d'énergie que chaque panneau solaire peut générer :

Taille des panneaux solaires

Le premier et le plus apparent facteur influençant l'électricité produite est la taille du panneau solaire.

Selon la logique de base, plus le panneau solaire est grand, plus il peut absorber de lumière solaire et donc plus d'énergie produite.

Lorsque vous examinez de près un panneau solaire, vous vous rendrez compte qu'il est divisé en plusieurs petits panneaux/cellules reliés par des fils.

Ces petites cellules fonctionnent comme des panneaux séparés dans lesquels la puissance est convertie.

D'autre part, les câbles servent de conduits pour que l'électricité atteigne une boîte de jonction.

Par conséquent, plus il y a de cellules dans un panneau solaire, plus il génère d'énergie.

Cela se résume au fait que, bien que d'autres facteurs restent constants, plus le panneau est grand, plus la quantité d'énergie solaire convertie est importante.

Quantité de lumière du soleil

Celui-ci devrait aller de soi.

Plus il y a de lumière solaire, plus les panneaux absorbent le rayonnement solaire, ce qui augmente la production d'énergie.

Pour répondre à la question de la quantité d'énergie produite par un panneau solaire, vous devez considérer comment l'intensité et la durée de la lumière du soleil affectent la production.

Les panneaux solaires peuvent absorber le rayonnement solaire et le convertir en énergie électrique.

Ainsi, s'il n'y a pas de soleil, les panneaux solaires ne produiront rien.

C'est pourquoi, plutôt que d'installer des panneaux solaires à l'intérieur des maisons, vous devriez les installer sur les toits où ils peuvent recevoir la lumière directe du soleil.

Alors que les panneaux solaires peuvent absorber le rayonnement solaire même lorsque les nuages couvrent le soleil, il est préférable qu'ils reçoivent la lumière directe du soleil.

L'ombre peut être un ennemi de l'énergie solaire.

En raison de la façon dont les panneaux solaires sont conçus, même une petite quantité d'ombre sur un panneau peut empêcher tous les autres panneaux de produire de l'énergie solaire.

Les cellules solaires sont connectées en série et fonctionneront au niveau actuel de la cellule la plus faible ; si une cellule solaire est ombragée, le rendement de toutes les autres cellules en souffrira.

Lorsque vous décidez où placer vos panneaux solaires, effectuez une analyse d'ombrage pour vous assurer qu'aucune ombre ne tombe sur le réseau de panneaux solaires pendant les heures de pointe d'ensoleillement.

Cela peut nécessiter l'abattage de quelques arbres.

Température

Des températures élevées peuvent réduire considérablement la puissance de sortie d'un panneau solaire.

Des températures plus élevées augmentent la conductivité du semi-conducteur, entraînant l'équilibre des charges dans le matériau, réduisant l'amplitude du champ électrique, inhibant la séparation des charges et abaissant la tension aux bornes de la cellule.

La chaleur peut réduire la production de 10 à 25 %, selon l'endroit où elle se trouve.

Il existe quelques options pour faire face aux températures élevées dans l'environnement bâti.

Installez des panneaux solaires sur un système de montage à quelques centimètres du toit pour permettre la circulation de l'air, ce qui aidera à les refroidir.

Utilisez des panneaux solaires conçus pour une plus grande efficacité dans les climats plus chauds.

Pour minimiser l'absorption de chaleur, assurez-vous que les panneaux sont faits de matériaux de couleur claire.

Les onduleurs et les combinateurs peuvent être déplacés derrière le réseau dans la zone ombrée.

Matériau des panneaux solaires

Un autre facteur essentiel influençant la puissance produite par un panneau solaire est le matériau utilisé pour fabriquer le panneau.

Les panneaux solaires sont fabriqués par diverses entreprises en utilisant une variété de matériaux, chacun avec un niveau d'efficacité différent.

En raison de l'efficacité variable de ces matériaux, certains panneaux peuvent générer plus d'énergie que d'autres bien qu'ils soient de la même taille et exposés à la même quantité de lumière solaire.

Les panneaux solaires sont disponibles dans une variété de matériaux, mais les deux plus courants sont les panneaux à cellules monocristallines et les panneaux à cellules en silicium polycristallin.

Les panneaux monocristallins sont très performants, mais leurs coûts de production sont élevés, ce qui les rend coûteux à acquérir.

D'autre part, les panneaux cellulaires en polysilicium sont nettement moins chers, bien qu'ils soient moins efficaces et génèrent plus de déchets.

Placement des panneaux solaires

L'emplacement des panneaux sur votre toit peut également avoir un impact important sur la production.

La meilleure direction pour positionner vos panneaux est le sud, suivi de l'ouest puis de l'est.

Les toits orientés au nord peuvent fournir une production suffisante dans certains cas pour que l'installation de panneaux en vaille la peine, mais les angles orientés au nord ne sont pas toujours recommandés.

Bien que vous ne puissiez pas réguler la quantité d'espace de toit disponible pour chaque position angulaire, vous pouvez être intelligent dans la façon dont vous utilisez votre espace de toit disponible pour maximiser la production de vos panneaux solaires.

L'inclinaison de vos panneaux solaires peut également avoir un impact sur les performances globales de votre panneau.

Le soleil étant plus haut en été et plus bas en hiver, vous devriez de préférence pouvoir ajuster l'inclinaison de vos panneaux chaque année.

Les systèmes qui suivent le soleil, en revanche, sont plus coûteux et nécessitent une maintenance en raison de la présence de pièces mobiles.

Chaque système à inclinaison fixe a un angle optimal auquel il tirera le meilleur parti de chaque saison, et bien que quelques degrés puissent ne pas faire une différence significative d'efficacité en une seule année, la différence sur la durée de vie du système pourrait être beaucoup plus grande .

Latitude

La latitude a également un impact significatif sur la production des systèmes solaires.

En raison de l'inclinaison de la terre lorsqu'elle tourne sur son axe, les panneaux solaires installés à des latitudes plus élevées produiront moins d'unités tout au long de l'année.

Un propriétaire du nord-est des États-Unis qui opte pour l'énergie solaire aura besoin d'un panneau solaire plus grand pour compenser sa facture qu'un propriétaire du sud-ouest.

Il n'y a pas grand-chose que vous puissiez faire pour améliorer les performances de vos panneaux solaires en termes de latitude, à moins que vous ne soyez prêt à déménager, à part planifier une production et une taille réduites de manière appropriée.

Comment le temps affecte-t-il la production d'énergie des panneaux solaires ?

Le climat peut également avoir un impact significatif sur la performance d'un système.

Par exemple, il est largement admis que les panneaux génèrent moins dans les environnements froids.

En fait, l'inverse est vrai.

La chaleur est l'ennemi de l'efficacité, et les environnements froids peuvent aider à empêcher les systèmes solaires de surchauffer et de perdre leur efficacité.

La neige est également réfléchissante et concentre la lumière du soleil, augmentant l'ensoleillement global.

Tant que vous empêchez la neige d'enterrer vos panneaux, l'environnement froid profitera considérablement à votre système.

Lors de la construction d'un système solaire pour répondre à vos besoins énergétiques, il est essentiel de comprendre comment votre climat affectera votre système d'une saison à l'autre.

Si vous achetez un panneau solaire de 100 W fonctionnant à 25 %, vous pouvez vous attendre à générer 25 W par temps clair et ensoleillé entre la fin du printemps et le début de l'automne.

Par temps couvert et en hiver, le temps est susceptible de réduire cette quantité car la lumière du soleil est moins intense et il y a moins d'heures de clarté par jour.

Lorsque vous déterminez la taille d'un panneau ou d'un générateur solaire requis pour une application spécifique, vous devez baser vos calculs sur un panneau fonctionnant à 70 % d'efficacité pendant 5 heures par jour ; cela garantit que vous pouvez produire l'énergie nécessaire toute l'année.

Tout ce qui gêne vos panneaux et le soleil, qu'il s'agisse de nuages dans le ciel, de brouillard au sol ou de l'ombre d'un arbre à proximité, minimise la quantité d'énergie solaire générée par votre système.

Cependant, tout comme vous pouvez attraper un coup de soleil par temps nuageux, vos panneaux peuvent toujours produire de l'électricité, selon la densité de la couverture nuageuse.

En fonction de la fréquence à laquelle les nuages passent sur votre système, votre production peut chuter de 10 à 25 % par temps partiellement nuageux.

Cependant, un effet connu sous le nom d'effet « bord de nuage » peut véritablement amplifier le rayon de soleil, entraînant une augmentation de courte durée de la production d'électricité.

Lorsque des cumulus duveteux passent devant le soleil, les bords vaporeux agissent comme une loupe, ce qui fait qu'un faisceau de soleil plus fort frappe vos panneaux !

Les panneaux solaires fonctionneront-ils sous la pluie et la neige ?

Alors que la pluie elle-même n'affectera pas les panneaux, les nuages de pluie réduiront très probablement votre production.

D'un autre côté, les pluies torrentielles occasionnelles peuvent être bénéfiques pour le rendement de vos panneaux solaires, car il s'agit d'un moyen simple et sûr de nettoyer vos panneaux.

Les pluies torrentielles continues empêchent une couche de saleté ou de poussière de recouvrir les panneaux et de bloquer la lumière, réduisant potentiellement le rendement.

Bien que ce ne soit pas encore une option largement disponible, les scientifiques travaillent sur un nouveau type de panneau solaire qui peut générer de l'électricité même lorsqu'il pleut.

Ces cellules solaires, appelées panneaux solaires hybrides, collectent l'énergie du soleil et de la pluie.

Lorsque la pluie tombe sur les panneaux, la force de l'impact est convertie en électricité.

Lorsqu'il fait beau, ils fonctionnent de la même manière que les panneaux solaires traditionnels (mais sont encore moins efficaces pour l'instant).

La neige, contrairement à la pluie, qui ne s'accumule pas sur les panneaux et ne bloque pas la lumière, affectera la production en plus de la couverture nuageuse.

Après tout, tout ce qui empêche le soleil de briller sur vos panneaux empêche les panneaux de produire de l'électricité.

Même les fortes chutes de neige, selon la météo après la tempête de neige et l'inclinaison de votre panneau, fondront et glisseront directement de vos panneaux en un rien de temps.

Même si l'énergie solaire repose sur le soleil, elle reste un excellent choix pour de nombreuses résidences, entreprises et fermes dans les zones nuageuses, pluvieuses ou enneigées.

Combien d'énergie les panneaux solaires peuvent-ils produire par pied carré ?

L'inverse de cette question est généralement de savoir de combien de pieds carrés d'espace de toit ai-je besoin pour installer suffisamment de panneaux solaires pour générer suffisamment d'énergie pour éliminer ma facture d'électricité.

C'est à ce moment que l'efficacité des panneaux solaires devient la plus importante.

L'efficacité est prise en compte avant qu'un panneau solaire ne soit évalué à un nombre spécifique de watts, donc si vous achetez (ou êtes confronté au choix d'acheter) deux panneaux solaires différents, chacun de 6 kW, ils généreront la même quantité d'énergie chaque année si tous les autres facteurs sont égaux.

D'un autre côté, des panneaux solaires plus efficaces pourraient être plus petits et générer plus d'énergie par pied carré.

Il existe deux méthodes pour calculer la production d'énergie solaire par pied carré.

La première étape consiste à examiner la production d'énergie solaire instantanée maximale possible par pied carré pour un panneau solaire spécifique.

La production d'électricité instantanée de pointe par pied carré à STC est de 14,58 watts par pied carré pour un panneau solaire de 300 watts avec des dimensions de 64 pouces x 39 pouces (1,61 mètre carré ou 17,31 pieds carrés).

Lors du calcul de l'énergie annuelle générée par les panneaux solaires par pied, vous devez considérer plus que les spécifications du panneau ; vous devez également tenir compte des conditions climatiques dans lesquelles le panneau est installé.

Les panneaux solaires résidentiels sont généralement vendus dans la gamme 260-330 watts car ils doivent être soulevés sur les toits et manipulés par des installateurs, et c'est la plus grande taille pratique dans laquelle cette manipulation peut être effectuée en toute sécurité.

Ce sont des panneaux de 60 cellules chacun.

72 panneaux de cellules solaires sont vendus dans la plage de puissance de 340 à 400 watts et sont moins fréquemment utilisés car ils sont lourds et difficiles à manipuler pour les installateurs.

Dans quelle mesure l'efficacité des cellules solaires à l'intérieur du panneau affecte-t-elle la pui

La signification et l'importance de l'efficacité des panneaux solaires sont souvent mal comprises par les clients qui examinent l'énergie solaire, et les fabricants de panneaux haut de gamme abusent parfois de ce malentendu.

Le point clé à noter est que les performances du panneau solaire sont prises en compte lors de l'évaluation de la puissance et de la sortie d'un panneau, donc si toutes les autres caractéristiques du panneau solaire sont égales, un panneau de 280 watts avec une cellule moins efficace produira la même quantité d'énergie dans les mêmes conditions qu'un autre panneau de 280 watts avec des panneaux plus efficaces.

Certains fabricants de panneaux à haute efficacité font des affirmations scandaleuses selon lesquelles leurs panneaux génèrent beaucoup plus d'énergie que les panneaux de base de la même puissance, mais ces affirmations sont normalement exagérées pour justifier des prix de panneaux extrêmement élevés.

Certains fabricants qui revendiquent des rendements très élevés ont des garanties qui stipulent que leurs panneaux peuvent être 3 % moins efficaces que ce qu'ils prétendent être avant qu'un événement couvert par la garantie ne se produise.