Éclairage public solaire : facteurs à prendre en compte dans la conception des systèmes de production d'énergie photovoltaïque solaire

Le système de production d'énergie solaire en courant alternatif (CA) pour l'éclairage public solaire est composé de panneaux solaires, de régulateurs de charge, d'onduleurs et de batteries ; le système de production d'énergie solaire en courant continu (CC) ne comprend pas d'onduleurs. Afin que le système de production d'énergie solaire fournisse une puissance suffisante pour la charge, il est nécessaire de sélectionner judicieusement chaque composant en fonction de la puissance de l'appareil électrique. La conception du système de production d'énergie solaire doit prendre en compte les facteurs suivants : Q1. Où le système de production d'énergie solaire est-il utilisé ? Quel est le rayonnement solaire dans la zone ? Q2. Quelle est la puissance de la charge du système ? Q3. Quelle est la tension de sortie du système : CC ou CA ? Q4. Combien d'heures le système doit-il fonctionner chaque jour ? Q5. En cas de pluie et d'absence de soleil, combien de jours le système doit-il fournir de l'énergie en continu ? L'exemple suivant, prenant une puissance de sortie de 100 W et une utilisation de 6 heures par jour, illustre la méthode de calcul : 1. Calculer la consommation en wattheures par jour (pertes de l'onduleur incluses) : Si l'onduleur de l'éclairage public solaire a un rendement de 90 %, la puissance de sortie réelle pour une puissance de 100 W est de 100 W / 90 % = 111 W. Pour une utilisation de 6 heures par jour, la consommation est de 111 W × 6 heures = 666 Wh, soit 0,666 wattheure. 2. Calculer la puissance du panneau solaire : En se basant sur une durée d'ensoleillement effective quotidienne de 5 heures et en tenant compte du rendement de charge et des pertes pendant la charge, la puissance de sortie du panneau solaire est de 666 Wh ÷ 5 h ÷ 70 % = 190 W. 70 % de cette puissance correspond à la puissance réellement utilisée par le panneau solaire pendant la charge. 3. La production d'énergie journalière de modules de 180 watts est de 180 × 0,7 × 5 = 567 W. 1 MW = 1 000 000 × 0,7 × 5 = 3 500 000. Exemple 2 : Une lampe de 10 W est installée et fonctionne 6 heures par jour, 3 jours consécutifs. Par temps de pluie, comment calculer la puissance (W) du panneau solaire et la capacité (Ah) de la batterie 12 V ? Consommation d'énergie journalière : 10 W × 6 = 60 Wh. Calcul de la puissance du panneau solaire : Supposons une durée d'ensoleillement maximale moyenne de 4 heures sur votre site d'installation. Alors : 60 Wh / 4 heures = 15 Wc pour le panneau solaire. Calculez ensuite les pertes de charge et de décharge, ainsi que le complément journalier au panneau solaire : 15 Wc / 0,6 × 25 Wc, soit un panneau solaire de 25 W suffisant. Calculez ensuite la capacité de la batterie : 60 Wh / 12 V × 5 Ah. La consommation électrique quotidienne est de 12 V 5 Ah. Sur trois jours, elle est de 12 V 15 Ah. La configuration de la batterie doit être conçue de manière à ce que la consommation électrique journalière ne dépasse pas 20 %, ou 50 % en cas de pluie continue, afin d’optimiser la durée de vie de la batterie.

Ainsi, nous concluons que la batterie de ce système d'éclairage public solaire a une capacité de 26 à 30 Ah, suffisante. Exemple 3 : Quelle puissance de panneau solaire est nécessaire pour charger une batterie 12 V 45 A en 6 heures ? La batterie 12 V 45 A a une capacité de 648 Wh. Si elle doit être complètement chargée en 6 heures, le panneau solaire théoriquement requis est de 108 W. Cependant, en réalité, la puissance nécessaire est inférieure à celle de la batterie 12 V 45 A en raison de facteurs tels que l'intensité du rayonnement solaire, la température, le rendement du contrôleur photovoltaïque, le rendement global et d'autres facteurs. Le rendement global de la batterie étant de 0,8, il est nécessaire de choisir un module solaire de 135 watts. Par ailleurs, le courant de charge optimal pour une batterie au plomb est de 1/10 de sa capacité, soit 4,5 A. Un courant de charge excessif accélère la corrosion des plaques et provoque la sulfuration, ce qui réduit la durée de vie de la batterie. Méthode de calcul la plus simple : Batterie : 12 V × 45 Ah = 540 Wh. Puissance du panneau solaire : 540 W / 6 / 0,8 (perte) = 112,5 W. Combien de temps faut-il pour charger une batterie ordinaire de 12 V et 4 Ah avec ces deux panneaux solaires ? La tension de fonctionnement d’un panneau solaire de 1,20 W est généralement de 17,2 V et le courant de 1,15 A. Si le panneau est de bonne qualité, le courant mesuré est généralement de 1,1 A (testé). 2. En supposant que les 6 heures d’ensoleillement mentionnées correspondent à la période allant de midi à l’après-midi, cela représente 4 heures de production d’énergie à pleine puissance. Ainsi, deux panneaux de 20 W peuvent générer 2 × 1,1 × 4 = 8,8 A par jour. 3. Cette batterie de 17 Ah peut être complètement chargée en 2 jours. Une batterie de 4 Ah se recharge en seulement 2 heures. Soit un total de 20 + 5 panneaux solaires (25 W), un total de 17 batteries (12 V x 17 A) (204 W), et une durée totale de 204/25 (8 heures). Avec des batteries de 4 A : 4 A x 12 (48 W), soit 48 W/25 (1,92 heure).