Principe de fonctionnement d'un système d'éclairage public solaire

L'apparition des lampadaires solaires a considérablement facilité l'accès à l'électricité dans les zones reculées. La puissance crête d'une cellule solaire correspond à sa puissance de sortie maximale dans des conditions optimales, exprimée en watts-crête (Wc). Cette puissance dépend du rayonnement solaire, de la répartition de la lumière et de la température de fonctionnement de la cellule. La puissance d'une même cellule solaire varie donc selon le lieu et le moment. Contrairement à une idée reçue, la puissance nominale n'est pas toujours la même en présence de soleil. Il est donc normal d'utiliser des cellules solaires artificielles. Calculée par unité de surface, la puissance de sortie d'un mètre carré de cellules solaires est d'environ 120 W. L'amélioration du rendement de conversion entraîne une augmentation proportionnelle de la puissance. Le choix de la puissance d'un module solaire doit être déterminé en fonction de la puissance de la source lumineuse, de la durée d'utilisation et des conditions climatiques et géographiques locales. Lors de l'utilisation de modules photovoltaïques, si une cellule solaire est obstruée par des feuilles pendant une période prolongée, elle chauffera et s'endommagera sous l'effet d'un fort ensoleillement, pouvant même endommager l'ensemble du module. C'est ce qu'on appelle l'effet d'îlot de chaleur. Pour éviter cet effet, les cellules solaires sont généralement disposées obliquement, de sorte que leur surface ne soit pas protégée par un écran. Dans tout système d'éclairage solaire, la qualité du circuit de contrôle de charge et de décharge influe directement sur le bon fonctionnement du système. L'énergie d'entrée d'un système de production d'énergie photovoltaïque étant extrêmement instable, le contrôle de la charge de la batterie est plus complexe que pour un contrôleur de batterie classique. Un contrôleur photovoltaïque performant doit intégrer diverses fonctions de protection, telles que le contrôle de la charge et de la décharge de la batterie, la régulation de la température, le suivi du point de puissance maximale, la protection contre la surcharge, la décharge excessive, les courts-circuits, la protection contre l'inversion de polarité, ainsi que des fonctions de commutation automatique et de réglage de la durée. Par conséquent, le fonctionnement fiable du système est assuré et, simultanément, le module de cellules solaires peut intelligemment fournir une puissance maximale en fonction des conditions de température et d'ensoleillement, garantissant ainsi un rendement élevé du système d'éclairage. La charge de la batterie étant directement assurée par les cellules solaires, l'énergie produite n'est pas stable. Il est donc nécessaire d'utiliser des batteries de capacité adaptée et aux performances fiables pour assurer le bon fonctionnement du système de production d'énergie photovoltaïque. Dans les systèmes d'éclairage photovoltaïque, on privilégie généralement les batteries au plomb sans entretien. Ce type de batterie, de conception récente, est entièrement étanche et offre un taux de décharge élevé et une grande stabilité. Aucun ajout d'eau n'est nécessaire ; son installation est simple, son encombrement réduit et elle peut être installée horizontalement ou verticalement. Sa durée de vie est généralement de 5 à 7 ans. Le principe de sélection d'une capacité de batterie égale à la moitié de la capacité réelle est le suivant : premièrement, elle doit répondre aux besoins d'éclairage nocturne et stocker au maximum l'énergie produite par les modules photovoltaïques pendant la journée ; deuxièmement, elle doit également couvrir les besoins en électricité de Liang Xu pour l'éclairage nocturne par temps pluvieux. Une capacité de batterie insuffisante ne permettrait pas de répondre aux besoins d'éclairage nocturne. À l'inverse, une capacité excessive entraînerait une perte de puissance prolongée, réduisant ainsi la durée de vie de la batterie et engendrant un gaspillage d'investissement. Selon les besoins, le lampadaire solaire peut être équipé de différentes sources lumineuses, telles que des lampes à économie d'énergie 12 V CC, des lampes à sodium basse tension, des lampes à sodium haute pression et des lampes à induction électromagnétique sans électrodes. Quel que soit le choix de la source lumineuse, sa luminosité et sa puissance sont directement liées et influent sur la configuration du système et le coût d'investissement. À durée d'éclairage égale, plus la puissance de la source lumineuse est élevée, plus la zone d'éclairage est étendue, plus la configuration du système est complexe et plus le coût est élevé. Plus la puissance est faible, plus la luminosité est réduite, plus la configuration du système est simple et plus le coût est bas. Les lampadaires et candélabres classiques peuvent servir de supports pour l'éclairage solaire. Si l'on opte pour une installation directe du module photovoltaïque sur le candélabre, le support du module doit être adapté à sa surface, et la résistance au vent du candélabre doit être prise en compte. Le choix de luminaires et de candélabres est vaste et répond généralement aux exigences d'utilisation et d'esthétique.