Comment bien estimer le potentiel solaire d'un lieu ?
Les installations photovoltaïques connaissent un succès grandissant. Elles offrent en effet une production d’électricité gratuite, avec une source inépuisable et abondante : le soleil. Cependant, il est intéressant d’estimer le potentiel solaire d’un lieu avant d’installer son système. Pour cela, il faut tenir compte entre autres choses de la localisation du site (ensoleillement, températures, ombrages, etc.) de l’orientation et de l’inclinaison des panneaux solaires.
Pourquoi estimer le potentiel solaire d'un lieu ?
Estimer le potentiel solaire d’un lieu est une étape primordiale dans une installation solaire photovoltaïque. Cette estimation permet en effet de se faire une idée quant à la puissance électrique que l’installation peut représenter, mais aussi la quantité d’énergie qu’elle produira chaque année, chaque mois voire chaque jour.
On peut ainsi choisir l’installation la plus adéquate aux contraintes du terrain, notamment le type de panneaux solaires, et donc la nature des modules, en fonction de l’orientation et l’inclinaison du site afin d’obtenir la puissance cible.
Mesurer l'ensoleillement journalier
Pour ce faire, il faut en premier lieu déterminer l’ensoleillement journalier du lieu.
Pour cela on utilise l’irradiation annuelle, qui est tout simplement la quantité d’énergie solaire moyenne reçue par une surface donnée en un an. Celle-ci dépend de multiples paramètres, entre autres :
- La localisation géographique du site,
- L’inclinaison de la surface,
- L’orientation de la surface,
- La température extérieure,
- Les ombrages potentiels.
Les zones de radiations au Sénégal suivant les régions
L’irradiation solaire s’exprime en s’exprime en kWh/m²/an. A titre indicatif, au Sénégal, elle est comprise entre 3800 et 4600 kWh/m²/an à l’angle optimale.
Pour rappel, un Kilowatt-heure (kWh) correspond à 1000 Watts émis pendant une durée d’une heure, tandis que le Kilowatt-crête (kWc) décrit la puissance nominale d’un kit solaire.
Pour connaître le taux d’ensoleillement suivant sa localisation, on découpe le Sénégal en 4 grandes zones : Le Nord, le Centre, le Sud-Ouest , le Sud-Est
Ainsi, une installation à Dakar avec des panneaux solaires polycristallins, dont le rendement affiché est de 16%, (le rendement habituel des panneaux polycristallins) pour une puissance crête de de 3 kWc, aura une production dans des conditions optimales de : 5 500 kW.
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L'orientation et l'inclinaison de la toiture
Même si une toiture orientée plein Sud est idéale, elle n’est cependant pas nécessaire à une bonne production. Ainsi, on peut aussi avoir une production très confortable pour une toiture orientée Sud-Est, Sud-Ouest, Sud ou Est.
De même, une inclinaison entre 5 et 10° permet une production optimale. Au Sénégal, la majeure partie des toitures sont plates. Il est donc nécessaire de disposer de kits de montage avec une inclinaison comprise entre 10 et 15°.
Inclinaison | Sud | Sud-Ouest | Sud-Est | Ouest | Est |
0° | 86° | 86° | 86° | 86° | 86° |
30° | 100° | 93° | 93° | 80° | 80° |
45° | 98° | 94° | 94° | 74° | 74° |
60° | 93° | 87° | 87° | 67° | 67° |
90° | 67° | 65° | 65° | 51° | 51° |
Ainsi, à Mbour avec un système de 3 kWc avec une exposition Sud à 10°, on obtient un rendement compris entre 5 500 kW et 6 500 kW.
La température
Le rendement des panneaux dépend aussi de la température. Cependant il ne s’agit pas de la température extérieure, mais de la température des panneaux.
Ainsi, la puissance crête d’une installation est donnée pour une température de 25°C. Dans le cas où la température des panneaux est supérieure à 25°, il faut alors soustraire 0,4% par degré supplémentaire pour des panneaux polycristallins ou monocristallins.
Ainsi, dans notre cas de panneaux polycristallins à Mbour orientés Sud à 15° et avec une température de 30°, le rendement annuel maximal au lieu d’être de 6 500 kWh sera de :
6 500 kW – (((30-25)*0,4%) * 6 500 kW) = 6 350 kWh
Le type de technologie des panneaux photovoltaïques
Ainsi, le calcul global du potentiel d’une installation solaire dépend aussi du type de technologie choisie pour l’installation photovoltaïque. On distingue en effet 3 grandes familles de panneaux solaires, au rendement différent :
- Les panneaux à silicium monocristallin : ils ont un rendement de 18 à 24%,
- Les panneaux à silicium polycristallin : ils affichent un rendement de 11 à 18%
- Les panneaux à silicium amorphe : ils ont un rendement de 5 à 7%.
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