Calculer la production réelle d'un panneau solaire

La production d'une cellule photovoltaïque dépend évidemment du soleil. Par conséquent il est impossible de dire par avance quelle quantité d'électricité produira un panneau solaire : la production sera différente selon l'endroit où vous l'installerez et même suivant la position que vous lui donnerez.
L'objectif de cet article est de vous aidez à évaluer la production réelle à l'endroit où vous envisagez d'installer vos panneaux solaires.

Watt, watt-crête, watt-heure ?


La puissance des panneaux solaires est exprimée en watt-crête : un panneau de 1kWc produit une puissance de 1kW dans des conditions standards, l'énergie produite est donc de 1kWh par heure dans ces même conditions. Mais attention cela n'est vrai que dans un laboratoire, pour une installation réelle, il n'y a pas de lien direct entre watt-crête, watt et watt-heure ! 
L'énergie produite dans des conditions réelles sera en général nettement inférieure à celle qui aurait été produite dans des conditions standards. Elle dépendra essentiellement de 3 facteurs :
  • le rayonnement global journalier, c'est-à-dire l'ensoleillement
  • la position des panneaux solaires (orientation et inclinaison)
  • la température

Il existe deux façons de calculer la production :


Première étape : le soleil


Pour commencer vous devez chercher quelle est, dans votre région, la quantité d'énergie reçue chaque jour du soleil. Cette quantité est appelée irradiation journalière ou rayonnement global journalier ou rayonnement solaire intégré, elle s'exprime en Watt-heure par mètre carré par jour (Wh/m²/j) pour une inclinaison donnée.
Cette donnée peut être obtenue auprès des services météorologiques ou de professionnels (par exemple votre fournisseur de panneaux solaires). De très nombreuses mesures sont disponibles dans la bases de données du logiciel canadien RETScreen (téléchargeable gratuitement ici)

L'ensoleillement varie évidemment en fonction de la saison, il est donc souvent fourni en moyenne mensuelle. Dans la pratique c'est surtout la valeur du mois le plus mauvais (en hiver dans les zones tempérées, pendant la saisons de pluies dans les zones équatoriales et tropicales) qui va nous intéresser puisque objectif est de concevoir une installation solaire capable de couvrir les besoins en énergie pendant toute l'année : qui peut le plus peut le moins, le dimensionnement sera en général basé sur le plus mauvais mois.
La valeur du meilleurs mois peut aussi être intéressante pour avoir une idée de la production maximale de l'installation.
La valeur fournie dépend également de l'angle sous lequel la mesure a été effectuée. En général la mesure est effectuée à l'horizontale. Si vous souhaitez obtenir l'irradiation selon un autre angle, il vous suffit de diviser la valeur à l'horizontale par le cosinus de l'angle qui vous intéresse.

Pertes liées à l'orientation des panneaux 


L'angle formé par les rayons du soleil et le panneau solaire est appelé angle d'incidence (noté α). La production est maximale si les rayons du soleil atteignent la surface du panneau perpendiculairement à midi (heure solaire).
Inclinaison de 90° par rapport aux rayons du soleil (au centre) = production optimale
En général, on cherche à optimiser la production pendant le mois de plus faible ensoleillement : il faut donc que les rayons du soleil soient perpendiculaire au panneau pendant ce mois.
Pour en savoir plus à ce sujet voir l'article : Trouver l'orientation et l'inclinaison optimale pour un panneau solaire

Lorsque les rayons du soleil n'atteignent pas le panneau sous l'angle optimal, le rendement est approximativement :
sinus (α)


     

Pertes liées à la température


La puissance-crête est donnée pour une température de 25°C. Si la température réelle est très supérieure à cette valeur, il faudra en tenir compte. Les pertes seront alors de 0.4% par degrés pour une cellule mono ou polycristalline (les plus courantes) et de 0.3% par degrés pour les autres technologies.
Attention : il s'agit de la température du panneau solaire et non de la température ambiante. La température du panneau est supérieure à la température l'air (par exemple de 10°C).

Pour conclure


L'énergie qui sera fournie pour 1kWc installé est environ :
Rayonnement global journalier x sin(α) x (1 - (température - 25) x 0.004)

Pour aller plus loin :

Vous avez encore des questions ? Quelque chose n'est pas clair ? Dites le dans les commentaires et faites progresser cet article.

100 commentaires:

  1. est ce necessaire ondulaire solaire

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    1. oui bien sur il faut avoir un onduleur pour convertir le courant ( du continu en alternatif )

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    2. et si on utilse un onduleur informatique? c'est possible??

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    3. Dans l'absolu oui, mais en pratique un onduleur informatique est prévu pour du 230 en entrée et en sortie. Donc il faut le bricoler et être un bon électricien, être sûr de trouver un contrôleur 12v DC vers 230 AC à l'intérieur... Peut-on alors exploiter la batterie interne qui est une batterie au plomb ? Pari risqué.

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    4. bonjour oui j ai mon installation qui fonctionne avec un onduleur apc 1200 de 750 w il faut relier le 24 v solaire au 24v des fils des batteries au plomb que j ai retire le 24 v proviens des battteries solaires a l exterieur

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    5. bonjour oui j ai mon installation qui fonctionne avec un onduleur apc 1200 de 750 w il faut relier le 24 v solaire au 24v des fils des batteries au plomb que j ai retire le 24 v proviens des battteries solaires a l exterieur

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    6. Voir mon site il y a de bonne astuces pour faire son choix........
      http://dzairakhbar.com/

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  2. Ces articles sont d'une clarté éblouissante!
    Ils m'ont permis d'améliorer le rendement de mon installation PV de manière significative (inclinaison).
    Merci!!!

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  3. Lorsqu'il est écrit (température - 25), si l'on calcule pour une température de 25°C on obtiens 0? Pourriez-vous m'éclairer s'il vous plait? merci!

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  4. En effet, il y a une erreur dans la formule. Il fallait lire :(1-(temperature-25)x0.004)

    Si la température du panneau est de 25°C, il n'y a pas de pertes. Si elle est de 26°C, on perd 0.4%. Si elle est de 35°C, il y a 4% de pertes, etc. A l'inverse, la production augmente quand la température diminue.

    L'erreur est corrigée. Merci de l'avoir signalée !

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  8. Ne manque-t-il pas des valeurs absolues dans cette expression : Rayonnement global journalier x sin(α) x (1 - (température - 25) x 0.004) ?

    Si la température est supérieur à 25 degré, l'énergie fournie sera négative. Et inversement, si la température est inférieur à 25 degré, l'énergie fournie sera positivie.

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    1. Non. Refaites votre calcul. Vous avez manqué le facteur 0.004 ou la soustraction.

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  9. Pour un rayonnement global en kWh/m², en quelle unité s'exprime l'énergie fournie ?

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    1. Je comprend pas très bien la question. Mais a priori une énergie s'exprime en Wh ou en kWh. sans doute en kWh dans votre cas.

      Il y a une interro quelque part sur l'énergie solaire en ce moment ?

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  10. Si l'installation ne fournie pas 1kWc mais 1Wc...est-ce le même calcul ?
    "L'énergie qui sera fournie pour 1kWc installé est environ :

    Rayonnement global journalier x sin(α) x (1 - (température - 25) x 0.004)"

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    1. Oui, simplement le résultat sera en W et non en kW.

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    2. svp donnez moi un article sur l'aide a l'instalation de panneaux solaire

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  11. Bonjour!
    Déjà je tiens à dire que l'article est très bien expliqué.
    Mais j'ai tout de même une question.
    J'ai une valeur de production en kWh et j'aurais besoin de retrouver à partir de cela, la valeur d'ensoleillement. Comment faire s'il vous plaît?

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  14. je cherche un logiciel de calcul de dimensionnement svp

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    1. PVsys c'est un logiciel spécifié pour la dimensionnement

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  15. sunsoglobal.com u va trouv un logiciel pour dimensionn. moi j cherche comment faire un dimensionnement avc ds calculs si tu as ta production journaliere. merci

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  16. Bonjour à tous,
    J'ai trouvé cette formule:
    • Pc (Wc) : puissance crête des modules PV
    • Bj (Wh/j) : besoin énergétique journalier
    • Aj (Wh/m²/j) : apport solaire quotidien
    • Estc (W/m²) : Irradiance aux conditions STC (1000 W/m²)
    • Pr (%) : Performance ratio (0.7 % par convention)

    Pc = (Estc * Bj) / (Aj * Pr)
    Et je ne comprend pas ce qu'est: Aj
    Les m^2 de Estc sont des m^2 de planète; mais que sont les m^2 de Aj
    Des m^2 de panneaux ?
    Merci d'apporter un peu de lumière

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  17. Bonjour,

    Pourquoi cette formule n'est applicable qu'à :

    "L'énergie qui sera fournie pour 1kWc installé est environ ... "

    Est ce que cela signifie que si mon panneau fournie une valeur théorique de 2kWc je devrais multiplier cette formule par un coefficients 2 ?

    Merci d'avance pour votre réponse.

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  18. Arimalt.
    Bonjour du Sénégal où nous avons un des plus bel ensoleillement de la planète !
    Ma question est très simple, combien de m² de panneau solaire dois-je installer sur ma terrasse si je veux couvrir ma consommation mensuelle qui tourne autour de 150 kwh et ainsi pallier aux défaillance de la SENELEC ? Messieurs Sinus et Cosinus n'étant pas mes amis j'ai du mal à me lancer dans des calculs qui ne sont pas à ma porté!

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    1. Bonjour,

      Dans ce cas, je vous conseille d'utiliser le simulateur de la Commission Européenne : http://re.jrc.ec.europa.eu/pvgis/apps4/pvest.php?lang=en&map=africa#
      Il vous suffit de sélectionner votre position et d'entrer une puissance crête pour avoir la production. Le fonctionnement est décrit plus en détail dans cet article : http://energie-developpement.blogspot.fr/2011/09/solaire-logiciel-gratuit-pour-evaluer.html

      E&D

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    2. Pour facilter le calcul:
      Bm: Besoin Mensuel
      Bj: Besoin Journalier
      He: Nombre d'heure d'ensoileillement (minimum) ici je suppose que c'est=5heures (Pour plus de securité)
      P:Puissance du panneau
      Alors on a : (supposons que les panneaux sont à l'horizontal)
      Bm=150Kwh/mois ==> Bj=Bm/30jours==> Bj=50Kwh/j
      P=Bj/He==> 50/5 = 10Kw/j on peut majoré de 50% ==> P=10*150%==> P=15Kw/j
      Donc pour une inclinaison donnée (aplha)==> Pinclinaison=P/cos(alpha)=15/cos(alpha)
      Mais çà c'est un calcul novice et un majoré aussi!

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  19. Bonjour,

    Si mon énergie fournie est en wc et non kwc je dois alors exprimer le Rayonnement global journalier en Wh/m²/j ou en KWh/m²/j ?

    Merci d'avance.

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    1. En Wh/m²
      ton J à la fin e sert a rien car 1j = 1w/s

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    2. petit j pour jour
      grand J pour Joules
      ... et 1 J = 1 W.s (un joules c'est 1 Watt x 1 seconde)

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  22. Bonjour,

    Comment calculez-vous la température du panneau ?

    Merci !

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  23. Bonjour tt le monde ,
    S'il vous plait ,j'ai entrain de modélisé un panneaux photovoltaïque ,,et j'ai une ambiguïté au niveaux de la compréhension de la puissance qui délivré par ce panneaux ,est ce que le (Pmpp=Vmpp*Impp) ou bien P(>ou<)Vco*Ico ?
    NB : Je fais des simulation de panneaux en circuit ouvert .
    Merci

    cordialement

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  24. j'ai une consommation annuelle de 4725 KWh, comment définirai-je la surface de panneaux PV que j'aurai besoin pour répondre à cette consommation??

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  25. bonjour je suis nouveau sur le site et dans le domaine certe nous avons eu les besoins energetiques d'un village par jour 400kwh par jour comment proceder pour dmensionner le champ pv

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  26. Bonjour,
    est-ce à dire que la production des panneaux est plus faible sous nos cieux si bien ensolleillés? Alors là, c'est une irronie de la nature!

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  27. Merci pour l'article qui est très bien fait. Je vous conseille également celui-là qui explique les critères à prendre en compte pour calculer la rentabilité d'un paneau solaire sur le long terme.

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  28. Bonjour,
    ma question est la suivante :
    lorsqu'un pays mentionne qu'il a une capacité de 10 GW de production photovoltaÏque, à quoi cela correspond-il exactement ?
    Est-ce la puissance qui serait produite dans les situations standard? Dans ce cas on aurait 1 KW =1 KWc et ce n'est manifestement pas le cas.
    Est-ce la puissance maximale que pourrait produire les panneaux ? Typiquement dans des conditions de laboratoires. Ici encore cela serait certainement très éloigné de la réalité.
    Enfin, et c'est la solution la plus probable, est-ce que la puissance du parc du pays est calculée en prennant en compte les historiques d'ensolleillemnt du pays? Dans si on considère 2 pays avec le même parc (même quantité de panneaux solaires), avec le premier qui a un ensolleillement 2 fois plus important que le second, on dira que le premier a une capacité de production de 10 GW et le second de 5 GW.

    Merci de votre aide

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    1. Cette formulation ne veut pas dire grand chose. Dans la plupart des cas, je pense qu'il s'agit en réalité de Watt-crêtes, ce qui revient effectivement à exagérer très largement la puissance qui peut être produite.

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  30. Si on suppose que toutes les conditions sont respectées(température, inclinaison, en plein été), le rendement total du panneau sera entre 17 et 21% ?

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  31. Bonjour,
    Je me permets de vous citer et donner l'adresse de votre excellent blog dans un dossier que je réalise à des fins de dépôt de brevet concernant un générateur d'électricité.
    Très bonne continuation à vous
    AG

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  32. nous avons un rayonnement globale journalier en W/m²/j le résultat ne serait-il pas en kwjour?

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  33. Ùn watt est un watt. Si l'on fait le compte 10m2 de panneaux solaires produiront environ 250 Euros d'éléctricité par an. L'installation ne sera jamis amortie même aveec la dépréciation de la monaie. De toutes façons il faut s'attendre à des progrès significatif les dix prochaines années qui rendront toute installation plus que désuette.
    Je pense que l'avenir de l'énergie n'est pas dans ces solutions "de camping" mais dans une recherche de source plus productrice.

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  34. salut,
    j'ai un peux de mal a utiliser ce logiciel...
    c'est quoi le slope et l'azimut? et le pourcentage de perte, je met quoi (il y a 14% d'origine)?
    je veux mettre un panneau flexible 200w back contact sur le toit de mon camion, j'avais pour idée de calculer combien de watt il pourrait fournir...

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  35. Je souhaitais savoir s'il était possible d'avoir des courbes d'ensoleillemnt sur une journée et non sur un mois. De plus, la formule donne l'énergie produite : est ce celle fournie par le soleil ? Celle aptrès conversion par les panneaux ? Celle enn 1 h ou à l'année

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  36. Bonjour
    je souhaiterais connaitre la puissance de sorti réelle d'un panneau solaire de 150W en 12v sachant que le panneaux sort 18v (j'ai calculer avec la loi d'ohm mais le résultat est de la moitie)I=P/U
    peut on mettre des panneaux solaire sortie 18v avec des panneau 36v en parallèle ? sans risque de détérioration des panneau 18v
    configuration sur un camping car
    2 panneaux 150w 18v
    1 panneaux 200w 36v
    1 régulateur 600w faible perte
    Sortie part temps très ensoleiller 5~6A

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  37. Bonjour,

    Quelqu'un saurai comment déterminer la température de son panneau photo ? (Autre qu'une mesure par une intervention physique )

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  38. Mon installation sud sud ouest de 19.2 M2 3000WC
    Production annuelle (sept 15 sept 16):2400KW
    Rapport sur 1an et demie 2,33 euros jour.

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  39. Sur intervention précédente lire:sept 14 sept 15
    Site région sud lyonnaise
    Micro onduleur emphase

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  40. bnj j'ai entrain de faire une optimisation sur une ferme
    svp comment faire pour calculer le nombre des panneaux et des batteries et régulateur

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  42. Bonjour j'aimerai avoir la relation qui lie la tension aux bornes d'un panneau solaire et l'ensoleillement reçu. Merci

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  43. Salut, j'ai un problème d'algorithme pour determiner la quantité espérée d'énergie solaire produite par heure.
    À supposer que des données par heure sur le GHI, GNI et DHI et que j'ai la capacité solaire annuelle mesurée de 20 Mw.
    Quel algorightme dois-je utiliser pour calculer l'énergie maximale expérée en une heure donnée?
    Merci.

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  44. Bonjour j'ai un problème et j'ai besoin de votre aide. on me demande de trouver une solution pour combiner a la fois : courant commercial+groupe électrogène+ panneaux solaire. en effet le courant commercial dans ce pays n'est pas stable et le groupe électrogène consomme trop de carburant. on me me demande donc de trouver le moyen d'associer un système de panneaux solaire au réseaux Electrique existant.
    le réseaux existant composer Evidemment du courant commercial+ d'un groupe électrogène + un UPS de 40KVA.
    1- quel serai donc architecture de ce nouveaux réseaux ?
    2- Quel sont les équipement que je pourrai apporter a ce nouveaux réseaux?
    3- est vraiment possible?

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  45. Bonjour j'ai un problème et j'ai besoin de votre aide.a ce que je peut obtenir une puissance plus ou moins élevé et un voltage de 12V d'un panneau solaire d'une surface (450*250)mm?
    Et merci

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  46. bonjour j'ai un central qui produit dans le cas défavorable 202658,75wh/j et dans le cas favorable 585033.75Wh/j, comment je peux calculer la puissance annuelle de cette centrale. merci infiniment :-)

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  48. je voudrais savoir comment faire pour calculer le coût d'un 1kw d'énergie solaire, si quelqu'un pour m'aider

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  49. Dans des conditions standard j'aimerais savoir le nombre de watt d'électricité délivré par un metre carré recevant 1kw
    En plus de ça j'aimerais savoir le rendement en ce que converne les PV concentration des rayonnement et multi-jonction

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  50. Bonjour, après calcul je trouve 1kwc donne 1.79kwh, je doit seulement utiliser 500 watts quelle type de panneau photovoltaïque me conseiller-vous ?

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  51. Bonjour
    J'ai une installation qui utilise 1200kwh par mois et je souhaiterais utiliser de l'energie solaire. Je voudrais savoir si c'est possible de déterminer le type de modules photovoltaique à utiliser à partir de ma consommation d'électricité mensuelle. Si oui comment procéder?
    Merci de répondre

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  52. Bonjour je suis du GABON je veux savoir comment calculer le nombre de panneaux à installer pour des besoins journaliers de 21013.6WH merci d'avance mon mail:dianebignoumba@yahoo.fr

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    1. j'ai besoin de meme calcule si vous avez trouvez la solution vieller me contactez SVP : laghzaouimourad0@gmail.com

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  53. Bonjour Je suis kondi du Togo, j'aimerai savoir quelle est l'ensoleillement moyenne (W/m2) au à Lomé (Togo), à Cotonou (Bénin) Abidjan (Côte d'Ivoire ).Merci. vickykondi@gmail.com.

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  54. Je parle plutôt de la valeur de l'irradiance moyenne (W/m2) au à Lomé (Togo), à Cotonou (Bénin) Abidjan (Côte d'Ivoire ).Merci. vickykondi@gmail.com.

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  55. Bonjour,
    Un fournisseur m'a dit que 2 panneaux de 150w montés en parallèle serait mieux qu'un seul panneau de 300w ; car j'allais acheter un panneau de 300w. Est-ce vrai ce qu'il a avancé ?

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  56. Bonjour; madame, monsieur
    S'il vous plaît j'aimerais savoir;
    J'a une installation qui utilise 320Wh tourne toute la journée.
    Quel panneau solaire, quel ondulator et quel batterie je devrais prendre pour pouvoir alimente mon installation en continue merci a vous

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  57. Bonjour,j'ai un panneau solaire de 100w et un régulateur de 30amperes.maintenant il me faut une batterie de combien d'Ampère ? Merci

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  58. Bonjour
    j'aurai une question
    j'ai des panneaux solaire mais j'aimerai savoir combien il me produise a l’année.
    Par exemple :
    Je prend 80 panneaux de 300 Wc, j'ai un rayonnement solaire de 3020 Wh/m2/ans
    l’irradiance des panneaux est de 1000
    j'ai donc réaliser comme calcul 7= nombre de jour 52= nombre de semaine dans 1 année
    80*300*3020/1000*7*52= 211 061 kW
    j'aimerai savoir si mon calcul est bon est cohérent.
    merci d'avance.
    Cordialement.

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    1. Votre calcul n'es pas bon. Vous utilisez déjà le rayonnement solaire en Wh/m2/ANS, donc la convertion *7*52 n'est pas utilie. Si on reprend la formule donnée dans l'article, vous avec une puissance de 18 kWc. On a donc : 18*3020*sin(alpha)*(1-(T-25)*0.004) pour la production anuel. Il vous reste donc à renseigner alpha l'angle d'inscidence moyen à l'année et la température moyenne à la surface de vos panneaux à l'année.

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  59. bonjour je dois faire un travail pour la technologie, ou je dois faire un protocole expérimental où la problématique est celle-ci: quelle est l'orientation optimale d'un panneau photovoltaique par rapport aux rayons lumineux, pouvez vous m'aider svp???

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  60. Bonjour,

    je viens de faire installer des panneaux photovoltaique et je trouve que ce n'est pas très rentable...
    Je souhaite vérifier la puissance produite mais je ne trouve aucun calcul pour vérifier. Voici mon plus grand questionnement :
    le mercredi 10 juillet, j'ai produit en instantané kwc : 8732 kwc (soit l'addition de chaque module, j'en ai 14) en revanche en electricité courant je ne produit que 3,52 kwh... comment expliquer cette différence?
    Et mon onduleur est de 4kwh.
    Plus tard : mercredi 24 juillet production de 6582wc pour une production de courant electrique de 3.20kwh.... encore une grande différence de chiffre... Comment puis je vérifier ?
    Après, j'ai bien compris que tout dépendait de l'inclinaison et l'orientation et le lieu de l'habitation... Mais ma question est plutôt basée sur la production ? J'espère que vous aurez compris ma demande et qu'une personne dans le domaine aura la patience de me faire comprendre cette différence de chiffre entre l'indication des panneaux et la production electrique réelle. Avec ma gratitude. karina

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    1. Est ce à cause du rendement des panneaux (environ 17, 19%)?

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  61. Les mec de courteline envoyé la correction sur pcn a toute les 4e

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  62. A V Puissance N conversion Heures/24h Energie/24h
    Utilisations CA 20 230 4 600 78% 15h 88 320
    Utilisations CC 40 48 1 920 100% 24h 46 080
    TOTAL WH/24h 134 400
    Détermination de la puissance crête Pc:
    • Hmin : l’irradiation journalière = 6,955 (mois de juillet).
    • hbatt : rendement énergétique des batteries = 94%.
    • hond : rendement énergétique de l’onduleur (si besoins en alternatives)=92%.
    • helec: rendement énergétique des autres composants électroniques :(rendement panneaux = 19% et le rendement du régulateur = 97%).
    • Ej : besoins journaliers en électricité (en Wh/j).=134400Wh/j.
    -Notre système photovoltaïque est doté d’un onduleur d’un rendement de 92% et de tension en entrée de 48 Volts.
    CALCUL LA TAILLE DE BATTERIE
    • NOMBRE DES MODULES EN PARALLELE
    • NOMBRE DES MODULES EN SERIE

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    1. Petite question: rendement panneaux 19%, ok donc si un panneau a 300Wc alors il délivre en fait seulement 57W, non?

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