Transcript Heure solaire

Le gisement solaire
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Installation photovoltaïque raccordée au réseau
(compétence électrique)
Version janvier 2011
Potentiel de l’énergie solaire
Bases : Conso mondiale 2007 = 19 000TWh
Production PV rendement 13% soit 130kWh/m².an
Surface installée dans
le monde (2007)
9 km
9 km
PV (compétence électrique) – Chap. 2 : Le gisement solaire
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Rayonnement solaire dans le monde
en kWh/m².an
Le soleil : source inépuisable
Inconnu
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Ensoleillement annuel en France
en kWh/m² par an sur une surface horizontale
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Gisement solaire
Nature du rayonnement
AM 0
AM 0
AM 1,5
AM 1
AM 1,5
Rayonnement absorbé par
l’atmosphère (O2, CO2, H2O…)
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Composants du rayonnement solaire
Rayonnement Global =
Rayonnement direct + Rayonnement diffus + Rayonnement réfléchi *
*( albédo x rayonnement total horizontal)
Diffusion par les molécules d’air,
Diffusion par aérosols
Rayonnement
direct
Rayonnement diffus
Rayonnement
du à l’albedo
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Rayonnement en fonction de la météo
Ciel couvert
Nuages épars, soleil
Rayonnement diffus principalement
Rayonnement direct principalement
Ensoleillement W/m2
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Station météorologique de Lyon
(rayonnement global horizontal)
 Un jour d’hiver ordinaire
75 % de diffus
Heure solaire (h)
Un beau jour d’été 
30% de diffus
Heure solaire (h)
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Le mouvement de la Terre autour du Soleil
 La terre tourne autour du soleil en décrivant une
ellipse de faible excentricité et de période :
365 jours et ¼
Terre2.exe
Hmax = hauteur du soleil à midi – φ = latitude du lieu
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Trajectoire annuelle et journalière du soleil
(hémisphère nord)
21 juin
Zénith
21 septembre
21 mars
21 décembre
O
N
4 h 00
S
8 h 33
6 h 20
E
Le soleil:
2-4 source inépuisable
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Masques Solaires
Trajectoire du soleil au Lamentin
15° = Latitude
du lieu
Élévation en degrés par
rapport au sol (horizontale)
Déclinaison
de 23°27’
52° = Hauteur
mini (sol) du
soleil le 22
décembre
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Masques Solaires
Élévation en degrés
Trajectoire du soleil au Raizet
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Masques Solaires
 Les étapes pour la détermination du masque d’une
installation solaire :
1. Repérage de la présence d’obstacles limitant l’ensoleillement
2. Identification de points clefs devant représenter la globalité
des obstacle (courbe enveloppe)
3. Mesure des angles (azimut et hauteur angulaire) de chacun de
ces points
4. Report des mesures dans le diagramme solaire correspondant
au lieu.
5. Estimation visuelle du risque de diminution des performances
de l’installation
6. Report des mesures dans un logiciel de dimensionnement
(éventuellement)
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Masques Solaires
 Étape N° 1 : Repérage de la présence d’obstacles limitant
l’ensoleillement
Azimut /SUD en degré
NB : doit se faire en se mettant à l’endroit le plus défavorable pour le capteur
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Masques Solaires
 Étape N° 2 : Identification de points clefs devant représenter la
globalité des obstacles (courbe enveloppe)
Azimut /SUD en degré
Points clefs
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Masques Solaires
 Étape N° 3 : Mesure des angles (azimut et hauteur angulaire)
de chacun de ces points
SU
D
SUD EST
19
°
Azimut /SUD en degré
SUD OUEST
EST
20°
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Masques Solaires
 Étape N° 3 : Mesure des angles (azimut et hauteur angulaire)
de chacun de ces points
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Masques Solaires
 Étape N° 3 : Mesure des angles (azimut et hauteur angulaire)
de chacun de ces points - Outils de relevé d’angles des points
caractéristiques du masque
Boussoles avec clinomètre
Indicateur de trajectoire du soleil
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Masques Solaires
 Étape N° 4 : Report des mesures dans le diagramme solaire
correspondant au lieu
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Masques Solaires
 Étape N° 4 : Report des mesures dans le diagramme solaire
correspondant au lieu
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Disponibilité de l’énergie solaire
 Rayonnement solaire extrêmement variable suivant :





Latitude du site
La saison
Les conditions météos (nébulosité, poussières, humidité, …)
L’heure de la journée (angle/azimut du soleil)
Etc.…
Toutefois d’une année sur l’autre le rayonnement solaire reçu
reste sensiblement constant
PV (compétence électrique) – Chap. 2 : Le gisement solaire
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Variation de l’énergie solaire reçue en fonction
de la saison et pour différentes inclinaisons
1000
900
800
700
600
35°
20°
0°
500
400
300
200
100
(Latitude Martinique/Guadeloupe)
m
br
e
éc
e
D
m
br
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ct
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M
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s
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ie
r
Fé
Ja
nv
ie
r
0
L’énergie récupérée par un capteur plan sera maximum s’il est orienté perpendiculairement au
rayonnement direct
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Les variables du rayonnement solaire
Irradiation fonction de l’inclinaison & orientation
Ensoleillement
maximal au
Lamentin :
~1900kWh/m²
par an
(Orientation
Sud ;
inclinaison 18°)
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Les variables du rayonnement solaire
Irradiation fonction de l’inclinaison & orientation
Ensoleillement
maximal au
Raizet :
~2200kWh/m²
par an
(Orientation
Sud ;
inclinaison 22°)
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Les variables du rayonnement solaire
Irradiation fonction de l’inclinaison & orientation

Ci-dessous les facteurs de corrections du gisement solaire (par rapport à une inclinaison de 18° et
orientation Sud) selon une inclinaison et une orientation donnée (Latitude du Lamentin Martinique)
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Les variables du rayonnement solaire
Les bases de données d’ensoleillement
Les mesures

Pyranomètres, solarimètres, stations météorologiques
 Mesures satellites
 Les mesures dépendent des outils et de leur calibrage
Les bases de données existantes

Il existe de nombreuses bases de données d’ensoleillement (Meteonorm,
Meteostat, PVGIS, Nasa…) n’affichant pas toutes les mêmes résultats.
 Plusieurs outils de calcul des effets de l’orientation et de l’inclinaison sont
disponibles sur le web, auprès des fournisseurs, ou dans des logiciels
spécifiques.
 Attention: toujours considérer une marge d’incertitude
PV (compétence électrique) – Chap. 2 : Le gisement solaire
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Les points à retenir
 La quantité d’énergie solaire annuelle reçue au sol en Martinique est d’environ 1900
kWh/m²/an , ainsi que sur un plan de capteurs solaires orienté au Sud et incliné à 18° (valeur
maximale hors ombres portées par la végétation, les collines environnantes, autres
obstacles…).
 La puissance solaire instantanée, varie en Martinique (idem dans le monde) selon
l’inclinaison et l’orientation de 0W/m² à 1000W/m² (parfois plus dans certaines conditions).
 Les 3 composantes du rayonnement solaire : direct, diffus, albédo. Le rayonnement direct est
le plus important d’où nécessité d’installer les capteurs solaires dans un endroit sans ombres
portées par la végétation ou autre obstacle.
 L’inclinaison et l’orientation ont une influence sur l’énergie solaire reçue dans le plan des
capteurs solaires : se référer au disque solaire
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