Que pouvez-vous alimenter avec un panneau solaire de 120 watts ?

Dans le guide d'aujourd'hui, nous adoptons une approche différente des panneaux solaires. Au lieu de commencer par les besoins en énergie et de calculer la taille du panneau, nous procédons à rebours. Nous examinerons ce que vous pouvez réellement alimenter avec un petit panneau solaire de 120 watts.

Reprenons le calcul dans l'autre sens. La raison est que vous n'avez peut-être que la place sur votre toit pour un seul petit système d'énergie solaire, ou que votre budget ne vous le permet pas. Ce facteur pourrait donc être déterminant. 

Spécifications des panneaux solaires

Pour cet exemple, nous avons sélectionné le panneau solaire Coulee de 120 watts et 12 volts. Les valeurs nominales des panneaux solaires sont données dans des conditions d'essai standard. La source lumineuse est calibrée pour fournir 1 000 watts par mètre carré de surface du panneau et la température ambiante est maintenue à 25 °C. Ce sont les conditions standard auxquelles tous les panneaux solaires sont évalués. On sait que la multiplication des volts par les ampères donne les watts. Ainsi, si l'on utilise la tension de fonctionnement maximale de 18,4 volts et que l'on multiplie ce résultat par le courant de fonctionnement maximal de 6,52 ampères, on obtient 120 watts.

Production d'électricité quotidienne

La puissance nominale du panneau solaire est basée sur une heure d'ensoleillement dans des conditions de test standard. Évidemment, l'ensoleillement varie au cours de la journée. Généralement, entre 8h et 9h, l'irradiation solaire est environ la moitié de celle de midi. Il est donc nécessaire d'examiner les données historiques des régions où nous vivons afin de déterminer le nombre moyen d'heures d'ensoleillement quotidien (heures de pointe) auquel nous pouvons nous attendre. Nous voyagerons principalement à Vancouver, au Canada. Si l'on examine ces données de puissance, on peut généralement s'attendre à un ensoleillement optimal. environ 3,1 heures d'ensoleillement maximalIl suffit de multiplier la puissance du panneau solaire de 120 watts par 3,1 pour obtenir 372 wattheures. C'est la quantité totale d'électricité que nous pouvons espérer produire en une journée.

Cependant, nous ne pourrons pas exploiter toute cette énergie en raison de pertes à prendre en compte. Il pourrait y avoir de la saleté à la surface de ce petit panneau solaire de 12 volts. Il y aura des chutes de tension sur les câbles reliant le panneau solaire au régulateur de charge. De plus, le régulateur présente des inefficacités lorsqu'il régule la puissance du panneau solaire pour charger les batteries. Si l'on prend en compte tous ces facteurs, on peut s'attendre à des résultats plus rapides. quelques pertes système d'environ 30%Dans cet exemple, si nous soustrayons notre puissance totale de 372 wattheures des pertes du système 30%, nous obtenons une valeur nette de 260 wattheures. C'est cette valeur qui nous permet de déterminer la puissance que nous pouvons alimenter dans notre fourgon.

Ce que nous pouvons alimenter

Nous savons maintenant combien nous pouvons produire en une journée, et concrètement ce que nous pouvons utiliser. J'ai pris quelques-uns de mes appareils, je les ai branchés au wattmètre et j'ai enregistré les relevés ici. On voit donc que je pourrais utiliser mon ordinateur portable, qui consomme 40 watts pendant trois heures, ce qui me donne un total de 120 watts-heures. Je peux alimenter des lumières LED pendant quelques heures, recharger mon iPhone, ma Kindle, mon iPad et d'autres appareils. Donc, si on additionne tout cela, on arrive à 263 watts-heures. On peut donc utiliser pas mal d'appareils pendant plusieurs heures par jour avec un panneau solaire Coulee de 120 watts et 12 volts. Évidemment, on n'utiliserait pas forcément tous ces appareils le même jour. Il y a donc une grande diversité. Et je pense que vous pouvez constater que cela démontre qu'il n'est pas nécessaire d'installer beaucoup d'énergie solaire sur votre van pour la rendre utilisable.

Dimensionnement de la batterie

En général, l'énergie produite par le panneau solaire ne peut pas être utilisée directement. Elle doit passer par des batteries auxiliaires équipées d'un régulateur de charge. Examinons donc le calcul de dimensionnement d'une batterie auxiliaire adaptée à ce petit panneau solaire Coulee de 120 watts. La batterie auxiliaire fonctionne sur un système 12 volts. Nous divisons donc notre puissance totale produite de 263 wattheures par 12 volts. Cela nous donne 21,92 ampères-heures, valeur que nous utiliserons pour dimensionner nos batteries. Les batteries au plomb n'aiment pas être complètement déchargées. Au mieux, vous ne voudrez pas aller plus loin que la décharge 50%. Il est vrai que les batteries AGM peuvent supporter une décharge jusqu'à 80%. Cependant, plus la décharge est profonde, moins le nombre de cycles moyens est élevé. Il est préférable de minimiser la profondeur de décharge pour prolonger considérablement la durée de vie de la batterie. Dans cet exemple, nous utilisons une profondeur de décharge de 50%. En divisant 21,92 ampères-heure par 50%, nous obtenons 43,84 ampères-heure. Comme nous ne pouvons utiliser que la moitié de la puissance de la batterie, celle-ci doit être deux fois plus grande.

Une autre chose à prendre en considération est la température ambiante qui La batterie va être stockée. La température ambiante affecte la puissance de la batterie. Dans ce tableau, on constate que 10 °C représentent un facteur multiplicateur de 1,11. En multipliant nos 43,84 ampères-heures par 1,11, on obtient 48,7 ampères-heures, soit la puissance requise par la batterie pendant une journée.

Supposons maintenant que nous n'ayons pas eu de soleil pendant quelques jours. Le ciel était très nuageux, le temps était mauvais et nous n'avons pas pu recharger la batterie. Nous voulons probablement quelques jours de L'autonomie de la batterie nous permettrait de passer un week-end sans énergie solaire. Nous avons simplement surdimensionné la batterie pour disposer de quelques jours de réserve. Multiplions donc les 48,7 ampères-heure par trois jours, ce qui donne une puissance totale de 146,1 ampères-heure. Une batterie (ou un groupe de batteries) de 150 ampères-heure suffirait donc pour ce seul panneau solaire de 120 watts. Nous pourrions alors utiliser un petit panneau solaire Coulee de 120 watts, une batterie 12 volts de 150 ampères-heure (ou deux batteries 12 volts de 75 ampères-heure) et un régulateur de charge, ce qui constituerait notre système solaire.

Angle d'inclinaison du panneau

Une dernière chose dont je veux discuter est l'angle d'inclinaison du panneau solaire. Un panneau solaire produit sa puissance maximale lorsqu'il est orienté directement vers le soleil, sa surface étant à 90 degrés de l'angle d'incidence des rayons du soleil. Si vos panneaux sont posés à plat sur le toit de votre camionnette, l'angle d'incidence par rapport au soleil sera différent. Ils ne seront pas à 90 degrés. Cet angle est directement lié à la latitude terrestre. Ici, à Vancouver, nous sommes généralement à 49 degrés de latitude nord. Idéalement, nos panneaux solaires doivent donc être inclinés à 49 degrés. Ainsi, les rayons du soleil en milieu de journée seront à 90 degrés de la surface du panneau. Cela a un impact considérable sur le rendement. Il faut également tenir compte de la période de l'année : en hiver, le soleil est beaucoup plus bas sur l'horizon et en été, il est très haut dans le ciel. Il faut donc ajuster légèrement l'angle d'inclinaison en fonction des saisons. En gros, en hiver, nous pouvons augmenter l'angle de 15 degrés comme le soleil est beaucoup plus bas sur l'horizon, nous devons incliner davantage le panneau pour qu'il soit à 90 degrés par rapport au soleil. Et en été, lorsque le soleil est directement au zénith, nous pouvons nous permettre de diminuer cet angle., et posez le panneau plus à plat pour obtenir cet angle de 90 degrés. En inclinant vos panneaux, vous pouvez espérer obtenir jusqu'à 30% de puissance de plus qu'en les laissant simplement à plat sur la surface de votre camionnette. 

Comme nous voyageons à Vancouver, au Canada, je vais concevoir un système pour installer mes panneaux solaires sur le toit de ma camionnette. Je vais les fixer avec une cornière et des entretoises en aluminium. Ensuite, je percerai une série de trous dans cette cornière, correspondant aux angles d'été, d'hiver, d'automne et de printemps. Ainsi, en temps normal, elle sera à 49 degrés, en été, je l'inclinerai à 34 degrés et en hiver, je l'inclinerai encore plus haut jusqu'à 64 degrés. Idéalement, je souhaite simplement optimiser l'utilisation des panneaux solaires. Évidemment, avec cette configuration, je ne les surélèverai pas si les conditions météorologiques sont mauvaises. Par contre, s'il fait beau, ensoleillé et calme, je les surélèverai et maximiserai la production d'énergie. 

Voilà, c'est tout. Nous espérons que cette vidéo vous a été utile. Si vous avez des questions, n'hésitez pas à nous contacter.

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