Vérification d'un calcul de système Photovoltaïque

[invite28a78d3b]

Bonjour

J'ai effectué un calcul de dimensionnement (à l'envers) consistant à partir de l'énergie produite pour évaluer la consommation.

En effet je pars des acquis de 6 panneaux(en parallèle) de 15Wc, 12V ce qui donne 90Wc(=Pc) à produire.

Avec cette puissance, la question est :
"Quelle capacité optimale de batterie est utilisable pour cette production?
Cette batterie pourrait alimenter combien de lampes (LED par exemple) avec une autonomie de 3 jour (par exemple)? "

Voici la réponse que j'ai pu trouver :

Pour une utilisation en Afrique saharienne, j'ai pris une irradiation moyenne(Ir) de 5.4 KWh/m².jour et le coefficient de perte (k) de 0,65.
J'en déduis alors la consommation journalière
Ej = 90*.65*5.4 = 315, 90 Wh/jour

Mon interprétation du résultat est que ces 315,90Wh/jour serait ce que ce panneau produirait lorsqu'il serait utilisé dans la région ayant cette irradiation. Le coefficient k n'étant qu'une sécurité pour un dimensionnent réaliste, je pense. C'est donc là mon doute!

Puis à partir de cette énergie produite je détermine pour la batterie(pour une profondeur de décharge de 0.5):
Qb =(315,90*3)/(0.5*12) = 157, 95 Ah

Ainsi si j'utilise des lampes de 12V, 7W j'ai courant ~ de 0.583A. D'où pour 9 lampes (par exemple), un courant de 5.25A. Je me dis que ces lampes peuvent fonctionner pendant 30h, soit 10h en 3jour.

Quelqu'un peut-il critiquer mon calcul?

Merci pour disponibilité.
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[vincent66]

Bonsoir
Les calculs me semblent assez corrects mais on tient en général le raisonnement inverse :
- On fait un maximum d'économies
- On calcule alors la quantité d'énergie nécessaire par jour
- On majore pour augmenter l'autonomie-
- On dimensionne alors la batterie et les panneaux nécessaires...

Un coefficient de 0,65 comme part de l'énergie potentiellement disponible me semble un peu trop optimiste... les données de puissance crête fournies par les fabricants de panneaux sont mesurées en laboratoire avec une irradiation de 1000W/m2 perpendiculaire, alors qu'en réalité la part d'énergie captée est directement proportionnelle au sinus de l'angle d'incidence.
Avec les valeurs d'irradiation citées, il ne sera pas superflu de prevoir une ventilation..!
Vincent

[invite28a78d3b]

Merci Vincent

Je pense que c'est nécessaire de préciser quelques détails. Vous affirmez qu'

On fait un maximum d'économies
- On calcule alors la quantité d'énergie nécessaire par jour
- On majore pour augmenter l'autonomie-
- On dimensionne alors la batterie et les panneaux nécessaires...

La particularité du problème que je pose est que les panneaux sont déjà obtenus et disponibles. Donc ils vont pouvoir produire du courant quelque soit la région du monde. C'est juste que la valeur de ce courant dependra de l'ensoleimment du lieu d'utilisation(Votre forum a énéormernt contribué à me faire comprendre cela...)

Ma question pour vous est donc : Comment calculer la quantité d'énergie selon votre analyse? Dans notre cas l'économie à faire est de nous procurer des lampes basses consommations des LEDs par exemple au lieu même des fluos. C'est ce que vous voulez dire par "faire le maximum d'économie"?Quel coefficient de majoration est utilisé habituellement? (Auriez vous une référence sur les calculs de dimensionnement). J'insiste sur le fait que nous n'avons pas à dimensionner des panneaux. Ils sont déjà là. Juste la batterie et le nombre de récepteurs...

J'apprécie énormément votre contribution. C'était effectivement le genre de réponse que j'attendais: à savoir que le calcul tient ou pas. La valeur 0.65 est pourtant ce qui est conseillée pour le calcul de la taille des modules. Maintenant on peut prendre le cas le plus défavorable de k €[0.5,0.7], soit 0.5 au lieu de la valeur moyenne 0.65. Sur cette valeur je suis confiant!

Si quelqu'un d'autre à une remarque sur la validité de mon calcul, je suis ouvert à toute suggestion.

Mes gratitudes à tous.

[vincent66]

Bonjour
Je n'avais pas immédiatement compris que les panneaux sont déjà là...
Les calculs de quantité d'énergie produisible par jour sont corrects, hormis ce coefficient de 0,65 qu'il vaudrait mieux réduire à 0,5. J'avais vu il y a un temps un site permettant de calculer ceci mais il n'a jamais bien fonctionné..!
Pour dimensionner l'accu, on considère en général une décharge maximale de 20% sauf pour certains accus supportant une décharge profonde...
Ainsi pour une quantité de 250Wh captés il faudrait 250/12 x 5 = 104,2 Ah minimum, une 125 Ah irait très bien. Pour une autonomie de 3 jours on aurait alors 250/3 = 83,3 Wh par jour, soit une ampoule éco de 7W 12h par jour.
Le maximum d'économies peut être en plus de l'éclairage fait sur tous les appareils : frigo, télé, ordino, etc... faire de la chaleur (machine à laver p. ex.) est à proscrire.
Cordialement !
Vincent

[A voir en vidéo sur Futura]

[invite28a78d3b]

J'admets votre point de vue dans le sens qu'il vaut mieux se placer dans les conditions les plus défavorables. Je reviendrai sur mes calculs avec la valeur 0,5.

Je pense que vous adoptez un raisonnement diffèrent pour le dimensionnement de la batterie et le détermination du nombre de récepteur + durée d'utilisation.

Si j'utilise mon raisonnement votre exemple de 250 Wh(20% de décharge) nécessiterais une batterie de 315 Ah capable d'alimenter une lampe de 7W, 12V pendant 3 jours en raison de 7h26min/jour. On a quand même des résultats différents sur cette hypothèse, non? Quel est votre avis là-dessus.

Merci de votre disponibilité pour ces échanges.

[vincent66]

J'en reste à mon calcul :
250Wh représentent en moyenne 250/12=20,83Ah qui sont le 20% de 104,16Ah... rendement non compris.
Vincent

[invite897678a3]

Bonjourà tous,

J'ai du mal à suivre votre raisonnement:

Si j'utilise mon raisonnement votre exemple de 250 Wh(20% de décharge) nécessiterais une batterie de 315 Ah

Si la capacité de votre batterie est de 315 Ah, et que vous lui prélevez une énergie de 250Wh, alors vous aurez déchargé votre batterie, non pas de 20%, mais à 80%
Prévoir alors un budget pour son remplacement

Vous me faites peur!

[vincent66]

Hum pas vraiment.
Ne pas confondre Wh et Ah..!
250/12 = 20.8 Ah ; 20.8/315 = 0.066
Soit 6.6% de décharge...
Amitiés
Vincent

[invite897678a3]

Bonjour,

Oups!

J’avais écrit que j’avais du mal à suivre le raisonnement de Jrosenzw, mais sans vraiment voir qu’il évoquait d’une part une consommation énergétique de 250 Wh (soit 20,8 Ah pour une tension de 12 volts) et d’autre part une batterie de capacité 315 Ah.
Désolé de ce manque de rigueur, et merci à Vincent66 de m’avoir ouvert les yeux (le rendez-vous avec l’ophtalmologiste est pris).

D’autant plus que, d’après message #1, la valeur « 315 » n’est pas la capacité de la batterie, mais la quantité d’énergie (en Wh) récupérable chaque jour par un panneau solaire de 90 Wc installé en Afrique saharienne.
315 Wh / 12 volts = 26 Ah environ

Bref, que l’énergie récupérable chaque jour soit de 250 on 315 Wh ne change rien au problème (20,8 ou 26 Ah), et je suis maintenant en accord avec vous quand vous dites qu'une batterie de capacité 125 Ah irait très bien, avec une profondeur de décharge de 20%.

Pour fixer les idées de Jjrosenzw, admettons que la batterie (tension 13 volts) reçoive chaque jour un apport énergétique de 20 Ah d’origine solaire.
Le soir venu, elle pourra restituer tout ou partie de cette énergie, mais l’intensité du courant demandé, donc la puissance appelée, conditionnera la durée d’utilisation, par exemple:
Intensité _ Puissance _ Durée
1 A …………..13 W ……..….20 h
2 A …………..26 W …..…….10 h
4 A …………..52 W ……..……5 h
20 A ……....260 W ….………1 h

En espérant que ces quelques lignes vous donneront un ordre de grandeur de la consommation des lampes et appareils susceptibles d'être alimentés par la batterie.

[vincent66]

Je me réjouis que des mesures faites sur place confirment ou infirment nos beaux calculs..!?
Bonne continuation et courage !
Vincent

[invite28a78d3b]

Ok!

Le principal est que c'est tout ça.

Merci à tous.

[vincent66]

Bonjour
En sirotant mon café ce matin, et réfléchissant à ce sujet j'ai constaté que :
Horreur, il y a une énorme erreur de calcul concernant le calcul de la quantité d'énergie captable..!
Les calculs pour dimensionner la batterie d'accus sont corrects mais...
Pour calculer l'énergie captée je passerais par deux méthodes :
- 5.4KWh/m2 avec un rendement de 10% donnent 540Wh/m2, à multiplier par la surface de panneaux.
- 90W peak à pondérer par un coefficient de 0.5 12h/jour, soit 45x12 = 540Wh/jour ...
Il faudrait connaître la surface de panneaux pour établir une corrélation entre les deux, mais je crois qu'on peut assurément partir sur la base de 500Wh/jour, donc au mois doubler la capacité de batteries précédemment calculée...
Encore mes excuses et...
Amitiés !
Vincent

[invite897678a3]

Bonjour,

...Horreur, il y a une énorme ....

Non, pas du tout! (ou du moins: je ne vois pas ... encore ...
car le rendez-vous chez l'ophtalmo n'est qu'au mois de décembre

Je vous trouve bien optimiste:

90W peak à pondérer par un coefficient de 0.5 12h/jour, soit 45x12 = 540Wh/jour.......
mais je crois qu'on peut assurément partir sur la base de 500Wh/jour

Si vous le voulez bien, je préfère en rester aux 315 Wh récupérables par jour au moyen des panneaux de Jrosenzw, qui me semble bien informé.

En effet, j'avais recherché l'origine de:

Pour une utilisation en Afrique saharienne, j'ai pris une irradiation moyenne(Ir) de 5.4 KWh/m².jour et le coefficient de perte (k) de 0,65.
J'en déduis alors la consommation journalière [je préfère appeler cela: << production journallière>>]
Ej = 90*.65*5.4 = 315, 90 Wh/jour

Et je suis tout à fait en accord avec une telle valeur.
Voici un petit calculateur accessible grâce à ce lien (choisir Afrique sur la liste située à droite de la page principale, puis le pays)

Par exemple, au Sénégal, en janvier, l’irradiation solaire serait de 5440 Wh/m²/jour, et un ensemble de panneaux de 900 Wc (la feuille de calcul ne fonctionne pas avec 90 Wc, mais il suffit de diviser…) produirait ainsi 109 kWh au cours du mois de janvier.

C’est-à-dire, pour un panneau de 90 Wc, 10 fois moins, soit 10,9 kWh.

En divisant par 31 jours :
10 900 / 31 = 351 Wh récupérables par jour.

De même, en décembre nous trouverons 325 Wh par jour.

C’est pourquoi la valeur de 315 Wh, proposée au message # 1, me paraît réaliste, ainsi que vos précédents calculs.


Cordialement

[vincent66]

Hum
Le principe du calcul me semble étrange : des Watts multipliés par des Wattheures par jour donnent dans les dimensions des Watts au carré x heures par jour..?!
J'ai en effet peut-être été trop optimiste, ce que j'ai calculé est tellement énorme par rapport à ce que j'ai pu mesurer sous nos latitudes... on m'avait proposé un job en Mauritanie, j'aurais dû accepter.
Bonne journée !
Vincent