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Orientation des modules PV dans une installation photovoltaïque autonome

En France, et plus généralement dans l’hémisphère nord, l’orientation plein sud est la meilleure orientation possible pour un champ photovoltaïque. En effet, elle permettra de capter un maximum de rayonnement solaire tout-au-long d’une journée.



L'orientation Sud est la plus exposée au rayonnement solaire
L'orientation Sud est la plus exposée au rayonnement solaire


Si on a un choix à faire entre les 2 orientations Est ou Ouest, théoriquement cela revient au même, mais il convient tout de même de porter un regard sur les besoins. En effet, si les besoins sont très marqués l’après-midi, on orientera le champ photovoltaïque plutôt à l’Ouest. De même, si la consommation est plus importante le matin, on l'orientera plutôt à l'Est.

Différence entre irradiation et éclairement


=> Irradiation
L’irradiation solaire représente une énergie. L’irradiation solaire reçue par un objet dépend de son exposition. Une surface horizontale ne recevra pas la même quantité d’énergie solaire qu’une surface verticale. Ainsi, il convient de toujours précisé la configuration du récepteur lorsqu’on parle d’irradiation reçue.

Dans ce cours, nous notons Ei l’irradiation. Elle s’exprime en kWh ou en kWh/m², en kWh/m²/an ou en kWh/m²/jour.

En France, la valeur moyenne de l’irradiation reçue par une surface orientée et inclinée de façon optimale est environ de 1500 kWh/m²/an.

=> L’éclairement
L’éclairement représente une puissance. Dans ce cours, nous la notons Pi.

Une puissance est une quantité d’énergie par unité de temps. Elle s’exprime en W qui est équivalent à J/s (joule par seconde). Le joule est une unité d’énergie tout comme l’unité kWh (1 kWh=3600 kJ). 1 W correspond donc à 1 joule d’énergie fournie pendant 1 seconde.

L’éclairement direct provenant du soleil varie de 0 à 1000 W/m² au cours de la journée (au sol), ainsi qu’illustré sur la figure suivante :

Variation de l’éclairement au cours d’une journée type
Variation de l’éclairement au cours d’une journée type


Concrètement, si une surface d’un m² reçoit 1000 W de puissance radiative pendant 1 heure, alors l’énergie radiative reçue est de 1000 Wh soit 1 kWh. Si cette même surface reçoit 800 W de puissance radiative pendant 1 heure, alors l’énergie radiative reçue est de 800 Wh soit 0.8 kWh. Ainsi, en ajoutant l’énergie radiative reçue par la surface d’un m² tout au long de l’année, on obtient l’irradiation annuelle moyenne de l’ordre 1500 kWh/m²/an.