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Calcul de la puissance crête d'une installation photovoltaïque autonome



Traitons un exemple simple.

Soit un petit abri de jardin, situé aux alentours de Rennes, dont les équipements électriques sont constitués de 4 luminaires d’une puissance électrique de 80 W chacun. On souhaite mettre en œuvre une installation photovoltaïque autonome permettant d’alimenter le système d’éclairage.

Les modules photovoltaïques seront implantés sur la toiture de l’abri de jardin. La toiture est orienté 15°EST et incliné à 20°.

Calcul de EElec, Max

La consommation maximale de l’éclairage correspond au mois de décembre, période pendant laquelle les jours sont les plus courts. On estime que la durée d’éclairage est de 2 heures le matin et 6 heures le soir. Donc la consommation électrique, dans cette configuration, s’élève 4 × 80 × 8 = 2560 Wh/jour = 2.56 kWh/Jour. Ainsi : EElec, Max = 2.56 kWh/jour.

Calcul de Ei,Min

L’installation est située aux alentours de Rennes. Les données d’irradiation solaire, issue du site de l’INES, nous indique les chiffres suivants :



Données d'ensoleillement à Rennes selon l'INES
Données d’irradiation solaire à Rennes (inclinaison 20°, orientation : 15° Est), d’après le site de l'INES


On en conclut : Ei,Min = 0.93 kWh/m²/jour.

Calcul de PR

Comme les modules seront posés en surimposition, nous considérons que le champ photovoltaïque sera normalement ventilé. Ainsi, nous évaluons le ratio performance PR = 0.65, d'après le tableau suivant :
Modules très peu ventilés Modules peu ventilés Modules ventilés Modules bien ventilés
Ratio de performance PR 0.55 0.60 0.65 0.70
Valeur du Ratio de Performance PR d'une installation photovoltaïque autonome en fonction de la ventilation des modules => Plus de détails sur le ratio de performance PR

Calcul de la puissance crête nécessaire

Nous pouvons à présent appliquer la formule permettant de calculer la puissance crête de l’installation photovoltaïque :

Exemple d'application > Calcul de la puissance crête du champ photovoltaïque


Il faudra donc installer une puissance photovoltaïque d’au moins 4.23 kWc. Ce dimensionnement est valable à Rennes.

A titre indicatif, considérons que l’installation soit située à Toulon. Dans ce cas, l’irradiation solaire journalière a changé. Nous nous procurons donc les données sur le site de l’INES :

Données d'ensoleillement à Toulon selon l'INES
Données d’irradiation solaire à Toulon (inclinaison 20°, orientation : 15° Est), d’après le site de l'INES


On constate que l’irradiation journalière minimale est de 2.32 kWh/m²/jour (au lieu de 0.93 à Rennes).

Ainsi, le calcul de la puissance crête indique :

Exemple d'application > Calcul de la puissance crête du champ photovoltaïque


Il faudra donc installer une puissance photovoltaïque d’au moins 1.7 kWc, soit 2.5 fois moins de puissance qu’à Rennes.