1. Bases de l'électricité solaire

Introduction

Savoir comment relier l'énergie et la puissance est un concept très important, mais il est également important d'avoir une compréhension plus approfondie de l'électricité. Cette section passera en revue la composition de l'électricité ainsi que les différentes formes d'application.

Courant, tension et watts

Le courant, la tension et les watts sont tous liés à l'électricité. Le courant est mesuré en ampères. Vous pouvez imaginer le courant comme la quantité d'électrons. La tension est mesurée et les volts. Vous pouvez imaginer que la tension est la quantité de pression poussant ces électrons. Plus d'électrons ou plus d'électrons poussant la pression signifie plus d'énergie, tout comme plus de masse ou plus de vitesse pour un objet signifie plus d'énergie.

Tout comme vous aurez besoin de masse et de vitesse pour calculer la puissance ou l'énergie d'un objet, il en va de même pour le courant et la tension. Il ne suffit pas d'en avoir un. La puissance est une mesure de puissance dans un système électrique et est composée d'ampères x volts. Le watt-heure est une mesure de l'énergie dans un système électrique et est composé d'ampères x volts x temps.

Courant alternatif et continu

Par défaut, l'électricité voyagera dans une direction, appelée courant continu ou CC. Dans un circuit à courant continu, les électrons circulent en continu dans une direction depuis la source d'alimentation à travers un conducteur jusqu'à une charge et reviennent à la source d'alimentation. A l'origine l'électricité voyageait par ces moyens. Le problème est que le courant continu n'est pas durable car il est difficile de transférer de l'électricité sur de grandes différences sans perte de puissance en raison du faible niveau de tension.

Finalement, le courant alternatif ou AC a été découvert. Un générateur de courant alternatif fait circuler les électrons d'abord dans un sens puis dans un autre. En fait, un générateur de courant alternatif inverse les polarités de ses bornes plusieurs fois par seconde, ce qui fait que le courant change de sens à chaque inversion. Le courant alternatif peut créer un niveau de tension plus élevé selon la façon dont vous l'utilisez. Cela offre aux entreprises de services publics l'avantage de transférer de l'électricité sur des centaines de kilomètres avec peu de pertes en utilisant parfois plus d'un million de volts, car la tension se déplace plus facilement que le courant. Finalement, lorsque le courant revient dans votre maison, il est émis à 100-120VAC, ou parfois 200-240VAC. Pour cette raison, la plupart des appareils électroménagers sont en courant alternatif, et lorsque vous lisez la fiche technique, vous verrez la tension dans ces plages.

Maintenant que vous connaissez les différences générales, il est important de comprendre la différence de puissance en courant continu (DC) et en courant alternatif (AC). En ignorant les pertes d'efficacité de l'un ou l'autre, la puissance devrait rester relativement constante dans les deux. Par exemple, nous pouvons prendre un téléviseur de 200 W et le regarder en termes de courant continu (12 V) ou de courant alternatif (110 V). En termes de courant continu, le téléviseur produirait 200 W/12 V u003d 16,6 ampères. En termes de courant alternatif, le téléviseur produirait 200 W/110 V u003d 1,8 A. Bien que les valeurs d'ampérage et de tension diffèrent, la puissance globale est la même, de sorte que le taux de consommation d'énergie, sans compter les pertes d'efficacité, serait le même.

2. Que sont les modules solaires ?

Introduction

Les panneaux solaires au sens de base fonctionnent en convertissant la lumière du soleil disponible en électricité utilisable. La façon dont nous définissons cette puissance est en watts. Les watts sont composés d'ampères et de volts. Différents panneaux ont des valeurs nominales différentes pour les ampères et les volts, et il est utile de comprendre ce que ces chiffres signifient lorsque vous examinez un système. Vous pouvez imaginer les ampères comme la quantité d'électrons et la tension comme la quantité de pression poussant ces électrons.

Équation : Watts u003d Volts x Ampères

Composants

Un panneau solaire est composé de différents composants comme le montre le modèle ci-dessous. Tous les panneaux n'auront pas ces composants spécifiques à des endroits spécifiques, mais généralement nos panneaux en ont.

Cellule photovoltaïque: Les cellules solaires sont visibles à l'avant du panneau solaire. Leur couleur et leur apparence varient en fonction du type de cellule. Le type de cellule définit généralement de quel type de panneau il s'agit, par exemple monocristallin, polycristallin, amorphe, etc.

Cadre: La plupart des panneaux Higon Solar ont un cadre en aluminium, mais selon le type de panneau, le type de cadre peut varier.

Boîte de dérivation: La boîte de jonction est généralement située à l'arrière du panneau. Il contient des diodes de dérivation pour aider à la perte de puissance due à l'ombrage. Il sert également de connexion et de support pour les fils du panneau.

Câble photovoltaïque : Nos panneaux solaires Higon sont livrés avec un fil PV standard résistant aux intempéries et isolé (tant qu'il n'y a pas de câble en cuivre exposé).

Connecteur MC4 : Au bout du fil PV se trouve un connecteur MC4. Ce connecteur MC4 est standard dans l'industrie photovoltaïque, est résistant aux intempéries et sert de point de connexion à notre autre câble MC4, tel qu'un kit adaptateur.

Monocristallin vs polycristallin

Les panneaux solaires monocristallins ont une efficacité légèrement supérieure à celle des panneaux polycristallins car chacun utilise une technique de fabrication différente. Une cellule monocristalline consiste en un lingot monocristallin, tandis qu'une cellule polycristalline consiste en une croissance contenant plusieurs structures cristallines. Les deux types de cellules sont fabriqués à partir de lingots de silicium,mais l'exigence de pureté du silicium est plus élevée sur une base monocristalline. Par conséquent, les panneaux monocristallins sont plus efficaces et donc plus chers. En utilisant une seule cellule, le silicium à base monocristalline permet à l'électron une plus grande liberté de mouvement, donc moins d'énergie est perdue et une plus grande efficacité est créée. La plupart des cellules monocristallines culminent à 22 % d'efficacité, tandis que la plupart des cellules polycristallines culminent à 18 % d'efficacité. Les cellules monocristallines sont d'un bleu foncé presque noir et les cellules polycristallines sont bleues.

Heures de pointe solaire et irradiance

Il est important d'utiliser les heures de pointe avec la puissance de votre système pour calculer le nombre de wattheures que votre système produit en une journée. Vous pouvez afficher les heures de pointe d'ensoleillement comme une moyenne, car il ne suffit pas de baser l'alimentation sur les heures de lumière du jour pendant la journée. La raison en est que la lumière du soleil le matin et le soir ne produira pas autant de rayonnement que le soleil à midi. Pour calculer les heures de pointe de chaque état, le rayonnement est moyenné en fonction des hauts et des bas ainsi que d'autres facteurs tels que ce qui est mélangé dans l'atmosphère.

Comme vous pouvez le voir sur les données recueillies en dessous de mmodèle, le niveau d'éclairement énergétique ou W/m2 varie tout au long de la journée. La production des panneaux est directement liée au W/m2 à ce moment donné. La plupart des panneaux solaires sont évalués à 1000 W/m2. Si le niveau d'irradiance est disons de 500 W/m2, comme c'est le cas à 8h du matin sur le graphique, alors vous devriez vous attendre à la moitié de la puissance (50%). De ce fait, les heures de pointe solaire de votre état ne correspondent pas à la durée du soleil, mais à une moyenne des minimums et des maximums afin qu'il puisse s'agir d'un nombre fiable dans le calcul de la production d'énergie.

3. Énergie et puissance

Introduction

L'énergie et la puissance sont l'un des concepts les plus importants à comprendre lors du dimensionnement d'un système ou de la production de votre panneau. Vous trouverez ci-dessous une description de chacun ainsi que quelques exemples.

Pouvoir

La puissance est définie comme le rythme de travail. Il vous indique essentiellement à quelle vitesse vous pouvez produire de l'énergie. La puissance prend différentes formes, mais lorsqu'il s'agit d'électricité ou de solaire, vous définirez la puissance comme un watt. Comme indiqué précédemment, Watts u003d Volts x Ampères. Multiplier la tension du panneau par l'ampérage vous donnera une valeur de puissance. Ceci est également vrai pour un appareil. Vous pouvez également penser au pouvoir en termes de combien d'argent vous gagnez par heure à un travail, c'est-à-dire. 8$/heure.

Énergie

L'énergie est la capacité de faire un travail. Il vous indique essentiellement la quantité de travail qui peut être effectuée. L'énergie peut prendre différentes formes, mais lorsqu'il s'agit d'électricité ou de solaire, vous définirez l'énergie en wattheures. Wattheures u003d Watts x Heures. Multiplier la puissance d'un appareil par la durée de son fonctionnement vous donnera sa valeur énergétique. Multiplier la puissance d'un panneau par les heures solaires maximales vous donnera sa valeur énergétique. Vous pouvez également penser à l'énergie en termes de salaire, si vous gagnez 8 $/heure et travaillez 5 heures, vous avez 8 $ x 5 heures u003d 40 $.

L'énergie dans les panneaux

Pour les panneaux solaires, l'énergie produite dépend de la quantité de soleil que vous obtenez dans votre région. Les heures d'ensoleillement varient d'un pays à l'autre, mais il est important d'avoir une idée des heures d'ensoleillement maximales de votre état. Par exemple, regardons un panneau de 500 W en Allemagne par rapport à la Thaïlande. En utilisant la faible valeur de 4 heures de pointe de l'Allemagne et la faible valeur de 6 heures de pointe de la Thaïlande, nous pouvons calculer l'énergie ou les wattheures produits par le panneau. Pour l'Allemagne 500 Watts x 4 Heures u003d 2000 Watt Heures. Pour la Thaïlande, 500 watts x 6 heures u003d 3 000 wattheures. Comme vous pouvez le voir, l'emplacement de l'état a un impact sur la production d'énergie, dans ce cas de 1000 Wattheures.

L'énergie dans les appareils

Pour les appareils électroménagers, l'énergie produite dépend de la valeur en watts de l'appareil ainsi que des heures de fonctionnement. Il est très important que vous ayez la puissance en watts, pas seulement la tension ou l'ampérage, car ce ne sont pas des valeurs de puissance complètes. Pour les appareils, vous pouvez prendre la tension et la multiplier par l'ampérage. Par exemple, un réfrigérateur de 6 ampères à 220 V sera de 6 ampères x 220 volts u003d 1320 watts.

Prenons deux ventilateurs de 35 watts. L'un nous courrons pendant 2 heures et l'autre pendant 5 heures. Le premier ventilateur consomme 35 Watts x 2 Heures u003d 70 Watt Heures et le deuxième ventilateur consomme 35 Watts x 5 Heures u003d 175 Watt Heures. Comme vous pouvez le voir, étant donné le même ventilateur, le second consomme plus d'énergie car il fonctionne plus longtemps.

L'énergie dans les batteries

Nous pouvons également relier l'énergie à nos batteries. Souvent, on nous dit qu'un client a une batterie 12V ou 6V. D'après ce que vous avez vu précédemment, ce n'est pas une forme d'énergie complète, donc il ne suffit pas d'avoir cette information pour déterminer combien vos batteries peuvent stocker. Nous devons trouver la valeur Watt-Heures. Heureusement, la plupart des batteries sont évaluées selon un terme appelé Amp-Hours. Bien que cela comporte des heures, ce n'est toujours pas de l'énergie. Pour obtenir les Watt-Heures, il faut multiplier les Ampères-Heures par les Volts.

Ampères-heures x Volts u003d Watt-heures

Par exemple, disons que nous avons deux batteries, une 6V et une 12V. La batterie 6V est évaluée à 100 ampères-heures et la batterie 12V est évaluée à 75 AH. L'énergie de la première batterie est de 6Vx100Amp-Heures u003d 600 Watt-heures. L'énergie de la deuxième batterie est de 12 V x 75 AH u003d 900 Ampères-heures. Comme vous pouvez le voir, même si la première batterie a plus d'ampères-heures, elle n'a pas plus d'énergie ni de stockage.

4. Connexions série, parallèle et série-parallèle

Lors de la connexion de panneaux solaires dans un système, la manière dont ils sont connectés joue un rôle important dans la quantité de tension ou d'ampères envoyée par les panneaux à des fins de charge et d'énergie. Les trois principales façons de connecter des panneaux solaires les uns aux autres sont de les connecter en série, en parallèle et en série-parallèle.

Connexion en série

Lorsque vous connectez des panneaux en série, vous connectez le fil positif d'un panneau au fil négatif du panneau suivant, et ainsi de suite. Les valeurs de tension de chaque panneau sont additionnées, et les valeurs d'ampérage ne sont pas additionnées et restent les mêmes quel que soit le nombre de panneaux solaires que vous connectez en série.

Connexion parallèleion

Lorsque vous connectez des panneaux en parallèle, vous connectez le fil positif ou négatif d'un panneau au fil positif ou négatif du panneau suivant, et ainsi de suite. Dans les connexions parallèles, vous connectez les fils avec le même signe entre les panneaux. Vous auriez également probablement besoin de connecteurs de dérivation pour terminer les connexions parallèles des fils du panneau solaire. Lors de la connexion de panneaux en parallèle, les valeurs de tension ne s'additionnent pas et restent les mêmes quel que soit le nombre de panneaux connectés en parallèle, et les valeurs d'ampérage de chaque panneau s'additionnent.

Connexion série-parallèle

Lors de la connexion de panneaux en série-parallèle, les panneaux sont câblés ensemble en série pour former des chaînes de panneaux. Après cela, les chaînes de panneaux connectés en série sont connectées les unes aux autres en parallèle. Cela se traduit par l'addition de la tension de chaque panneau et en laissant la valeur d'ampérage des panneaux la même dans la chaîne de panneaux connectée, mais en additionnant également les valeurs d'ampérage de chaque chaîne de panneau après avoir connecté chaque chaîne en parallèle. Le nombre de fois que les valeurs d'ampérage des chaînes seraient ajoutées dépendrait du nombre de chaînes de panneau connectées en parallèle.