Applications Photovoltaïques et Rayonnement Solaire Global

Applications des Systèmes Solaires Photovoltaïques

Il existe un certain nombre d'appareils électriques qui peuvent être alimentés par des dispositifs photovoltaïques, lesquels peuvent être classés en deux groupes :

Applications en Site Isolé (Hors Réseau)

Ce sont des installations autonomes où la production d'électricité est utilisée pour la consommation propre. Dans cette catégorie, on trouve :

• Applications spatiales
• Électrification rurale avec systèmes individuels
• Éclairage photovoltaïque autonome
• Pompage de l'eau
• Téléphonie et télécommunications
• Systèmes de protection cathodique

Pompage de l'Eau Photovoltaïque

Le pompage de l'eau est l'une des principales applications de l'énergie photovoltaïque. Son principal avantage est qu'il ne nécessite pas de batteries, car l'énergie solaire est directement transformée en énergie mécanique pour le pompage, augmentant ainsi le potentiel hydrique. Ces systèmes sont fiables, d'où leur large déploiement (plusieurs milliers à travers le monde). Le générateur de puissance est généralement compris entre 1 et 10 kWc, avec une gamme d'application entre 500 et 4 000 m³/jour.

Applications Connectées au Réseau

L'électricité est produite pendant les heures d'ensoleillement et est injectée dans le réseau. Cela peut inclure :

• Systèmes au sol (centrales solaires)
• Installations intégrées aux bâtiments
• Autres applications

Installations Intégrées aux Bâtiments (BIPV)

La technologie est modulaire, il est possible d'adapter les panneaux à différentes structures de support, y compris les bâtiments, de sorte que la conception de l'installation est souvent déterminée par le bâtiment lui-même. Ce type d'installation est particulièrement développé dans des pays comme l'Allemagne et le Japon, ce dernier abritant la plus grande installation intégrée à un bâtiment, construite à l'usine Sharp, avec 5,21 MWc installés. L'avantage de ces installations est qu'elles n'occupent pas d'espace ayant une autre utilité, y compris dans des zones densément peuplées, une possibilité que seule l'énergie photovoltaïque offre, contrairement à d'autres énergies renouvelables qui nécessitent de grands espaces ouverts pour l'installation. Si l'installation est prévue dès la conception de l'immeuble, il est possible de l'intégrer complètement, lui donnant potentiellement d'autres fonctions comme un auvent ou un éclairage de patio intérieur.

Autres Applications Connectées au Réseau

Installations sur les obstacles sonores le long des routes ou des chemins de fer, voies de garage.

Concept du Rayonnement Global et ses Composantes

Le rayonnement qui atteint l'extérieur de l'atmosphère, appelé rayonnement extra-atmosphérique, est constant. Cependant, en traversant l'atmosphère, il interagit avec ses composants, subissant des phénomènes de réflexion, de diffusion et d'absorption.

Pour cette raison, le rayonnement qui arrive au sol a moins de puissance. S'y ajoute une composante appelée rayonnement diffus, qui provient du reste de la sphère céleste (ciel).

Le générateur photovoltaïque capte, en plus de ces deux éléments (rayonnement direct et diffus), le rayonnement réfléchi par le sol, connu sous le nom de rayonnement albédo.

Le rayonnement global est obtenu en additionnant ces trois composantes : directe (B), diffuse (D) et albédo (R).

Il existe des instruments de mesure du rayonnement global, appelés pyranomètres.