Les panneaux solaires deviennent rapidement une solution rentable pour les maisons et les entreprises. Cette solution énergétique durable est enfin une alternative viable pour ceux d’entre nous qui souhaitent réduire leur impact environnemental. La puissance de sortie, ou puissance en watts, est un facteur essentiel à prendre en compte lors de la comparaison des options de panneaux solaires, alors quelle quantité d’énergie un panneau solaire produit-il réellement?
Les panneaux solaires produisent entre 250 et 400 watts, et la puissance en watts est égale à la tension multipliée par les ampères. Comme la tension varie, les panneaux solaires produisent entre 14 et 24 ampères, suffisamment pour alimenter les petits appareils. L’efficacité des panneaux solaires dépend de l’insolation, de la température, de l’ombrage et de l’orientation, et les progrès technologiques augmenteront inévitablement l’efficacité.
Cet article commencera par une explication de base du solaire, puis clarifiera les termes volt, ampère et watts. Vous découvrirez quels facteurs influencent l’efficacité des panneaux solaires et vous comprendrez ce que vous pouvez alimenter avec un panneau solaire.
De plus, je vous propose cinq conseils pour réduire l’électricité et utiliser efficacement l’énergie solaire, ce qui vous donne suffisamment de raisons d’être optimiste quant à l’avenir de l’énergie propre dans le monde.
Explication solaire
Une cellule photovoltaïque (PV), également connue sous le nom de cellule solaire, convertit la lumière du soleil en un courant électrique avec de l’électricité utilisable en conséquence. La lumière du soleil est composée de particules d’énergie solaire, également appelées photons. La lumière solaire entrante est absorbée par le matériau semi-conducteur d’une cellule solaire et produit de l’électricité (source).
Un panneau solaire est composé de nombreuses cellules solaires. Bien que similaires aux cellules de batterie, les cellules d’un panneau solaire sont conçues pour générer de l’électricité en captant la lumière du soleil. Un réseau solaire est un ensemble de plusieurs panneaux solaires qui génèrent de l’électricité en tant que système (source).
Le matériau semi-conducteur le plus courant dans les cellules solaires est le silicium. Il est présent dans 90% des panneaux solaires actuellement sur le marché, et c’est un élément chimique naturellement abondant. Bien que l’arséniure de gallium présente certains avantages par rapport au silicium en tant que semi-conducteur, il est actuellement trop coûteux pour la production en série (source).
Les mathématiques Derrière la tension, l’ampérage et la puissance en watts
Passons en revue rapidement les unités de mesure de base de la puissance électrique — à savoir la tension, l’ampérage et la puissance en watts.
Terminologie
Un volt (V) est l’unité de mesure de la différence de potentiel électrique. La tension mesure combien d’électrons veulent être quelque part. Il est également décrit comme une force électromotrice et, en ce sens, peut être mieux comparé au fonctionnement de la pression de l’eau.
Un ampère (A), communément appelé ampère, est l’unité de courant électrique. Le courant est la quantité totale d’électrons qui traversent un circuit et génèrent ensuite de la chaleur, ce qui, à son tour, disperse la puissance. Cette puissance de sortie est la puissance en watts, également raccourcie en watt (W), et mesure l’échelle du mouvement de l’énergie.
Le circuit le plus basique implique une seule résistance, un volt et un ampli. Tous les trois sont liés les uns aux autres par la loi d’Ohm. Un ohm mesure essentiellement la résistance, et un ampli est égal au courant produit par un volt à travers la résistance d’un ohm (source).
Comment Calculer facilement La Conversion
La puissance en watts est calculée en multipliant les volts par les ampères. Nous devons travailler avec cette équation à l’esprit si nous voulons résoudre des problèmes tels que « Combien d’ampères un panneau solaire de 300 watts produit-il? »
Dans cet exemple, nous supposons que 17 volts sont applicables. Vous remarquerez que nous avons écrit l’équation complète ci-dessous, avec les chiffres de volt et de watt remplis.
Ampères x 17 volts = 300 watts
300 watts / 17 volts = 17,65 ampères
Le résultat indique qu’un panneau de 300 watts produira 17,65 ampères.
La tension par panneau solaire varie en raison de plusieurs facteurs externes dont nous discuterons plus loin dans l’article, alors assurez-vous de continuer à lire.
Combien d’Ampères Un Panneau Solaire Produit-Il?
Prenons un autre exemple : combien d’ampères un panneau solaire de 200 watts produit-il? Cette question est importante car les panneaux solaires sont couramment utilisés pour charger une batterie et la capacité de la batterie est mesurée en ampères-heures.
Pour répondre à cette question, nous devons tenir compte de la taille des panneaux solaires, car cela a un impact sur le nombre de volts que le panneau solaire produit.
La taille du panneau solaire
La tension de sortie d’une seule cellule PV est d’environ 0,46 d’électricité aux températures de fonctionnement normales. Les panneaux solaires se composent de différentes configurations et contiennent de 32 à 144 cellules. Un panneau à 32 cellules produit une tension de 14,72 — 0,46 x 32 = 14,72.
Les tailles populaires sont les panneaux solaires à 60 et 72 cellules. Un panneau solaire de 72 cellules contient 6 colonnes de 12 cellules chacune et mesure 39 pouces de large avec une longueur moyenne de 78 pouces. La plupart des panneaux solaires domestiques mesurent environ 65 pouces de haut sur 39 pouces de large (source).
Scénarios
Examinons trois scénarios uniques pour déterminer le nombre d’ampères qu’un panneau solaire produit.
Scénario 1: Combien d’ampères un panneau solaire de 200 watts produit-il?
| Numéro de cellule | Watt | Tension | Ampères |
| 60- panneau de cellules | 200 | 27.6 | 7.25 |
Équation: 7,25 x 27,6 volts = 200 watts
Scénario 2: Combien d’ampères un panneau solaire de 100 watts produit-il?
| Numéro de cellule | Watt | Tension | Ampères |
| 72- panneau de cellules | 100 | 33.12 | 3.02 |
Équation : 3,02 x 33.12 volts = 100 watts
Scénario 3: Quelle puissance produit un panneau solaire de 400 watts?
| Scénario 3 | # cellules | Watt | Tension | Ampères |
| 32- panneau de cellules | 400 | 14.72 | 27.17 |
Équation: 27,17 x 14,72 volts = 400 watts
Chaque panneau solaire contient une cote de condition de test standard (STC) qui indique leur puissance de sortie en watts. Cette puissance nominale est un indicateur utile et présente le meilleur résultat de production d’énergie possible dans des circonstances idéales. Cependant, les circonstances idéales changent et changent dans le monde réel.
L’efficacité des panneaux solaires, et donc le taux de conversion d’une cellule photovoltaïque en électricité utilisable, dépend d’un certain nombre de facteurs. Il est essentiel de comprendre quels facteurs améliorent l’efficacité globale pour promouvoir l’utilisation d’une énergie propre par rapport aux sources d’énergie conventionnelles. Examinons ces facteurs dans la section suivante.
Qu’est-Ce qui affecte L’Efficacité Des Panneaux Solaires?
Divers facteurs externes affectent la tension de sortie photovoltaïque et, par conséquent, l’efficacité des panneaux solaires. Alors qu’il y a dix ans, les panneaux solaires produisaient un taux d’efficacité de 15%, celui-ci est passé à 19% et, dans certains cas, jusqu’à 26% dans les cellules photovoltaïques commerciales. Nous avons énuméré les quatre facteurs qui influencent le plus l’efficacité des panneaux solaires (source).
Insolation
L’insolation fait référence au rayonnement solaire entrant sur la terre. En principe, une insolation solaire plus élevée entraîne une production d’énergie solaire photovoltaïque plus élevée. L’insolation directe peut être mesurée en kilowattheures par mètre carré et par jour ou en quantité d’énergie couvrant une surface pendant une année complète, exprimée en watts par mètre carré.
L’insolation varie tout au long de l’année en raison de la position du soleil dans le ciel, de la durée du jour, de la couverture du ciel et de la pollution. Ces facteurs influencent le niveau de lumière solaire absorbée par la terre et rendent donc difficile la prédiction de l’insolation (source).
Cela a donné lieu à des modèles de prédiction du rayonnement solaire qui prévoient l’insolation pour augmenter l’efficacité des panneaux solaires. La majorité de ces modèles de prévision du rayonnement solaire sont complexes et nécessitent un logiciel qui n’est pas accessible au ménage moyen investisseur (source).
Température
Les cellules solaires, et donc les panneaux solaires, fonctionnent mieux à basse température. Les températures plus chaudes ont un effet défavorable sur la puissance de sortie des panneaux solaires et entraînent une baisse de l’efficacité des panneaux solaires. Alors que des températures plus élevées peuvent augmenter quelque peu le courant, cela entraîne une diminution de la tension (source).
Les panneaux solaires sont généralement testés à environ 77 °F. La tension reste stable entre 77 ° F et 95 ° F. Les températures supérieures à 111 ° F démontrent une chute de tension, indiquant l’impact de la température sur la sortie de tension (source).
Ombrage
Il est essentiel de minimiser l’ombrage pour maximiser l’efficacité des panneaux solaires. Installer votre panneau solaire là où il n’y a pas d’ombre est le moyen le plus simple d’éviter la perte de tension de sortie, mais, dans certains cas, cela n’est pas possible.
Heureusement, dans la plupart des cas, l’ombrage est assez facile à gérer en coupant les branches ou en plaçant le panneau à l’emplacement le plus optimal pour commencer. L’ombre affecte les performances et la production d’électricité de l’ensemble du panneau, pas seulement de la zone touchée.
Orientation
La direction à laquelle les panneaux solaires doivent faire face pour une exposition optimale au soleil varie en fonction de l’emplacement. Plus la lumière du soleil tombe directement sur vos panneaux solaires, plus le rendement est élevé. Dans l’hémisphère Nord, le conseil est de positionner les panneaux solaires orientés au sud.
L’optimisation et le réglage de l’inclinaison de votre panneau solaire peuvent aider à maximiser la production d’énergie solaire et sont recommandés jusqu’à quatre ou cinq fois par an. En fait, les modèles qui ignorent l’inclinaison optimale peuvent sous-estimer considérablement le potentiel photovoltaïque et donc nuire à l’efficacité des panneaux solaires. L’angle dépend de l’emplacement, de la hauteur du soleil et du suivi horizontal sur un axe (source).
Que Pouvez-Vous Alimenter Avec un Panneau Solaire?
Pour savoir ce que vous pouvez alimenter avec un panneau solaire, nous devons examiner la capacité de stocker l’énergie solaire et la consommation d’énergie moyenne par rapport à la consommation d’énergie.
Stockage sur batterie
Les panneaux solaires ne sont pas directement utilisés pour charger un appareil. Dans la plupart des cas, l’énergie solaire générée charge une batterie. Les avantages d’avoir une batterie sont le facteur de stockage et la capacité de réguler le flux de puissance vers l’appareil spécifique.
Selon votre budget, les batteries lithium-ion sont considérées comme la meilleure option pour un panneau solaire et ont une garantie de durée de vie minimale de 10 ans. Lorsque vous choisissez la taille de votre batterie, gardez à l’esprit votre consommation d’énergie, le nombre de jours avec une puissance solaire minimale, la profondeur de décharge de la batterie et la tension de votre système.
Si vous souhaitez en savoir plus sur les panneaux solaires et le stockage de la batterie, lisez notre article utile sur « Puis-je charger une batterie Directement à partir d’un panneau solaire? »
Consommation d’énergie par rapport à l’utilisation
Il existe une grande différence entre la consommation d’énergie en fonction de l’endroit où vous vivez, du type de logement et de la fréquence d’utilisation et de charge des appareils électriques. Selon l’Energy Information Administration des États-Unis, un ménage américain consomme en moyenne 11 000 kilowattheures (kWh) par an.
Un panneau solaire de 100 watts peut être utilisé pour charger une variété de petits appareils. Cela peut être de charger un ordinateur portable pendant quelques heures chaque jour, en fonction de sa puissance et de votre consommation d’énergie globale. De plus, il peut, dans des circonstances idéales, alimenter une lumière jusqu’à 33 heures (source).
L’avantage d’un panneau solaire plus grand de 400 watts est que vous disposez généralement de quelques jours de réserve, en fonction de votre utilisation et sans aucune autre source de recharge. Un panneau solaire de 400 watts a la capacité d’alimenter un réfrigérateur économe en énergie, plusieurs petits appareils, tels que des téléphones, des tablettes et des ordinateurs portables, et des téléviseurs jusqu’à 32 pouces.
Pour en savoir plus sur l’alimentation de votre réfrigérateur avec des panneaux solaires, lisez notre article utile sur « Combien de panneaux solaires Faut-il pour faire fonctionner un réfrigérateur? »
5 Conseils pour réduire l’électricité et Utiliser efficacement l’énergie solaire
L’utilisation de l’énergie solaire va de pair avec la réduction de l’électricité pour garantir une utilisation efficace de l’énergie solaire. Il existe différents conseils que vous pouvez mettre en œuvre immédiatement, et nous avons mis en évidence les cinq plus importants ici.
Réduire la consommation d’électricité
Cela semble presque redondant, mais réduire la consommation d’électricité globale, que ce soit dans votre ménage ou dans votre entreprise, est crucial pour utiliser efficacement l’énergie solaire.
Débranchez les appareils et appareils électriques inutilisés ou, à tout le moins, assurez-vous que le mode veille est activé pour tous. Installez des minuteries sur des appareils énergivores et utilisez une multiprise pour réduire la charge de la prise (source).
Installer des lumières LED
Remplacer vos luminaires actuels par des lumières LED est essentiel. Alors que les lampes LED restent actuellement plus chères que les ampoules ordinaires, le prix a considérablement baissé et l’investissement est rentable en un an ou deux. De plus, les lumières LED durent beaucoup plus longtemps, car elles ne nécessitent que 10% d’électricité pour produire de la lumière.
Dispositifs Synchrones à haute énergie avec énergie solaire
Les appareils à forte consommation d’énergie sont mieux utilisés pendant la journée lorsque la production d’énergie solaire est optimale. Bien que cet objectif ne soit pas toujours réalisable en raison de la puissance de sortie et de la capacité d’énergie solaire, c’est une bonne règle à respecter.
Il vous sensibilisera aux appareils à haute énergie et vous fera réfléchir à deux fois avant de laver une autre charge, de faire fonctionner le lave-vaisselle ou d’utiliser la cuisinière.
Réduisez la consommation d’eau chaude
L’eau chaude étant chère et directement liée à votre chauffe-eau, la réduire réduira immédiatement la consommation d’électricité. Prenez moins de douches et éteignez le robinet lorsque vous vous rasez, vous lavez les mains et vous brossez les dents.
D’autres facteurs qui réduiront votre facture d’électricité sont la réparation d’un robinet qui fuit, le lavage à pleine charge à l’eau froide et l’investissement dans un chauffe-eau solaire.
Stockez votre énergie solaire
Alors que les systèmes d’énergie solaire à domicile sont connectés au réseau électrique, investir dans une batterie solaire peut vous permettre de couvrir la majeure partie de votre consommation sans avoir à vous rabattre sur le réseau électrique. Bien que cela puisse ne pas être réalisable toute l’année, l’utilisation d’électricité verte d’un producteur certifié peut être une bonne alternative.
Raisons d’être optimiste quant à l’avenir de l’énergie propre
L’énergie solaire étant le nouveau type de production d’électricité préféré du monde, il existe de nombreuses raisons d’être optimiste quant à l’avenir de l’énergie propre dans le monde.
Les coûts diminuent rapidement
Le coût de l’énergie solaire a considérablement diminué au cours de la dernière décennie. Sa production a attiré l’attention du monde entier et, dans de nombreux pays et économies, l’énergie solaire est devenue l’option d’énergie renouvelable la plus abordable.
Soutien populaire, gouvernemental et des entreprises
Avec 9 Américains sur 10 soutenant l’expansion de l’énergie solaire, le soutien populaire est clair. De nombreuses économies avancées et émergentes, y compris l’Union européenne, militent également en faveur d’initiatives et d’investissements en matière d’énergie propre et de réduction des émissions de carbone.
Cette conscience et cette proactivité sont également visibles dans le secteur privé avec une volonté de réduire les émissions et d’investir dans les énergies renouvelables et vertes (source).
Augmentation des investissements & Innovation
Les investissements et les crédits budgétaires alloués à la recherche et au développement sur les énergies propres ont simultanément explosé. Investir dans l’énergie solaire est devenu un choix populaire, non seulement en raison de son retour sur investissement favorable, mais aussi en raison d’avantages supplémentaires tels que des incitations fiscales, l’autonomie et la conservation de l’environnement.
Ceci, à son tour, a donné lieu à une innovation significative dans les solutions durables de stockage d’énergie solaire, les technologies de pointe et la libération du potentiel de l’hydrogène (source).
Réflexions finales
La puissance de sortie d’un panneau solaire dépend de la taille du panneau et de l’efficacité des cellules photovoltaïques. L’efficacité des panneaux solaires, à son tour, est affectée par l’insolation, la température, l’ombrage et l’orientation. Dans des circonstances idéales, un panneau solaire de 250 à 400 watts peut produire entre 14 et 24 ampères.
Stocker ces amplis dans une batterie solaire augmentera votre capacité à réguler et à constituer une réserve d’énergie solaire. Cela peut alimenter un certain nombre d’appareils et d’appareils électriques et réduire considérablement votre dépendance au réseau électrique.
Pour réduire davantage votre facture d’électricité et utiliser efficacement votre énergie solaire durement gagnée, réduire la consommation d’électricité globale, installer des lumières LED, synchroniser les appareils à haute énergie avec l’énergie solaire et réduire la consommation d’eau chaude.
La baisse des coûts, l’augmentation du soutien à plusieurs niveaux et l’augmentation des investissements et de l’innovation dans le monde entier sont autant de signes d’une accélération de la progression vers une énergie propre durable.