Centrale solaire de Mesures Physiques à Châtellerault

Puissance et Energie

L’électricité produite ou consommée se quantifie, c’est l’énergie électrique, exprimée en Wh (watt.heure) ou en kwh (Kilo watt.heure).
Pour chaque installation elle dépend de deux facteurs, la puissance (en watt) et la durée de fonctionnement (en heure).
Mathématiquement l’énergie électrique (E) correspond au produit de la puissance (P) de l’installation par la durée (t) d’utilisation :

E = P*t

Exemple

Une installation constituée d’un moteur électrique de 1500 W, qui fonctionne 2 h consomme 3000 Wh ou 3 kwh.
Notre centrale affiche une puissance de  9,6 kwc, (lire kilowatt crête); Ainsi, en une heure de fonctionnement, elle produirait 9,6kwh. Malheureusement ce n’est pas le cas.

Paramètres de l’installation

Les 9,6 kwc indiquent la puissance maximale  que la centrale pourrait atteindre lorsque :

– Le soleil donne son plein régime  (par beau temps lorsqu’il est à la verticale).
– Le panneau est bien placé (incidence des rayons normale à la surface ).
– La température est de 25 °C.
– La perte d’énergie dans les fils de raccordement est nulle.

Ces conditions n’arrivent qu’en usine lorsque le panneau est testé (soleil simulé à 1000W/m2).

La puissance de la centrale varie continuellement  :

– Le soleil n’est jamais au même endroit dans le ciel : la terre tourne sur elle-même, avec un axe de rotation incliné de 23° par rapport à l’écliptique et elle tourne autour du soleil.
– La météo n’est pas toujours favorable (ensoleillement et température).
– Les panneaux sont fixes (30°d’inclinaison -16° d’azimut par rapport au sud).

Courbes de puissance

On peut tracer l’évolution de la puissance de la centrale en fonction de l’heure dans une journée. L’énergie se calcule mathématiquement en intégrant par rapport au temps.

E= ∫P(t)dt    cela correspond à l’aire de la courbe.

Les courbes proposées ci dessus montrent

* L’alternance jour nuit.
* Le maximum de puissance à midi solaire (14h en heure d’été sur le méridien de Greenwich ) notre centrale est quasiment sur le méridien  ( 0,3°E).
* Les journées de mauvais temps .
* L’influence des saisons à cette latitude.

Solstice d’été : Période de l’année où les jours sont longs, 15h de production. Il y a plus de puissance sur les panneaux  car les rayons du soleil ont un minimum d’atmosphère à traverser et arrivent avec une incidence plus favorable.

Équinoxe : Périodes de l’année où les jours sont aussi long que les nuits 12 h de production. Il y a un peu moins de puissance sur les panneaux car les rayons ont un peu plus d’atmosphère à traverser mais, l’inclinaison des panneaux (30°) et l’orientation (-16° par rapport au sud) permettent de garder une incidence convenable.

Solstice d’hiver : Période de l’année où les jours sont courts, 8h de production Il y a moins de puissance sur les panneaux  car les rayons du soleil ont plus d’atmosphère à traverser et arrivent avec une incidence moins favorable.

Courbes de production d’énergie

La centrale est en service depuis mai 2012. On a relevé la production chaque mois depuis.

Cet histogramme montre la saisonnalité de la production. On remarque un arrêt (panne) de la centrale à l’été 2015. L’effet de la météo est visible : mars 2014, avril 2017 ont été particulièrement ensoleillés alors que juin 2020 et 2016  sont les moins ensoleillés depuis 2012.

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