Séance 2 : Dimensionnement des panneaux solaires pour la famille Martin

Introduction

La famille Martin, composée de 4 personnes, souhaite installer des panneaux solaires pour couvrir ses besoins énergétiques annuels et réduire son empreinte écologique. Après avoir calculé leurs besoins énergétiques, vous allez désormais dimensionner l’installation solaire nécessaire et choisir les panneaux les plus adaptés.

Objectifs

  • Comprendre le concept d’irradiation annuelle et son importance dans le dimensionnement des panneaux solaires.
  • Déterminer l’inclinaison optimale des panneaux solaires pour maximiser la production d’énergie.
  • Calculer le nombre de watt-crête (Wp) nécessaire pour couvrir les besoins énergétiques de la famille.
  • Analyser les variations saisonnières de production solaire et proposer des solutions adaptées.
  • Choisir un type de panneau solaire adapté et réaliser un chiffrage financier.

Partie 1 : Dimensionnement des panneaux solaires

Étape 1 : Comprendre l’irradiation annuelle

  1. Définition :
    • Irradiation annuelle : Quantité d’énergie solaire reçue par unité de surface sur une année, généralement exprimée en kWh/m²/an. Elle est un indicateur clé pour estimer la production solaire d’une installation.
  2. Recherche de l’irradiation annuelle à Saint-Laurent-en-Caux :
    • Rendez-vous sur le site JRC PVGIS.
    • Instructions :
      1. Sélectionnez la localisation : Entrez « Saint-Laurent-en-Caux » dans le champ de recherche.
      2. Sélectionnez la technologie des panneaux solaires (par exemple, Silicium monocristallin).
      3. Cliquez sur « Calculer ».
      4. Notez l’irradiation annuelle obtenue pour Saint-Laurent-en-Caux.
  3. Question :
    • À quoi correspond l’irradiation annuelle et quelle est sa valeur pour Saint-Laurent-en-Caux ?
  •  

Étape 2 : Déterminer l’inclinaison optimale des panneaux solaires

  1. Concept :
    • L’inclinaison des panneaux solaires influence leur efficacité. Une inclinaison optimale maximise la réception de la lumière solaire tout au long de l’année.
  2. Activité :
    • Utilisez le même site JRC PVGIS pour simuler différentes inclinaisons des panneaux à Saint-Laurent-en-Caux.
    • Instructions :
      1. Dans les paramètres du site JRC, ajustez l’angle d’inclinaison des panneaux (par exemple, de 10° à 60°).
      2. Observez la production d’énergie annuelle pour chaque angle.
      3. Identifiez l’angle d’inclinaison qui maximise la production annuelle.
  3. Question :
    • Quelle est l’inclinaison optimale des panneaux solaires pour Saint-Laurent-en-Caux ?

Étape 3 : Calculer le nombre de watt-crête nécessaire

  1. Objectif :

    • Dimensionner une installation solaire capable de couvrir les besoins énergétiques annuels de la famille Martin.

  2. Question :

    • Utilisez le même site JRC PVGIS pour déterminer le nombre de watt-crête nécessaires pour couvrir les besoins énergétiques de la famille Martin.

Étape 4 : Analyse des variations saisonnières et solutions

  1. Concept :
    • La production solaire varie selon les saisons. En hiver, la production est moindre qu’en été, ce qui peut poser des problèmes de couverture des besoins énergétiques.
  2. Activité :
    • Analysez les données de production solaire mensuelle fournies par le site JRC PVGIS pour Saint-Laurent-en-Caux.
    • Comparez la production en hiver et en été avec les besoins énergétiques de la famille.
  3. Questions :

    • Que se passe-t-il en hiver avec une installation dimensionnée sur une moyenne annuelle ?

    • Que se passe-t-il en été ?

    • Quelle solution proposez-vous pour pallier ces variations saisonnières ?

Partie 2 : Choix des panneaux solaires et chiffrage financier

Étape 1 : Choisir un type de panneau solaire

  1. Activité :
  2. Question :
    • Quel type de panneau solaire choisissez-vous pour la famille Martin et pourquoi ?

Étape 2 : Réaliser un chiffrage financier

  1. Données :
    • Nombre de Wp nécessaires : [Calculé à l’étape 3 Partie 1].
    • Prix moyen au mètre carré ou par Wp : Obtenu sur le site Allo Solar.
    • Coûts supplémentaires :  onduleur
  2. Activité :
    • Recherchez le prix des panneaux solaires choisis sur le site Allo Solar.
    • Calculez le coût total des panneaux nécessaires.
    • Ajoutez les coûts de l’onduleur
    • Présentez un budget détaillé.
  3. Tableau de chiffrage :
    ÉlémentQuantitéPrix unitaire (€)Coût total (€)
    Panneaux solaires[Nombre de Wp][Prix par Wp] 
    Onduleur1[Prix] 
    Total   
  4. Question :
    • Quel est le coût total de l’installation solaire pour la famille Martin ?

Étape 3 : Discussion et réflexion

  1. Questions :
    • Est-ce que le coût de l’installation solaire est justifié par les économies d’énergie à long terme ? (Le prix du kw.h est de 0,2516 €/kWh)
    • Vérifiez en combien de temps la famille Martin aura rentabilisé son investissement ?
  2. Réflexion :
    • Quel(s) élément(s) essentiel(s) nous n’avons pas pris en compte dans nos calculs? 

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