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Le rayonnement solaire

Globalement la terre reçoit en permanence une puissance de 170 millions de gigawatt, soit 8’400 fois la consommation mondiale d’énergie primaire. L’énergie qui vient du Soleil représente la quasi-totalité de l’énergie disponible sur terre. Les seules sources d’énergies non solaires sont la chaleur de la terre (géothermie), les marées et l’énergie nucléaire.

En traversant l’atmosphère, le rayonnement solaire est partiellement absorbé et diffusé. On distingue le rayonnement direct, le rayonnement diffus et l’albédo. Le rayonnement global est la somme de ces trois composantes (env. 1 000 W/m2 par ciel clair). En règle générale, le rayonnement direct est la composante la plus importante du rayonnement global devant le rayonnement diffus. L’albédo qui est la partie réfléchie par le sol ne représente généralement qu’une faible proportion du rayonnement. Il dépend de l’environnement du site. La neige renvoie énormément de rayonnement lumineux alors qu’un asphalte n’en renvoie pratiquement aucun.

Une connaissance aussi précise que possible du rayonnement solaire est utile pour la conception de systèmes photovoltaïques. C’est un paramètre essentiel à l’étude de faisabilité qui permet de calculer l’énergie annuelle produite. Il est indispensable que le lieu possède un bon ensoleillement. Les panneaux solaires doivent être positionnés de manière à maximiser l’énergie reçue. Cette énergie est à son maximum lorsque le plan des panneaux solaires est perpendiculaire aux rayons du soleil.

Pour avoir accès aux données d’ensoleillement qui sont indispensables pour dimensionner une installation photovoltaïque, on peut utiliser des bases de données intégrées aux logiciels de dimensionnement comme Meteonorm 2000 et PVSYST.

Les obstacles au rayonnement solaire doivent être évités le plus possible pour les installations photovoltaïques. L’ombrage d’une cellule a des conséquences directes sur le rendement d’une installation. Les ombres portées sont dues aux éléments situés autour de l’installation photovoltaïque. La diminution de rendement peut être évaluée en prenant en compte la ligne d’horizon et les objets qui créent de l’ombre. Il existe des programmes informatiques de simulation qui permettent d’évaluer cette diminution de rendement.