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Panneaux photovoltaïques énergie solaire

Tracker solaire

Tracker solaire

Un suiveur solaire est un dispositif mécanique - action automatique qui guide favorablement les rayons du soleil provenant d'un panneau photovoltaïque, d'un panneau solaire thermique ou d'un concentrateur solaire. Le suivi solaire entraîne une augmentation de la puissance de l'énergie solaire capturée et, par conséquent, des performances réelles du dispositif à énergie renouvelable. L'héliostat est un type de traqueur solaire. Historiquement, les premiers systèmes de suivi solaire étaient ceux en orbite sur des satellites artificiels dans les panneaux solaires respectifs.

L'objectif principal d'un traqueur est de maximiser l'efficacité de l'appareil logé à bord. Dans le domaine photovoltaïque, les modules montés sur un suiveur sont généralement disposés géométriquement sur un seul panneau, une pratique qui évite l'utilisation d'un suiveur pour chaque module individuel.

Dans le domaine de la concentration solaire, un suiveur solaire est utile pour maintenir constant le point de feu généré par le paraboloïde dans l'élément de canalisation du liquide à chauffer. Plus l'alignement perpendiculaire avec les rayons du soleil est important, plus l'efficacité de la conversion thermodynamique et de l' énergie thermique produite pour la même surface est élevée, plus la surface du panneau solaire requise pour la même puissance requise est faible, plus les coûts d'installation sont bas. .

Avantages et inconvénients du suivi solaire

Dans tous les cas susmentionnés, les aspects négatifs des suiveurs solaires se traduisent par des problèmes mécaniques qui entraînent inévitablement l'usure du temps et la fermeture de l'installation qui en résulte. Les servomécanismes de traçage sont des organes peu sollicités, mais de par leur nature, ils sont soumis à des conditions météorologiques défavorables pendant au moins 20 ans. Ces limites doivent être respectées en préparant un programme de maintenance prudent, à temps et après les enquêtes qui seront effectuées avec chaque phase de nettoyage du système.

La consommation électrique des composants électroniques est négligeable dans un système moderne conçu correctement

La maintenance ordinaire est généralement simple et, dans le domaine de l' énergie photovoltaïque, vous bénéficiez d'une sensibilité moindre de l'effet photovoltaïque à la poussière déposée à la surface des modules, grâce au meilleur angle d'incidence moyen du rayonnement solaire.

Les études de cas disponibles à ce jour confirment que le domaine d'utilisation le plus rentable pour les suiveurs solaires est celui des grandes installations terrestres.

Classification des suiveurs solaires

En fonction de leurs caractéristiques de construction, les suiveurs solaires sont divisés en:

  • Degrés de liberté offerts. Les suiveurs solaires peuvent offrir au panneau une liberté de mouvement mono ou biaxial.
  • Alimentation fournie au mécanisme d'orientation;
  • Type de contrôle électronique.

Trackers à un degré de liberté

Axe X

Les trackers d'inclinaison sont les plus simples à réaliser et à faire pivoter autour de l'axe est-ouest. Le panneau solaire monte ou descend (généralement manuellement deux fois par an) vers l'horizon, de sorte que l'angle au sol est statistiquement optimal en fonction de la saisonnalité. En pratique, un suiveur d'inclinaison est réalisé à l'aide de profils mécaniques télescopiques pour lever ou abaisser le panneau photovoltaïque par rapport à l'horizon. Conceptuellement semblable à l'étagère relevable d'un pupitre d'école, ces suiveurs offrent une augmentation de production de moins de 10%, pour justifier rarement un servomécanisme.

Axe Y

Les traqueurs ont pour objectif de suivre le soleil dans le ciel dans leur trajet quotidien, quelle que soit la saison d'utilisation. Dans ce cas, l'axe de rotation est nord-sud, alors que la hauteur du soleil au-dessus de l'horizon est ignorée. Ces suiveurs conviennent particulièrement aux pays de basse latitude, où la trajectoire du soleil est en moyenne plus large au cours de l'année. La rotation requise pour ces structures est plus large que l'inclinaison, allant parfois jusqu'à ± 60 °.

Ces suiveurs font que chaque rangée de modules photovoltaïques ressemble à une grille face à l'équateur. Ce type de tracker parvient à avoir une performance supérieure à celle des trackers sur l'axe X et permet d'augmenter la production d'énergie d'environ 15% par rapport à un système photovoltaïque fixe.

Une caractéristique avancée de ces suiveurs est appelée recul et résout le problème de l'ombrage que les rangées de modules photovoltaïques posent inévitablement au lever et au coucher du soleil à l'horizon. Cette technique nécessite que les servomécanismes orientent les modules en fonction des rayons du soleil uniquement dans la bande centrale du jour, mais en sens inverse, à l'approche du lever et du coucher du soleil.

La position nocturne d'un champ photovoltaïque avec recul est parfaitement horizontale par rapport au sol, et après l'aube, le désalignement des modules orthogonaux aux rayons du soleil est progressivement réduit dans la mesure où les ombres le permettent. Une procédure similaire est effectuée avant le coucher du soleil, ramenant le champ photovoltaïque en position horizontale pendant la période nocturne.

Axe Z

Les adeptes de l'azimut (ou du lacet) ont un degré de liberté avec un axe zénith - nadir. Pour ce faire, le panneau est monté sur un socle rotatif asservi, affleurant le sol. L'augmentation de la production d'électricité qui en résulte est d'environ 25%.

Axe polaire

Les suiveurs d'axes polaires se déplacent sur un seul axe incliné par rapport au sol et approximativement parallèle à l'axe de rotation de la terre. Cet axe est similaire à celui autour duquel le soleil trace son chemin dans le ciel. L'axe est similaire mais pas le même en raison des variations de la hauteur de la trajectoire du soleil par rapport au sol au cours des différentes saisons. Par conséquent, ce système de rotation du panneau photovoltaïque autour d'un seul axe parvient à maintenir le panneau perpendiculaire au soleil tout au long de la journée (en négligeant toujours les oscillations été-hiver du trajet du soleil) et fournit le rendement maximal pouvant être obtenu. avec un seul axe de rotation.

Trackers solaires à deux degrés de liberté

Les suiveurs solaires les plus sophistiqués ont deux degrés de liberté, dans le but d'aligner parfaitement les panneaux photovoltaïques orthogonaux avec les rayons du soleil en temps réel. La façon la moins chère, mais pas la seule, de les faire est de monter un tracker sur un autre. Avec ces suiveurs solaires, la production d'électricité peut augmenter jusqu'à 35% -40%, mais avec une complexité constructive accrue.

Alimentation

Sur la base du pouvoir nécessaire au mouvement des persécuteurs, nous pouvons les diviser en:

  • Trackers actifs, si activés par les motoréducteurs;
  • Trackers passifs, s'ils sont mis en mouvement par des phénomènes physiques autonomes, tels que la dilatation thermique du gaz ou autre.
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Dernier examen: 8 octobre 2019