Des chercheurs indonésiens ont étudié comment les effets d'ombrage peuvent influencer le rapport de performance d'un système photovoltaïque. Leur analyse a également pris en compte la période de récupération et le retour sur investissement.
Image : État polytechnique d'Ujung Pandang, résultats en ingénierie, licence Creative Commons CC BY 4.0
Des scientifiques indonésiens ont étudié les effets de l'ombrage sur la luminosité d'un système photovoltaïque. ratio de performance (PR) en considérant différents angles d'azimut et d'inclinaison du module solaire.
Le PR est un paramètre qui définit la relation entre la production d'énergie réelle et théorique d'un système photovoltaïque et n'a pratiquement aucun rapport avec l'emplacement et l'orientation d'une installation. Cette valeur est utilisée pour comprendre l’efficacité du fonctionnement du système photovoltaïque.
"Les études précédentes se sont principalement concentrées sur la façon dont l'ombrage affecte la production d'énergie d'un système photovoltaïque", indique la recherche.
À l'aide du logiciel PVsyst, les universitaires ont analysé les effets d'ombrage d'un système photovoltaïque sur le toit installé sur le bâtiment administratif de l'État polytechnique d'Ujung Pandang, situé à Makassar, la plus grande ville de l'est de l'Indonésie.
"Le logiciel PVsyst a été appliqué pour évaluer l'effet d'ombrage, le diagramme de perte et le PR sur toute l'année", a indiqué le groupe de recherche. "Le programme proposé examine également l'analyse financière du système photovoltaïque proposé, à savoir la période de récupération (PBP) et le retour sur investissement (ROI)."
Le système prévu était supposé comporter deux chaînes, avec neuf modules photovoltaïques dans chaque chaîne. Chaque panneau avait une puissance nominale de 420 W dans des conditions de test standards, pour un total de 7,56 kW pour l'ensemble du système de 18 modules. Les chercheurs ont également supposé que le système vendrait l’électricité excédentaire au réseau dans le cadre d’un régime de facturation nette.
L’analyse a pris en compte l’irradiation horizontale globale locale, l’irradiation diffuse horizontale, la température ambiante, l’irradiation incidente globale et l’irradiation globale efficace. Tous ces facteurs ont ensuite été utilisés pour calculer l'énergie réelle produite par le générateur photovoltaïque, l'énergie injectée dans le réseau et le PR.
"En général, il n'y a que deux saisons distinctes dans le climat indonésien : sèche et pluvieuse, toutes deux relatives", ont expliqué les scientifiques. « La saison sèche commence en avril et dure jusqu'en septembre, chacune de ces deux saisons durant six mois. Puis, fin septembre et jusqu’en mars, commence la saison des pluies.
Sur la base de ces conditions, quatre scénarios ont été testés : Conception-1 avec un angle d'inclinaison de 14 degrés et un azimut de -90 degrés ; Design-2 avec un angle d'inclinaison de 13 degrés et un azimut de 90 degrés ; Design-3 avec un angle d'inclinaison de 10 degrés et un azimut de 0 degré ; et Design-4 avec un angle d'inclinaison de 15 degrés et un azimut de 180 degrés.
Selon les chercheurs, Design-3 a obtenu les meilleurs résultats, avec un PR de 0,817, un PBP de 7,8 ans et un retour sur investissement de 155,2%. D'un autre côté, Design-4 a obtenu les pires résultats, avec un PR de 0,815, un PBP de 8,6 ans et un retour sur investissement de 131,8%. Les conceptions 1 et 2 ont obtenu des résultats similaires, avec un PR de 0,816 et un PBP de 8,2 ans. Design-1 avait un retour sur investissement de 145,2%, tandis que Design-2 avait 144,3%.
"Par conséquent, il est recommandé d'utiliser le Design-3 pour obtenir les meilleurs relations publiques et investissements", ont conclu les scientifiques.
Leurs conclusions ont été présentées dans l’étude «Évaluation de l'effet d'ombrage des panneaux photovoltaïques pour optimiser le rapport de performance d'un système d'énergie solaire», publié sur Résultats en ingénierie. Le groupe de recherche a été formé par des universitaires indonésiens État polytechnique d'Ujung Pandang et l'Université de Gadjah Mada.