La puissance moyenne reçu en moyenne au sol de la planète est de 168 [W/m²] avec en période d'ensoleillement sans couverture nuageuse un maximum aux environs de 1000 [W/m²].
La puissance reçue par les capteurs d'énergie solaire varie bien sûr beaucoup selon la couverture nuageuse mais aussi selon leur inclinaison et leur orientation.
Aussi, pour effectuer les bilans, mieux vaut intégrer le temps et parler en quantité d’énergie fournie plutôt qu'en puissance fournie (voir dossier L'énergie, la chaleur et dossier Les puissances en Génie Climatique).
Pour cela, on dispose de nombreuses tables et cartes solaires qui indiquent en [Wh] ou [kWh] l'énergie radiative reçue par jour sur un [m²] de capteur (moyenne annuelle) pour une orientation et une inclinaison donnée.
On dispose de:
- Carte solaire annuelle (moyenne journalière annuelle, orientation Sud)
Sur la carte ci-dessus, on note pour un capteur orienté plein sud et incliné de 45° un ensoleillement moyen journalier (en moyenne sur l'année) de:
- De 3,2 [kWh/m²] à Lille (nord de la France)
- De 3,8 [kWh/m²] à Lyon, soit 20% de plus qu’à Lille
- De 5,2 [kWh/m²] à Marseille (sud de la France), soit 35% de plus qu’à Lyon.
Pour produire la même énergie calorifique à partir de capteurs solaires thermiques, il faudra installer 20 à 30% de surface supplémentaire à Lille par rapport à Lyon et 70% si l’on compare à Marseille.
Question
Q = P x t
Avec Q en [kWh]
P en [kW]
t en heure
Q = P x t
La quantité d’énergie solaire sur une journée à Marseille est de 5,2 [kWh/m²]
Avec Q en [kWh]
P en [kW]
t en heure
On peut donc écrire pour 1 [m²] de capteur:
Soit: P = 5,2 / 12 = 0,433 [kW/m²] = 433 [W/m²]
5,2 = P x 12
- Carte solaire mensuelle (moyenne journalière, mois de juillet, orientation Sud)
Question
Q = P x t
Selon la carte mensuelle, la quantité d’énergie solaire sur une journée à Marseille au mois de juillet est de 7 [kWh/m²]
Avec Q en [kWh]
P en [kW]
h en heureOn peut donc écrire:
Soit: P = 7/12 = 0,583 [kW/m²] = 583 [W/m²] (contre 433 [W/m²] sur l’année, ce qui montre bien la douceur du climat méditerranéen…)
7 = P x 12
Il existe des cartes solaires qui indiquent les fournitures annuelles de l’Europe.
Question
Sur la carte de France ci-dessus, on note un ensoleillement moyen quotidien de 5,2 [kWh/m²] à Marseille. Sur l'année ceci correspond à 5,2 x 365 = 1898 [kWh/an] que l'on retrouve sensiblement sur la carte Européenne.
Enfin, il existe des cartes pour toute la planète….
Récapitulons avec Maurice Ciron:
Les vidéos récapitulatives de Maurice.