Nous t’expliquons la courbe de performance de nos PVT !

Dans le billet d’aujourd’hui, nous allons expliquer les différentes courbes de performance d’un panneau hybride ou PVT.

Le fonctionnement d’un panneau hybride est différent des autres types d’équipements de production que l’on peut trouver sur le marché, comme par exemple une chaudière à gaz. Dans le cas d’un PVT, la production d’énergie dépend de plusieurs facteurs et conditions. Le soleil, la température ambiante et les températures des fluides circulant à l’intérieur du panneau détermineront l’énergie que le panneau est capable de produire.

Pour déterminer le fonctionnement instantané du panneau, il est nécessaire d’obtenir son rendement à cet instant, ce qui permettra de calculer sa puissance. Un panneau hybride possède trois courbes de rendement : photovoltaïque, thermique et total. Le rendement total est la somme des deux rendements. La figure suivante présente chacune des trois courbes.

Les courbes ont été calculées conformément à la norme 9806:2017, où l’axe vertical est défini comme la performance et l’axe horizontal comme (Tm-Ta/G), parfois également désigné comme G*. Où Tm (°C) fait référence à la température moyenne du panneau, qui peut être calculée approximativement comme la moyenne des températures d’entrée et de sortie du fluide dans le panneau. Ta (°C) est la température ambiante et G (W/m²) est l’irradiation incidente sur la surface du panneau.

Si la température du panneau (Tm) est supérieure à la température ambiante (Ta), des pertes thermiques se produisent dans le panneau. Pour calculer l’efficacité du panneau dans ces cas, il faut utiliser la courbe d’efficacité thermique du panneau :

ƞ=ƞ0 – a1*G* – a2 * G*².

Dans le panneau hybride Abora, le rendement optique (ƞ_0) est de 0,7, le coefficient de déperdition thermique a1 est de 5,98 W/m²K et le coefficient de déperdition thermique a_2 est de 0 W/m²K². Le terme nul a2 fait de la courbe de performance thermique une droite à pente constante, ce qui n’est pas le cas des autres capteurs thermiques.

Pour mieux comprendre les courbes, un cas hypothétique est considéré. On considère les conditions d’essai standard (STC), où l’irradiation est de 1000 W/m², et la température du panneau coïncide avec la température ambiante (Tm = Ta). Il en résulte une valeur de G* égale à 0 et, en utilisant les courbes du graphique (en rouge), on obtient un rendement thermique de 70 % et un rendement électrique de 17,8 %. Comme l’irradiation considérée est de 1000 W/m² et que la surface totale du panneau est de 1,96 m², il suffit de multiplier ces trois valeurs pour obtenir les puissances thermique et électrique du panneau. Il s’agit de 1372 W thermiques (0,7*1000*1,96) et 350 W électriques (0,178*1000*1,96), soit une puissance totale de 1722 W environ.

Dans une situation autre que les conditions STC, la procédure de calcul est identique. On commence par calculer la valeur de G* à partir de la température moyenne du fluide (Tm), de la température ambiante (Ta) et de l’irradiation (G). Ensuite, on recherche dans les courbes de rendement le point d’intersection avec la verticale de cette valeur sur l’axe horizontal (G*), ce qui permet d’obtenir les rendements thermique, électrique et total dans les conditions établies. En multipliant par l’irradiation et la surface du panneau (1,96 m²), on obtient finalement la puissance du panneau dans ces conditions. La figure suivante montre un cas où l’irradiation est de 800 W/m², la température moyenne du panneau est de 46 °C et la température ambiante est de 30 °C. Il en résulte une valeur G* de 0,02, ce qui, suivant la verticale, donne un rendement thermique d’environ 57 % et un rendement électrique de 16,5 %. La puissance thermique sera donc de 893,76 W, la puissance électrique de 258,72 W et la puissance totale de 1152,48 W.

Comme on peut le constater, l’obtention des rendements du panneau hybride Abora à partir du graphique de la courbe de rendement est très simple. Il suffit de connaître les conditions d’utilisation et de suivre quelques étapes simples.

Si vous avez des doutes, n’hésitez pas à nous contacter et nous nous ferons un plaisir de vous aider.