L'accès au soleil est un moyen courant de tenir compte de l'ombrage dans les systèmes photovoltaïques. Traditionnellement, ces mesures d'ombrage sont prises sur place à l'aide d'un équipement spécialisé, mais un logiciel moderne comme Aurora permet aux utilisateurs de générer des relevés d'ombrage depuis leur bureau, sans avoir à se déplacer sur le site.
Les pourcentages d'accès au soleil (ou valeurs d'accès au soleil) étaient couramment appliqués aux résultats des simulations de performance en tant que facteurs de déclassement linéaires afin de tenir compte de l'effet de l'ombrage sur la production d'énergie du système. Toutefois, cette approche présente des limites inhérentes et c'est pourquoi les moteurs de simulation modernes, tels que celui d'Aurora, fournissent un moteur intégré de simulation de l'irradiation et des performances qui modélise avec précision l'effet de l'ombrage sur la production d'énergie du système.
Définition
L'accès solaire est défini comme l'énergie solaire incidente compte tenu de l'ombrage, divisée par l'énergie solaire incidente s'il n'y avait pas d'ombrage :
$$\mathrm{Solaire, Accès} = \frac{ E_\mathrm{shade} }{ E_\mathrm{no\Nombre} }$$
Calcul
Le calcul de l'accès au soleil pour un lieu donné comprend deux composantes : \N( E_\Nmathrm{shade} \N) et \N( E_\Nmathrm{no\N,shade} \N). Ces composantes sont calculées en déterminant la position du soleil et, à l'aide de données météorologiques locales typiques, en modélisant l'irradiation incidente au point d'intérêt. Si l'endroit est ombragé, l'irradiance sera réduite car l'endroit ne reçoit pas de lumière directe du soleil. Ce calcul est répété pour chaque heure de l'année et, en fin de compte, \N( E_\mathrm{shade} \N) est divisé par \N( E_\mathrm{no\N,shade} \N) pour obtenir la valeur de l'accès solaire.
Différences entre Aurora et Solmetric
Si cette définition de haut niveau de l'accès à l'énergie solaire est communément acceptée, les détails des calculs peuvent différer. Plus précisément, le calcul de l'accès solaire d'Aurora diffère légèrement de celui de Solmetric. Les différences sont les suivantes :
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Solmetric annule à tort la composante de lumière diffuse pendant les heures où le lieu ne reçoit pas de lumière solaire directe. C'est faux, car un endroit recevra toujours une lumière diffuse, même s'il y a de l'ombre ou si le soleil est derrière le plan du toit. Cette erreur se manifeste sur les toits à forte pente orientés à l'est ou à l'ouest, où le soleil est "derrière" le toit pendant une partie de la journée. Solmetric calcule donc un pourcentage d'accès solaire inférieur à 100 %, même s'il n'y a pas d'ombrage sur le site. Dans ce cas, Aurora vous renverra un accès solaire à 100 %, conformément à la définition ci-dessus.
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Solmetric utilise un pas de temps de 15 minutes, tandis qu'Aurora utilise un pas de temps d'une heure. Étant donné que les données météorologiques utilisées par les deux systèmes sont fournies sur une base horaire et que la position du soleil au cours d'une heure est relativement constante, cette différence devrait être faible.
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Aurora tient compte de l'irradiation réfléchie par le sol, alors que Solmetric ignore cette composante de l'irradiation. Cette différence est plus marquée dans les zones à albédo élevé, par exemple dans les zones à fortes chutes de neige.
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Aurora ajuste la quantité d'irradiation diffuse du ciel et réfléchie par le sol en fonction du site. En tenant compte de tous les objets modélisés dans le site, Aurora produit une estimation plus fine de ces deux composantes de l'irradiation que Solmetric.
Limites
Si l'accès solaire peut être utile pour quantifier de manière concise l'ombrage d'un site, il présente des limites inhérentes qui restreignent son utilité pour les simulations de performance. Cela s'explique par le fait que l'impact de l'ombrage sur la production d'énergie du système peut être fortement non linéaire. Par exemple, si un module est ombragé dans une conception d'onduleur de chaîne, le module ombragé diminuera également les performances des autres modules de la chaîne. Inversement, la production d'énergie d'une chaîne utilisant des micro-onduleurs ou des optimiseurs de courant continu ne sera pas affectée par l'ombrage dans la même mesure, même si l'accès solaire à travers la chaîne est le même dans les deux cas.
Le moteur de simulation d'Aurora surmonte ces limitations en intégrant son moteur d'irradiation à un moteur de simulation à base de circuits. Cela permet d'évaluer avec précision l'impact de l'ombrage sur les performances photovoltaïques.