Calculateur d'angle d'inclinaison des panneaux solaires : meilleur angle pour les panneaux solaires chez moi

Qui peut utiliser ce calculateur d'angle d'inclinaison des panneaux solaires ?

Les propriétaires qui préparent une installation sur toit ou au sol, les installateurs qui ont besoin d'une vérification rapide, les propriétaires de cabanes isolées, de camping-cars et de bateaux, les enseignants et les élèves l'utilisent. Si vous pouvez trouver votre latitude, vous pouvez l'utiliser. Le calculateur aide aussi si vous avez déjà des panneaux et voulez savoir combien d'énergie un petit changement d'angle ferait gagner ou perdre. L'application d'angle photovoltaïque est aussi utile en classe, car elle montre comment la course du soleil change le meilleur angle d'un mois à l'autre. Si vous ne connaissez pas votre latitude, trouvez-la d'abord avec la Recherche de coordonnées GPS.

Fonctionnalités principales

• Une application gratuite de calculateur d'angle photovoltaïque qui fonctionne dans tous les navigateurs, sans rien à installer.
• Utilisez votre position actuelle, cherchez une adresse, cliquez sur la carte ou saisissez la latitude et la longitude.
• L'hémisphère est détecté automatiquement et l'orientation des panneaux est réglée sur le sud géographique ou le nord géographique.
• Angle d'inclinaison optimal pour toute l'année, pour l'été et pour l'hiver.
• Un tableau mois par mois avec la durée du jour, la hauteur du soleil à midi, la meilleure inclinaison et l'énergie à votre angle.
• Trois réglages de ciel (ensoleillé, moyen, nuageux) pour que le résultat corresponde à votre climat.
• La carte n'a pas de fond de carte par défaut. Un interrupteur en gras active les rues, le satellite ou le relief quand vous en avez besoin.
• Téléchargez un résumé PDF avec en-tête et filigrane maplity.com.
• Un tableau des angles d'été, d'hiver et de toute l'année pour 100 villes célèbres des États-Unis et d'Europe.

Pourquoi l'angle compte

La lumière du soleil qui arrive en biais se répartit sur une surface plus grande, donc chaque centimètre carré reçoit moins d'énergie. La perte suit le cosinus de l'angle entre la lumière du soleil et une ligne tracée perpendiculairement au panneau. Si le soleil est à 60 degrés de cette ligne, le panneau reçoit seulement la moitié de la lumière qu'il recevrait face au soleil, car cos 60° = 0,5. Le but de l'inclinaison est de garder le soleil le plus près possible de l'incidence directe, pendant le plus d'heures et de mois possible.

Comment le soleil se déplace au cours de l'année

L'axe de la Terre est incliné d'environ 23,45 degrés. À cause de cela, le point de la Terre où le soleil est à la verticale se déplace entre 23,45°N en juin et 23,45°S en décembre. Cet angle s'appelle la déclinaison solaire. À midi, la hauteur du soleil au-dessus de l'horizon à la latitude φ est :

À New York (latitude 40,7°N), le soleil de midi atteint environ 73 degrés au-dessus de l'horizon en juin et seulement environ 26 degrés en décembre. Les jours durent 14,9 heures en juin et 9,1 heures en décembre. Tout ce qui concerne les angles d'été et d'hiver vient de cette oscillation.

Formule de l'angle d'inclinaison des panneaux solaires

Ces formules montrent comment calculer l'angle d'inclinaison des panneaux solaires. On les trouve dans les guides d'installation et dans ce calculateur :

Ici φ est votre latitude en degrés (utilisez la valeur absolue dans l'hémisphère sud) et β est l'inclinaison par rapport à l'horizontale. Les deux dernières règles valent pour le sommet de la saison, pas pour tout le semestre. C'est pourquoi les angles de semestre des tableaux ci-dessous sont plus bas pour l'été et proches de la règle pour l'hiver.

Comment calculer à la main l'angle d'inclinaison des panneaux solaires

1. Trouvez votre latitude. Pour New York, c'est 40,7° N.
2. Choisissez le jour. Le 21 juin, la déclinaison est de +23,45°, aux équinoxes elle est de 0° et le 21 décembre elle est de -23,45°.
3. Soustrayez : le 21 juin, l'inclinaison de midi est |40,7 - 23,45| = 17,3°. Aux équinoxes, elle est de 40,7°. Le 21 décembre, elle est de |40,7 + 23,45| = 64,2°.
4. Pour un panneau fixe, utilisez la règle annuelle : 3,7 + 0,69 x 40,7 = 31,8°.
5. Orientez le panneau vers le sud géographique (vers le nord géographique dans l'hémisphère sud).

La méthode à la main oriente le panneau vers le soleil de midi. Elle ignore le soleil du matin et du soir, la durée du jour, l'atmosphère et les nuages. C'est pourquoi le calculateur ci-dessus utilise un modèle de rayonnement : pour New York, il donne 32° pour toute l'année, ce qui est proche du résultat à la main.

Pourquoi ce calculateur utilise un modèle de rayonnement

Le modèle suit une méthode standard des manuels d'ingénierie solaire. Pour chaque mois, il fait cinq choses :

1. Il calcule la lumière du soleil au-dessus de l'atmosphère à partir de votre latitude et de la déclinaison du soleil.
2. Il réduit cette lumière selon le trajet à travers l'atmosphère. Le soleil bas d'hiver traverse plus d'air, donc plus de lumière est perdue.
3. Il applique votre réglage du ciel, qui représente la fréquence à laquelle les nuages cachent le soleil dans votre climat.
4. Il sépare la lumière en rayons directs du soleil et en lumière diffuse venant de tout le ciel.
5. Il additionne la lumière qui atteint un panneau à chaque inclinaison de 0 à 90 degrés, puis retient l'inclinaison au total le plus élevé pour la période.

La lumière diffuse ne dépend pas beaucoup de l'inclinaison, et les nuages augmentent sa part. Les endroits nuageux ont donc des angles optimaux plus bas que les endroits ensoleillés à la même latitude.

Tableau de l'angle d'inclinaison des panneaux solaires selon la latitude

Ce tableau de l'angle d'inclinaison des panneaux solaires montre l'angle optimal pour des panneaux tournés vers l'équateur, dans un climat moyen. La dernière colonne est la règle annuelle de la formule ci-dessus, pour que vous puissiez la comparer avec le modèle de rayonnement. Les angles inférieurs à 10° sont affichés comme 10° pour que la pluie puisse laver la vitre. Pour l'hémisphère sud, utilisez la latitude sans son signe et échangez les saisons : l'été va d'octobre à mars.

Pourquoi les angles d'été sont bas

En été, le soleil de midi est haut dans le ciel et les jours sont longs. À 40°N, le soleil se lève bien au nord-est, à environ 58 degrés à l'est du nord, et se couche au nord-ouest. Un panneau raide orienté au sud est presque de chant par rapport à ce soleil du début et de la fin de journée. Un panneau plus à plat le capte. La lumière d'été est aussi un peu plus directe, mais une grande partie reste diffuse, et la lumière diffuse atteint un panneau à plat depuis tout le ciel.

Ce que disent les chiffres

Pour le semestre d'été (d'avril à septembre dans le nord), le calculateur donne 13° à 40° de latitude et 22° à 50° de latitude. C'est à peu près un tiers à la moitié de la latitude. Si seul le sommet de l'été vous intéresse, le meilleur mois est juin, quand la meilleure inclinaison pour New York est d'environ 0°, presque à plat. L'ancienne règle « latitude moins 15 degrés » est un peu raide pour tout le semestre, mais c'est un choix sûr pour une inclinaison fixe d'été.

Conseils pratiques pour l'été

• Ne descendez pas sous 10 degrés. Des panneaux plus à plat gardent l'eau et la poussière sur la vitre.
• Les panneaux chauds produisent moins. Les panneaux en silicium perdent environ 0,3 à 0,4 pour cent de puissance par degré Celsius au-dessus de 25°C, donc laissez un espace derrière le panneau pour l'air.
• Dans l'hémisphère sud, l'angle d'été s'applique d'octobre à mars.
• Près de l'équateur, le soleil passe presque à la verticale, donc une petite inclinaison de 10 à 15 degrés convient toute l'année.

Pourquoi les angles d'hiver sont raides

En hiver, le soleil de midi est bas. À 40°N, le 21 décembre, il n'est qu'à environ 26 degrés au-dessus de l'horizon. Pour faire face à ce soleil bas, le panneau doit être très incliné, près de 64 degrés pour le seul soleil de midi. Une forte inclinaison réduit aussi la lumière qui rebondit sur la vitre sous un angle rasant, et fait glisser la poussière et l'eau. Le meilleur angle pour les panneaux solaires en hiver est en général votre latitude plus 10 à 15 degrés.

Ce que disent les chiffres

Pour le semestre d'hiver (d'octobre à mars dans le nord), le calculateur donne 54° à 40° de latitude et 62° à 50° de latitude. En décembre, le mois le plus sombre, la meilleure inclinaison pour New York est d'environ 65°. L'énergie d'hiver est faible même au meilleur angle, donc le gain vient du fait de rendre un petit chiffre un peu plus grand.

Neige, jours courts et systèmes hors réseau

• La neige glisse des panneaux raides. La neige fraîche au sol réfléchit 60 à 90 pour cent de la lumière, et les panneaux raides en captent une bonne partie.
• Les systèmes hors réseau doivent tenir le pire mois. Si vous alimentez une cabane, un bateau ou une pompe avec des batteries, choisissez l'angle d'hiver, pour que le mois le plus sombre décide de votre conception.
• Les maisons raccordées au réseau regardent l'énergie annuelle, donc l'angle de toute l'année est en général meilleur.
• Les structures très raides prennent plus de vent. Respectez les limites du fabricant du support et votre code de la construction local.

Choisir un angle fixe

Un panneau fixe a besoin d'un angle qui convient à toutes les saisons. Le calculateur trouve l'angle qui maximise l'énergie totale sur l'année. Il est inférieur à votre latitude, car l'été apporte plus d'énergie que l'hiver. La courbe est plate près du sommet : pour New York, une erreur de 5 degrés coûte seulement environ 0,3 pour cent et une erreur de 10 degrés environ 1,1 pour cent. Choisissez l'angle le plus proche que votre toit ou votre structure permet.

Régler avec les saisons

Le tableau montre ce que New York gagne en changeant l'inclinaison au cours de l'année, par rapport à un seul angle fixe.

Deux changements par an captent presque tout le gain possible. Quatre changements ajoutent très peu. Les changements mensuels ne valent l'effort que pour un montage de recherche ou un suiveur solaire.

Quelle inclinaison pour quel objectif

Vers où les panneaux solaires doivent-ils être orientés ?

Orientez les panneaux vers l'équateur : le sud géographique dans l'hémisphère nord et le nord géographique dans l'hémisphère sud. Utilisez la direction géographique, pas la lecture d'une boussole, car le nord magnétique diffère du nord géographique jusqu'à environ 20 degrés selon le lieu. À titre indicatif, une erreur de direction de 15 degrés coûte 1 à 2 pour cent de l'énergie annuelle, 30 degrés coûtent 3 à 5 pour cent et 45 degrés coûtent 8 à 12 pour cent. Un toit orienté à l'est ou à l'ouest perd 15 à 20 pour cent, mais produit davantage le matin ou le soir, ce qui peut convenir aux foyers qui consomment la plus grande partie de leur électricité à ces heures.

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