Énergie solaire photovoltaïque
Semaine 9 : Modélisation du ciel

La lumière est composée d'ondes électromagnétiques. On dit que sa couleur est pure lorsque ces ondes ont une seule fréquence (ou, ce qui revient au même, une seule longueur d'onde). La lumière blanche est un mélange d'ondes de fréquences différentes (donc un mélange de plusieurs couleurs).

Les phénomènes d'absorption et de diffusion par l'atmosphère sont très différents selon la fréquence considérée

Le spectre de la lumière reçue au niveau du sol dépend donc de la masse atmosphérique et de l'état de l'atmosphère. Ce phénomène est en principe très important pour l'étude des modules photovoltaîques car, comme nous le verrons la semaine prochaine, leur sensibilité est très différentes en fonction de la couleur de la lumière reçue.

En principe, l'étude faite aux pages précédentes devrait être effectuée pour chaque fréquence séparément. Un tel travail nécessiterait des données relatives à l'atmosphère dont nous ne disposons pas. Pour cette raison, la modélisation effectuée aux pages précédentes a occulté le fait que le spectre solaire se modifie lors de la traversée de l'atmosphère (à l'exception de quelques corrections comme le fait d'avoir rendu le paramètre k_o fonction de la masse atmosphérique m).

Une alternative consiste à calculer seulement l'éclairement total (toutes longueurs d'onde confondues) et un petit nombre de caractéristiques du spectre. Pour l'instant, une seule de ces caractéristiques est identifiée, l'APE. On peut la déterminer par calcul en adaptant la méthode décrite à la page consacrée au spectre de la semaine passée.

Pour cela, on doit préalablement déterminer la fonction G_max(h) du lieu, ce qui peut se faire en traitant des données expérimentales comme expliqué la semaine passée, soit en calculant l'éclairement maximum sur plan horizontal (avec des valeurs appropriées des paramètres atmosphériques, et notamment un trouble additionnel nul).

Après avoir obtenu la valeur de l'éclairement global horizontal (par mesure ou par calcul), on peut calculer en divisant cette dernière par G_max, on obtient une valeur pour l'indice de clarté kt_cs du CREST. On en déduit la valeur de l'APE comme expliqué à la page consacrée au spectre de la semaine passée.

Il devrait aussi être possible, en se basant sur des expressions empiriques, de déterminer approximativement, a posteriori, le spectre solaire au niveau du sol en tenant compte de l'éclairement reçu. Le visiteur intéressé pourra consulter la référence suivante :

Notons encore que le spectre du rayonnement direct... à continuer.

Dernière mise à jour le 08-03-2008