Développée par des scientifiques espagnols, la conception du système proposé serait capable d’atteindre des températures d’eau supérieures à 70 degrés Celsius et de couvrir environ 85 % de la consommation annuelle d’eau chaude sanitaire d’un ménage de six personnes.
Un groupe de scientifiques de l’Université de Cordoue, en Espagne, a développé une conception de système photovoltaïque pour la production d’eau chaude qui utiliserait environ 95% de l’énergie disponible qu’il peut générer.
Le système se compose d’un réservoir d’eau de 300 litres avec résistance électrique, connecté à un système photovoltaïque de 1,6 kW au moyen d’un système de conversion électronique expérimental à faible coût. « C’est un modèle polyvalent, durable et économique, qui ne produit qu’une perte d’énergie de 5% », a déclaré le principal auteur de la recherche, Luis Cámara-Díaz.
Le système est équipé d’un suivi du point de puissance maximum (MPPT) car il doit fonctionner en permanence au point de puissance maximum. « Sans utiliser d’onduleurs ou de batteries, qui sont plus courants dans les installations solaires photovoltaïques traditionnelles, nous avons développé un système électronique à faible coût capable d’agir comme un dispositif MPPT », ont expliqué les chercheurs. « Garder une tension de référence fixe est la méthode de suivi MPPT utilisée. »
Une carte de microcontrôleur maintient la tension de référence aux niveaux requis et un transistor à effet de champ métal-oxyde-semiconducteur (MOSFET) conduit ou coupe le courant, en fonction de la tension. « La tension de référence, déterminée par le système de contrôle, est équivalente à la tension maximale du point de puissance résultant du regroupement de modules photovoltaïques », ont expliqué les universitaires.
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L’approche proposée a été testée sur un système photovoltaïque construit avec cinq modules JinkoSolar JKM330PP d’une puissance de 330 W chacun. Le réchauffeur électrique pour produire de l’eau chaude a une puissance nominale de 3 kW et une résistance électrique de chauffage de 37,8 V. Les panneaux solaires ont été connectés en série pour atteindre une tension nominale de fonctionnement proche de la tension du réseau électrique.
Le système s’est avéré atteindre des températures d’eau supérieures à 70 degrés Celsius et couvrir environ 85 % de la consommation annuelle d’eau chaude sanitaire d’un ménage de six personnes. « La nouveauté introduite par ce système électronique à faible coût est qu’il est possible de convertir l’énergie photovoltaïque disponible en chaleur, que le niveau de rayonnement solaire existant soit élevé ou faible », a déclaré Cámara-Díaz.