En termes pratiques, le soleil est une source d'énergie presque infinie. Sans aucune intervention humaine, assez de lumière frappe la surface de la Terre pour répondre aux besoins énergétiques de l'humanité - 8000 fois plus! L'astuce consiste à obtenir l'énergie de la lumière et sous une forme utilisable, habituellement l'électricité. Il y a un certain nombre de stratégies de collecte de la lumière du soleil et de le livrer à des panneaux photovoltaïques.
Montage fixe
La méthode la plus simple est de simplement monter les panneaux solaires dans une orientation fixe et laisser la chute de la lumière du soleil comme il le fera. Les panneaux doivent être orientés vers l'équateur - qui est, vers le sud dans l'hémisphère nord. Les panneaux doivent être orientés avec une inclinaison à peu près égale à la latitude de l'installation. L'énergie collectée augmente et diminue avec le temps du jour et les saisons.
Single-Axis Tracking
Dans les systèmes de suivi mono-axe, les panneaux sont montés comme dans un système fixe, sauf qu'ils tournent toute la journée pour suivre le soleil comme il se lève et se couche. Cela ajoute au coût et à la complexité du système, mais elle ajoute également de 10 à 25 pour cent de la puissance de sortie.
Dual-Axis Tracking
Les systèmes de suivi à deux axes ont deux axes indépendants de rotation, de sorte que les panneaux solaires pointent directement vers le soleil en permanence. En général, les trackers à deux axes sont plus de deux fois plus compliqué (et plus de deux fois plus cher) que les systèmes mono-axe avec pas beaucoup d'amélioration globale de la puissance de sortie. Ainsi, les systèmes à deux axes ne valent pas la dépense - sauf pour une classe très importante de capteurs solaires: concentrateurs solaires.
Concentrateurs solaires - Justification
panneaux photovoltaïques «ordinaires» convertissent une partie relativement petite de la lumière solaire qui les frappe en électricité - partout d'environ 10 à 20 pour cent. Il existe des matériaux cellulaires plus élevés d'efficacité solaire là-bas avec des rendements de 40 pour cent ou plus, mais ils sont coûteux à fabriquer. Ces matériaux hautement efficaces peuvent gérer plus de courant que la lumière solaire incidente va générer. Ainsi, plutôt que d'essayer de fabriquer des panneaux de grande surface à partir de ces matériaux, l'idée est de recueillir la lumière du soleil qui frappe une grande surface et le livrer à la petite surface de la cellule.
Concentrateurs solaires - Quelques exemples
Grande région de lentilles de Fresnel sont plates, l'optique rainurés avec un rapport de concentration optimale d'environ 150X. réflecteurs paraboliques ou réflecteurs paraboliques composés, sont des miroirs qui peuvent concentrer la lumière du soleil 500 fois, ou plus. Les systèmes hybrides combinent les deux miroirs et de lentilles pour concentrer la lumière du soleil 1000X ou plus. Lumière de guidage des systèmes piège la lumière du soleil dans une feuille très mince et de le livrer directement à un détecteur intégré, réduisant la masse et le volume du système.