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Comment reporter les obstacles sur le graphe de la course du soleil ?

Pour comprendre comment reporter les obstacles sur le graphe de la course du soleil, nous allons traiter un exemple concrêt.
Soit la maison ci-dessous sur laquelle deux modules solaires photovoltaïques sont installés sur la toiture orientée plein sud. L'environnement de la maison est constitué d'un arbre et de deux lampadaires.

Exemple de calcul des masques solaires sur des panneaux solaires




Ces deux objets (arbre + lampadaires) vont faire de l'ombre aux modules solaires photovoltaïques sur la toiture de la maison. Il reste à savoir à quelles périodes de l'année et de la journée ces objets vont faire de l'ombre aux modules photovoltaïques.

Pour répondre à cette question, la méthode est de reporter ces obstacles sur le graphe de la course du soleil.

Supposons que la maison soit située aux alentours de Marseille.

Il faut dans un premier temps se munir du graphe de la course du soleil à Marseille (ce graphe de la course du soleil est téléchargeable içi).

Graphe de la course du soleil à Paris


1ère étape : relever les points caractéristiques de la géométrie des obstacles

Les outils nécessaires pour réaliser cette étape sont une boussole (qui va permettre de mesurer l'azimut d'un point) et un clinomètre (qui va permettre de mesure la hauteur d'un point).

Ce relevé doit se faire au niveau des modules photovoltaïques. Il faut donc monter sur le toit à l'endroit où les modules photovoltaïques vont être posés, ainsi qu'illustré ci-dessous. Le point A est l'endroit où les mesures doivent être faites :

Les mesures de l'azimut et de la hauteur doivent être prises au niveau des modules photovoltaïques


Une fois qu'on se situe au niveau du point A (voir ci-dessus), on se place face au sud. Pour cela, on prend la boussole qui nous indique la direction du sud.

Les mesures de l'azimut et de la hauteur doivent être prises au niveau des modules photovoltaïques


Depuis cette position, voici ci-dessous ce qu'on pourrait voir :

Vue des obstacles faisant de l'ombre aux modules photovoltaïques


A partir de cette vision des obstacles, le but est de définir des points caractéristiques de la géométrie des obstacles.
Détails important : Tout ce qui se situe en dessous des modules ne pourra jamais provoquer d'ombre aux modules. Ainsi quand on parle de la géométrie de l'obstacle, on entend tout ce qui se trouve au dessus des modules.
Par exemple, pour l'arbre, on peut définir 6 points caracatéristiques de sa géométrie, ainsi qu'illustré ci-dessous :

Détermination des points caractéritiques de la géométrie de l'arbre


De même pour les lampadaires, on définit des points caractéristiques de leur géométrie :

Détermination des points caractéritiques de la géométrie des lampadaires


2ème étape :reporter les points caractéristiques sur le graphe de la course du soleil

Une fois les points caractéristiques déterminés, la suite consiste à reporter ces points sur le graphe de la course solaire. Pour cela, on mesure l'azimut et la hauteur de chacun des points caractéristiques définis précédemment.
L'azimut se mesure avec la boussole. La hauteur se mesure avec le clinomètre.
Par exemple, la hauteur du point A est l'angle noté H ci-dessous :

Détermination de la hauteur d'un point


L'azimut du point A est l'angle noté AZ ci-dessous :

Détermination de l'azimut d'un point


La mesure de l'azimut et de la hauteur est à effectuer pour tous les points définis précédemment.

Ensuite, il suffit de reporter les points sur le graphe de la course du soleil, sachant que l'axe des abscisses de ce graphe représente l'azimut et l'axe des ordonnées représente la hauteur.

Par exemple, les mesures (avec la boussole et le clinomètre) de l'azimut et de la hauteur du point A ont permis de savoir que : AZ=20° et H = 35°. On reporte alors ces deux valeurs dans le graphe de la course du soleil, ainsi qu'illustré ci-dessous :

Réaliser un relevé de masque


On reporte ensuite tous les autres points sur le graphe de la course du soleil :

Réaliser un relevé de masque


Le schéma ci-dessus est ce qu'on appelle un relevé de masque. On constate qu'on retrouve bien la forme des deux lampadaires et de l'arbre.