Densité surfacique de puissance

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Densité surfacique de puissance
Unités SI W⋅m-2
Dimension
Nature scalaire
Symbole usuel
Expressions
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La densité surfacique de puissance, ou simplement puissance surfacique, est la quantité de puissance (débit d'échange d'énergie) par unité de surface. On l'exprime en watts par mètres carrés ( W⋅m-2 ou  W/m2) ou, plus rarement, en kilowatts-heures par mètre carré par an ( kW⋅h⋅m-2⋅a-1, sachant que 1 W⋅m-2 = 8,766 kW⋅h⋅m-2⋅a-1).

Ce terme est utilisé dans de nombreux domaines. La densité surfacique de puissance peut être un critère important lorsqu'il existe une contrainte sur la surface disponible.

Applications[modifier | modifier le code]

L'intensité des ondes électromagnétiques peut être exprimée en W/m2. C'est le cas, par exemple, de la constante solaire.

En génie énergétique[modifier | modifier le code]

Par ailleurs, on compare souvent différentes installations de production d'énergie renouvelable comme les éoliennes ou les panneaux photovoltaïques selon leur densité de puissance moyenne annuelle, mesurée en W/m2, et calculée en prenant leur production annuelle d'énergie, divisée par la surface de terrain occupée et le nombre d'heures dans une année.

En génie énergétique, la densité de puissance moyenne d’un dispositif ou d’une centrale (qui exploitent une source d'énergie) est la quantité moyenne d’électricité qu’elle produit rapportée à sa surface sur une période de temps donnée (par exemple, 1 jour, ou 1 an). Elle peut être confondue, à tort, avec la densité surfacique d'énergie.

Par exemple, en France, les éoliennes terrestres ont généralement une production de puissance de l'ordre de 2 W/m2 en moyenne sur l'année, et les centrales solaires situées dans le sud de la France ont généralement une production de puissance de l'ordre de 4 à 8 W/m2 en moyenne sur l'année.

La densité surfacique de puissance de la filière non renouvelable (fossile ou nucléaire) est généralement très supérieure à celle des filières renouvelables (éolienne, solaire, ...), car elle dépend peu de la superficie exploitée, contrairement aux filières renouvelables. Un exemple est donné dans le tableau comparatif ci-dessous.

Énergie nucléaire vs énergie solaire photovoltaïque
Paramètre\Centrale électrique Centrale nucléaire de Nogent Centrale photovoltaïque de Losse
Production annuelle (GW·h/an) ~18 000 ~84
Superficie du site (ha) 212 317
Densité de puissance, en moyenne annuelle (W⋅m−2) ~970 ~3
Rapport ~320 1

La densité de puissance solaire reçue par une surface au sol varie en fonction de l’angle d’incidence des rayons lumineux : plus cet angle augmente (c’est-à-dire, plus on se situe à une latitude élevée au-delà d'un tropique), plus cette densité de puissance reçue diminue.

Notes et références[modifier | modifier le code]

Voir aussi[modifier | modifier le code]

Article connexe[modifier | modifier le code]