Comprendre le fonctionnement des systèmes PV Le panneau photovoltaïque 4 Les rayons solaires traversent l'atmosphère ; en plein soleil une surface
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FORMATION
BÂTIMENTDURABLE
Jonathan FRONHOFFS
INSTALLATIONS
SOLAIRES
AUTOMNE2018
2Objectifs de la présentation
une installation solaire photovoltaïque 3Introduction :Que faire? SEnergie Renouvelable?
1.2.Technologies photovoltaïques
3.Le panneau photovoltaïque
4.5.Le placement des panneaux
6. 7.8.Les aspects financiers
Solaire ?
Cible50% des besoins en ECS
2/3 des besoins en électricité
Soit ~20 m² pour un logement unifamilial
AEouiEolien ?
AEnon rentable en domestique
Biomasse ?
Prix Disponibilité Concurrence agriculture stockage et transportEmissions localesPAC et microcogendomestique (1-2 kWe, ~14 kWth)
4Que faire : SER disponibles et faisabilité?
1. 5 6 7 près constant et égale 1370 W/m2 horizontale reçoit maximum 1000 W/m²Energie solaire disponible
reçoit du rayonnement direct et diffus.Belgique est en moyenne
de1000 kWh/m2
Source: Energieplus:http://www.energieplus-lesite.be/index.php?id=16759#018Energie solaire disponible
Optimum : 35
Source: Energieplus: http://www.energieplus-lesite.be/index.php?id=16759#0192.TECHNOLOGIES PHOTOVOLTAIQUES
10ŹWatt-crête (Wc)
puissance électrique maximale fournie dans des conditions standard de test (STC): -un ensoleillement de 1000W/m2; -une température des panneaux de 25C; -une répartition spectrale du rayonnement dit AM 1.5ŹWattheure (Wh)
Notions de base
Silicium polycristallin
11 Technologie : Surface PV correspondante à 1 kWcMonocristallins
(3-4 m², ~200 Wc/m², Ș16-22%)Modules
12Polycristallins
(5-6 m², ~170 Wc/m², Ș12-16%)Silicium amorphe
(8-15 m², 80-100 Wc/m², Ș9-10%)Source: energieplus-lesite.be
Technologie :
installation PV ŹPour une installation avec cellules en silicium cristallinŹPour une installation en toiture
ŹSi durée de vie installation = 30 ans AE
ŹSource : Hespul/ Ademe(France)
ŹRecyclage?
ŹObligation de reprise depuis 1/7/2016
ŹPVCycle
Ź96% de recylcage13
3.LE PANNEAU PHOTOVOLTAIQUE
14Structurepanneauclassique
15Source: energieplus-lestie.be
Structurepanneau: problèmes
ŹDécoloration du film encapsulant
ŹDélamination
ŹCorrosion des éléments électriques
ŹEncrassement
ŹCellules défectueuses
ŹDécoloration point de contact
ŹEnvironnemental: Matériaux parfois fluorés 16Structurepanneau: problèmes
ŹDécoloration du film encapsulant
17Source: firstgreen.com
Structurepanneau: problèmes
ŹEncrassement:
ŹMousse pousse sur cadre
18Source: firstgreen.com
Structurepanneau: problèmes
ŹDélamination
ŹCorrosion possible des éléments électriquesŹDécoloration
19Source: firstgreen.com
Structurepanneau: problèmes
ŹDécoloration points de contact
20Source: jonathanfronhoffs,
Cenergie
Structurepanneau: problèmes
ŹMicro fissures
ŹCrées en production ou transport/installationŹDégradation dans le temps
ŹCamera spécifique (IR proche)
ŹImportance de qualité de production
21Source: sinovoltaics.com
Structurepanneau: solutions
ŹAutres matériaux de couche arrière
ŹEncapsuler les cellules dans du verre (avant et arrière)ŹCoûteux
ŹCréer un "double-vitrage» PV
ŹDeux couches de verre
22Elémentsde choix: La fiche technique
AEVoiratelier -midi
ŹPuissance crête
ŹPower Output Tolerance
ŹSTC et NOTC
ŹPower TemperatureCoefficient
23Elémentsde choix: La fiche technique
244. 25
Générateur
photovoltaïqueSectionneur
courant continuOnduleur
Compteur
"certificats verts"Disjoncteur
courant alternatifTableau
Électrique
(avec protection différentielle)Compteur
électrique
Existant
(GRD) remplacé par un "A+/A-»Réseau
Applications
électriques
Courant continuCourant alternatif
-Transformation DC en AC -Fonction de synchronisation avec le réseau -Recherche permanente du point de puissance maximal (MPP) -Fonction de découplage du réseau©Energie Facteur 4 asbl
Schéma de système PV
26Schéma de système PV: Strings
27Ź1 string: 1 circuit en série, fonction de :
ŹLa puissance recherchée
de leurs performancesSchéma de système PV: Strings
2829
ŹTransformation AC AEDC
ŹSynchronisation à la fréquence du réseau (50 Hz)ŹOptimisation de la production par MPPT
ŹMaximum Power Point Tracking
ŹCompense les variations de production
ŹAngle et orientation du soleil
Ź1, 2 ou 3 MMPT AEautant de strings par onduleur 30ŹPoint de puissance maximale, varie en fonction de:
ŹLa température
ŹPar modification de la résistance (charge) appliquéeFiche technique
module 315.PLACEMENT DES PANNEAUX
32Intégration en toiture
ŹToiture inclinée
ŹToiture plate
ANCRAGELESTAGE
SYSTÈME
33Car PAS DE
ventilation par dessousAErefroidissement
AEmeilleur Ș
Source: archiexpo.fr & CSTC
34Une installation solaire sur mon toit?
ŹOptimum: Sud et 35
Source: apere.org
35Une installation solaire sur mon toit?
ŹProduction maximale par kWc
ŹCouverture 55% surface toiture
ŹCharge toiture élevée
ŹProduction maximale par m²
ŹCouverture 85% surface toiture
ŹFaible charge toiture
Source: http://mm.stedebouwarchitectuur.nl
36Une installation solaire sur mon toit?
Lestage nécessaire?
ŹGlissement
ŹSoulèvement
ŹRenversement
Source: CSTC
DEMO! 37Une installation solaire sur mon toit?
Surcharge de la toiture
ŹLestage de 450 kg/m²
ŹLestage de 0-5 kg/m²
Source: Schletter.de
Représentationde la charge de lestage
38Une installation solaire sur mon toit?
Surcharge de la toiture
ŹNBNEN199113
ŹCharge fonctionde (charge de neige)
ŹPour moinsde 100m AE30 cm de neigeAE60kg/m²ŹAjouterlepoidsdes panneaux
ŹAjouterlepoidsdu lestage
Source: Cenergie.be
39Une installation solaire sur mon toit?
Surcharge de la toiture
Source: Cenergie.be
40Une installation solaire sur mon toit?
Surcharge de la toiture
Source: hln.be
41Une installation solaire sur mon toit?
Surcharge de la toiture
Source: hln.be
42ŹSud et 15?
ŹFaible prise au vent
ŹCouverture élevée +55% (1 orientation)
ŹFaible charge toiture
ŹPertes rendements acceptables
Source: apere.org
Une installation photovoltaïque sur mon toit?
Orientation et inclinaison
43Source: archiexpo.fr
Une installation photovoltaïque sur mon toit?
Orientation et inclinaison
44Source: Cenergie
Une installation photovoltaïque sur mon toit?
Ombrage
45Source: Cenergie
Une installation photovoltaïque sur mon toit?
Ombrage
46Source: Cenergie
Une installation photovoltaïque sur mon toit?
Ombrage
47Des combinaisons possibles:
Des panneaux et une toiture verte?
ŹIncompatible avec une orientation E-O: facteur de couverture de toiture trop élevé Source: www.architectenweb.nlSource : Dunettet Kingsbury" Toits et murs végétaux»Source: http://mm.stedebouwarchitectuur.nl
48Des combinaisons possibles:
Des panneaux et une toiture verte?
Source: Cenergie
49Des combinaisons possibles:
pluie? ŹAmélioration par rapport à une toiture verte classiqueSource: Matriciel-BE
6. 5051
ŹLibéralisation du marché: chacun a le choix de son fournisseur ŹAlimenter uniquement le(s) compteur(s) des communs ŹProfiter du chantier pour réaliser 1 champ de capteurs