Transcript L` énergie solaire photovoltaïque

LE PHOTOVOLTAÏQUE
Applications de l’énergie solaire
Le photovoltaïque c’est quoi ?
Comment cela fonctionne ?
Le photovoltaïque c’est la transformation de l’énergie solaire (photon) en électricité (volt).
Le générateur photovoltaïque produit par
le rayonnement solaire du courant continu
transformé en courant alternatif par un
onduleur compatible avec le réseau EDF.
L’énergie ainsi produite est injecté sur le
réseau.
NOTA : Si le réseau EDF est interrompu
l’onduleur
solaire
qui
n’est
plus
synchronisé sur la fréquence ne délivrera
plus d’énergie.
Composants du rayonnement solaire
Disponibilité de l’énergie solaire
Le rayonnement solaire est extrêmement variable suivant :
•
La latitude du site, la saison, l’altitude,
Les conditions météos (nébulosité, poussières, humidité …)
•
L’heure de la journée (angle/azimut du soleil)
•
Etc.…
Toutefois d’une année sur l’autre le rayonnement solaire reste sensiblement constant.
Rayonnement global
rayonnement direct + rayonnement diffus
Rappel des unités électrique PV
•
•
•
U : tension (en Volts)
I : courant (en ampères)
Wc : Le Watt crête caractérise la puissance d'un panneau photovoltaïque.
En courant continu :
•
Puissance : P= U x I (en W ; Watts)
•
Energie : E = U x I x t (en Wh ; Wattheures)
En courant alternatif (monophasé)
•
Puissance active : P= U x I x cos phi (W ; Watt)
•
Puissance apparente : S=U x I (en VA)
•
Energie : E= U x I x cos phi x t (en Wh ; Wattheures)
•
Wc = unité de puissance de référence en photovoltaïque
•
1 kWc = 1000 Wc
•
1 MWc = 1000 kWc
L’unité utilisée : le Watt crête (Wc)
La puissance crête (MPP)
représente la puissance
délivrée par le panneau au
point de puissance maximum
(dans le diagramme
Intensité/Tension) et pour
une irradiation solaire de
1000 W/m2 avec une cellule
à 25°C.
MPP : Maxi Power Point
L’ énergie solaire photovoltaïque :
Désigne l'énergie récupérée et transformée directement en électricité à partir de la
lumière du soleil par des panneaux photovoltaïques.
Elle résulte de la conversion directe dans un semi-conducteur d'un photon en électron.
L'énergie solaire photovoltaïque est également appelée énergie photovoltaïque.
RAPPEL: l'effet photovoltaïque a été découvert en 1839 par Antoine Becquerel, grand
père de Henri Becquerel qui découvrit en 1896 la radioactivité.
Définition du Watt-heure (Wh) :
Un Watt-heure correspond à l’énergie consommée ou délivrée par un système d’une
puissance de 1 Watt pendant une heure.
Unité de travail équivalente à 3 600 joules.
On utilise le plus souvent avec des multiples exprimés
en kWh (kilowattheure), avec 1kWh = 1000 Wh,
en MWh (mégawattheure), avec 1 MWh = 1 million de Wh
L’orientation et l’inclinaison
des modules
Une bonne orientation et une
bonne
inclinaison
pour
un
ensoleillement des panneaux à
toutes heures de la journée et à
toutes saisons, sans obstacles
pour ne pas créer de zones
d’ombres sur les panneaux garantit
un rendement optimum.
Trajectoire annuelle et journalière
du soleil
(hémisphère nord)
La constitution d’un module PV
Le matériau de base destiné à fabriquer les cellules constitutives des panneaux
solaires photovoltaïques est le silicium.
Le silicium naturel n'est pas utilisable directement et il doit subir quelques traitements
car c'est un isolant électrique et il doit devenir un semi-conducteur. Il faut d'abord le
débarrasser des impuretés qu'il contient. Ensuite, il faut lui réintroduire quelques
atomes de phosphore et de bore. La partie « dopée » au phosphore devient du
silicium « de type N » et la partie dopée au bore de « type P ».
La jonction des 2 types de silicium P et N donne un semi conducteur utilisable soit
dans l'électronique pour la fabrication des diodes; transistors; circuits intégrés et
microprocesseurs (communément appelés puces), soit pour la fabrication des
panneaux solaires.
L’effet solaire
L’effet photovoltaïque
Filière Photovoltaïque
Les différents types de Modules
photovoltaïques :
Influence de l’ensoleillement
Influence de la température
La puissance crête (MPP)
représente la puissance
délivrée par le panneau au
point de puissance maximum
(Intensité/Tension) et pour une
irradiation solaire de 1000
W/m2 avec une cellule à
25°C.
MPP : Maxi Power Point
3 Principes de Production
Auto
Consommation
Auto
Consommation
Revente Totale
EDF
Site Isolé
&
0,60176 € / kWh
Injection de
l’excédentaire
0,328 € / kWh
Les interlocuteurs du photovoltaïque
Différents systèmes de production
LES DIFFERENTS SYSTEMES
DE POSES
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•
•
•
•
En surimposition,
En intégration,
En brise-soleil,
En verrière,
Sur châssis,
Sur bac lesté.
Structure en surimposition
Structure en intégration
Structure brise-soleil
Structure verrière
Structure bac acier
Structure triangulée ou bac lesté
pour terrasse
Lexique d’une charpente
Relevé des masques :
Outils de relevé de masques
Report dans le diagramme solaire
Précaution pour évitée l’ombre portée
Rappel :
Les solstices sont 2 moments de l’année où le soleil atteint ses positions les plus
méridionales et septentrionales par rapport au plan de l’équateur céleste ou terrestre. Sur
la sphère céleste il atteint alors sa plus grande déclinaison, positive (+23°) ou négative (23°). Le jour du solstice d’été (juin) est le plus long de l’année alors que le solstice d’hiver
(décembre) marque la plus longue nuit de l’hiver.
L’équinoxe est un moment de l’année où le jour et la nuit sont approximativement de
même durée.
Ce qu’il faut retenir :
L’ombre portée est environ 3 fois la hauteur de l’obstacle.
Comment mesurer un arbre ?
Si vous n’avez pas d’instrument
adéquat, avec l’aide d’un bâton,
vous pouvez mesurer d’une
manière simple, la hauteur d’un
arbre.
En plaçant un bâton dans une
position verticale et en s’éloignant
de l’arbre jusqu’à ce que les
extrémités du bâton coïncident
avec ceux de l’arbre.
La distance d’où vous êtes
équivaut à la hauteur de l’arbre.
La hauteur de l’arbre E = (DxC)/B
Si votre bâton mesure 1m alors
E=D/B
Mieux si votre bâton est égale à la
longueur de votre bras alors E = D