Transcript E (kWh) - Qualit`EnR

Performances énergétiques
des systèmes PVR
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Installation photovoltaïque raccordée au réseau
(compétence électrique)
Version de janvier 2011
La démarche MDE
(Maîtrise de la demande d’électricité)
Source Hespul
PV (compétence électrique) – Chap. 6 : Productible
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La démarche « négaWatt »
= Réduire les besoins
(changements de comportement
et organisation de la société)
= Réduire l’énergie
nécessaire aux besoins
(technologie et procédés constructifs)
= Produire de l’énergie
propre et inépuisable
(Soleil = 5 milliards d’années à vivre !)
PV (compétence électrique) – Chap. 6 : Productible
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La démarche MDE
Une famille française composée de deux adultes et deux enfants
consomme en moyenne 3 000 à 4 000 kWh par an
(hors chauffage, eau chaude, et cuisson électrique)
PV (compétence électrique) – Chap. 6 : Productible
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Répartition moyenne de la consommation
électrique
PV (compétence électrique) – Chap. 6 : Productible
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La démarche MDE
APPAREILS
ECONOMIES REALISABLES
Télévision
33 %
Magnétoscope
83 %
Eclairage
68 %
Congélateur
64 %
Réfrigérateur
63 %
Sèche linge
12 %
Lave linge
29 %
APPAREILS EN VEILLE
PUISSANCE
ENERGIE
Télévision
7W
60 kWh/an
Magnétoscope
6W
50 kWh/an
Démodulateur (antenne parabolique)
15 W
130 kWh/an
Décodeur
10 W
87 kWh/an
Ampli d'antenne
2W
18 kWh/an
Chaîne Hi-Fi
7W
60 kWh/an
PV (compétence électrique) – Chap. 6 : Productible
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La démarche MDE
Impact sur la consommation d’électricité
En chassant le gaspillage, la consommation d’un foyer moyen peut
atteindre environ 2300 kWh, soit près de 30% d’économie facilement
réalisable.
PV (compétence électrique) – Chap. 6 : Productible
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La démarche MDE
Complémentarité MDE et PVR chez le particulier
Un générateur photovoltaïque de 2,5 kWc (20m2) sur un toit incliné à
18° et orienté Sud, produira en moyenne, environ
3800 kWh/an d’électricité.
Rappel: consommation moyenne d’un ménage économe, environ
2300 kWh/an
3800 kWh = 380 kg/an de CO évités*
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* 400g/kWh, source ADEME-EDF pour la Martinique
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Performance Ratio (PR)
Disparités dans les Pc des modules
Ecarts aux Conditions Standards
Energie reçue (ensoleillement)
Température
Intégration
Pertes dans les câbles DC
Déconnexion ou
fréquence réseau
Onduleur
Pertes dans les câbles AC
Précision mppt
Rendement
=
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Le Performance Ratio (PR)
 E (kWh) = Pc (kW) x Ei (h équivalent à 1kWh/m²) x PR
 PR (performance ratio) = de l’ordre de 0,60 à 0,80
 PR dépend :






de la dispersion de puissance des modules PV
de la température moyenne des modules PV
des pertes de câblage
du rendement moyen de l’onduleur
du suivi de Pmax (mppt)
du temps d’arrêt des onduleurs (tension réseau hors tolérance)
Ecart à CST
Faible
ensoleillement
Intégration
Disparité des
modules
+ câbles
Pmax
Onduleur
Réseau
Energie
électrique
Energie au
réseau
PV (compétence électrique) – Chap. 6 : Productible
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Productible des GPVR
Les paramètres nécessaires au calcul du productible
E (kWh) = Pc (kW) x Ei (nombre d’h équivalent à 1000W/m²) x RP
Les paramètres à déterminer:
 Pc: puissance crête, fixée par les caractéristiques du projet (surface, budget
client…)
 Ei :énergie incidente dans le plan des modules
 RP: ratio de performance, analyse qualitative de la performance du GPVR
Attention aux unités:
 E(kWh) : kWh électriques produits en sortie d’onduleur
 Pc(kW): puissance crête du GPVR exprimée en kW
 Ei (h équivalent à 1000W/m²) = Ei (kWh/m²/an): énergie solaire reçue dans le
plan des modules
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Les variables du rayonnement solaire
Irradiation fonction de l’inclinaison & orientation
Ensoleillement
maximal au
Lamentin :
~1900kWh/m²
par an
(Orientation
Sud ;
inclinaison 18°)
PV (compétence électrique) – Chap. 6 : Productible
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Les variables du rayonnement solaire
Irradiation fonction de l’inclinaison & orientation
Ensoleillement
maximal au
Raizet :
~2200kWh/m²
par an
(Orientation
Sud ;
inclinaison 22°)
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Performance Ratio (PR)
Type d’intégration
Modules non
ventilés
(intégration au bâti)
Ratio de performance PR
0,7*
(surimposés)
Modules très
ventilés
0,75*
0,8*
Modules ventilés
* estimations
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Productible des GPVR
Exemple de calcul et définition du productible
E (kWh) = Pc (kW) x Ei (nombre d’h équivalent à 1000W/m²) x RP
GPVR intégré en toiture chez un particulier:
 Pc = 2,5kWc, fixé par le budget du client
 Localisation : Martinique, toiture sud, inclinaison 18°, sans ombre
 Ei(au sol) ≈ 1850 kWh/m²/an ; Ei(modules) ≈ 1900 kWh/m²/an
 RP = 0,75 (entre 0,6 et 0,8), modules en surimposition toiture
E(kWh) ≈ 2,5 x 1900 x 0,75 ≈ 3560 kWh/an
injectés sur le réseau
Le productible de ce GPVR est de 1425 kWh/kWc/an
(1 kWc installé dans ces conditions produira environ 1425kWh
électrique par an)
PV (compétence électrique) – Chap. 6 : Productible
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Performances énergétiques
c
PV (compétence électrique) – Chap. 6 : Productible
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Productible des GPVR
Rappel des différentes unités utilisées en GPVR
Du côté du rayonnement solaire:
Définition
Unités
Puissance solaire
W/m²
Energie solaire Ei incidente au
sol
kWh/m²/an
Ordres de grandeur
0 à 1000 W/m²
Lille ≈ 1050 kWh/m²/an
Lyon ≈ 1250 kWh/m²/an
Nice ≈ 1700 kWh/m²/an
Martinique ≈ 1850 kWh/m²/an
Du côté du GPVR:
Définition
Unités
Puissance crête
Wc
Production électrique du GPVR
Productible du GPVR
kWh/an
kWh/kWc/an
Ordres de grandeur
0 à plusieurs MWc
Dépend de la taille du GPVR
Lille ≈ 900 kWh/kWc/an
Lyon ≈ 1000 kWh/kWc/an
Nice ≈ 1350 kWh/kWc/an
Martinique ≈ 1450 kWh/kWc/an
(dans les conditions optimales)
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Bilan énergétique d’une installation couplée au
réseau depuis 1994
 Installation photovoltaïque raccordée réseau de 2,2 kWc
 Vente du surplus
 Mornant (Rhône, métropole)
PV (compétence électrique) – Chap. 6 : Productible
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Bilan énergétique d’une installation couplée au
réseau depuis 1994
PV (compétence électrique) – Chap. 6 : Productible
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Bilan énergétique d’une installation couplée au
réseau depuis 1994
PV (compétence électrique) – Chap. 6 : Productible
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Bilan énergétique d’une installation couplée au
réseau depuis 1994
PV (compétence électrique) – Chap. 6 : Productible
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Bilan énergétique d’une installation couplée au
réseau depuis 1994
Bilan énergétique de l'installation PV de Gérard MOINE
Puissance 2,2 kWc
Inclinaison 20°
Energie moyenne
Orientation Sud Ouest
(kWh/an)
3000
2500
2000
1500
1000
500
0
1995 1996 1997 1998 1999 2000 2001 2002 2003 2004 2005 2006 Moyenne
Production
Consommation
Injection
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/12ans
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