INSTALLATIONS SOLAIRES PHOTOVOLTAÏQUES

1 FORMATIONB TIMENTDURABLEJ onathan FRONHOFFSL installation solaire photovolta que de A ZINSTALLATIONS SOLAIRES PHOTOVOLTA QUESAUTOMNE20182 Objectifs de la pr sentation Connaitre les diff rents l ments que constituent une installation solaire photovolta que Comprendre le fonctionnement des syst mes PV Connaitre les aspects financiers Apprendre les l ments de choix Savoir quels sont les points d attention pour l installation3 Introduction :Que faire? Sources d Energie Renouvelable? nergie photovolta panneau photovolta installation photovolta placement des immeubles d optimisation des aspects financiersPlan de l expos Solaire ? Cible 50% des besoins en ECS 2/3 des besoins en lectricit Soit ~20 m pour un logement unifamilial oui Eolien ? non rentable en domestique Biomasse ?

2 Prix Disponibilit Concurrence agriculture stockage et transport Emissions locales PAC et microcogendomestique (1-2 kWe, ~14 kWth) = utilisation rationnelle du gaz et de l lectricit (URE) nergie renouvelable4 Que faire : SER disponibles et faisabilit ? NERGIE SOLAIRE5 Variation de l nergie solaire Effet li aux saisons6 Effet de la n bulosit Variation de l nergie solaire7 En dehors de l atmosph re terrestre, le rayonnement nerg tique est peu pr s constant et gale 1370 W/m2 Les rayons SOLAIRES traversent l atmosph re ; en plein soleil une surface horizontale re oit maximum 1000 W/m Energie solaire disponible Le gisement solaire moyen en Belgique Une surface expos e re oit du rayonnement direct et diffus. L ensoleillement annuel en Belgique est en moyenne de1000 kWh/m2 Source: Energieplus: #018 Energie solaire disponible Influence de l orientation et de l inclinaison des panneaux Optimum : 35 d inclinaison, orientation plein sudSource: Energieplus: # PHOTOVOLTAIQUES10 Watt-cr te (Wc)puissance lectrique maximale fournie dans des conditions standard de test (STC):-un ensoleillement de 1000W/m2;-une temp rature des panneaux de 25 C;-une r partition spectrale du rayonnement dit AM Wattheure (Wh)1 Watt-heure nergie consomm e ou d livr e par un syst me d une puissance de 1 Watt pendant une heure.

3 Notions de baseSilicium polycristallin11 Technologie : Surface PV correspondante 1 kWc Monocristallins(3-4 m , ~200 Wc/m , 16-22%)Modules12 Polycristallins(5-6 m , ~170 Wc/m , 12-16%)Silicium amorphe (8-15 m , 80-100 Wc/m , 9-10%)Source: Technologie : Temps de Retour Energ tique d une installation PV Pour une installation avec cellules en silicium cristallin Temps de Retour Energ tique = 19 .. 40 mois D pend de l ensoleillement Pour une installation en toiture Si dur e de vie installation = 30 ans facteur 8 .. 18 Source : Hespul/ Ademe(France) Recyclage? Obligation de reprise depuis 1/7/2016 PVCycle 96% de PANNEAU PHOTOVOLTAIQUE 14 Structured unpanneauclassique15 Source: Structured unpanneau: probl mes D coloration du film encapsulant D lamination Corrosion des l ments lectriques Encrassement Cellules d fectueuses D coloration point de contact Environnemental: Mat riaux parfois fluor s16 Structured unpanneau: probl mes D coloration du film encapsulant17 Source: unpanneau: probl mes Encrassement: Mousse pousse sur cadre18 Source: unpanneau: probl mes D lamination Corrosion possible des l ments lectriques D coloration19 Source: unpanneau: probl mes D coloration points de contact Pas d effet sur la production20 Source: jonathanfronhoffs, CenergieStructured unpanneau.

4 Probl mes Micro fissures Cr es en production ou transport/installation D gradation dans le temps Pas d tectable l il nu Camera sp cifique (IR proche) Importance de qualit de production21 Source: unpanneau: solutions Autres mat riaux de couche arri re Encapsuler les cellules dans du verre (avant et arri re) Co teux Cr er un double-vitrage PV Deux couches de verre 22El mentsde choix: La fiche technique Voiratelier d apr s-midi Points d attention: Puissance cr te Power Output Tolerance STC et NOTC Power TemperatureCoefficient23El mentsde choix: La fiche INSTALLATION PHOTOVOLTAIQUE 25G n rateur photovolta que Sectionneurcourant continuOnduleurCompteur"certificats verts"Disjoncteur courant alternatifTableau lectrique(avec protection diff rentielle)Compteur lectriqueExistant (GRD) remplac par un A+/A- R seauApplications lectriquesCourant continuCourant alternatifDiff rentes fonctions de l onduleur :-Transformation DC en AC-Fonction de synchronisation avec le r seau-Recherche permanente du point de puissance maximal (MPP)-Fonction de d couplage du r seau Energie Facteur 4 asblSch ma de syst me PV26 Sch ma de syst me PV: Strings27 1 string: 1 circuit en s rie, fonction de : La puissance recherch e Correspondance avec la puissance de l onduleur L orientation des panneaux L ombrage des panneaux En cas d optimisation.

5 Grouper les panneaux en fonction de leurs performancesSch ma de syst me PV: Strings28L onduleur29 Transformation AC DC Synchronisation la fr quence du r seau (50 Hz) Optimisation de la production par MPPT Maximum Power Point Tracking Compense les variations de production Angle et orientation du soleil Ombrages: structures (chemin es,..) et m t o (nuages,..) 1, 2 ou 3 MMPT autant de strings par onduleurL onduleur: MPPT30 Point de puissance maximale, varie en fonction de: L ensoleillement La temp rature Par modification de la r sistance (charge) appliqu e dans l onduleurL onduleur: MPPT Fiche technique DES PANNEAUX32 Int gration en toiture Toiture inclin e Toiture plateANCRAGELESTAGESYST ME D efficace PAS DE ventilation par dessous refroidissement meilleur Source: & CSTC34 Une installation solaire sur mon toit?

6 L orientation Influence de l orientation et de l inclinaison des panneaux Optimum: Sud et 35 Source: installation solaire sur mon toit? Orientation optimale Production maximale par kWc Couverture 55% surface toiture Charge toiture lev e Orientation Est-Ouest Production maximale par m Couverture 85% surface toiture Faible charge toiture Source: : installation solaire sur mon toit?Lestage n cessaire? Prise au vent Glissement Soul vement RenversementSource: CSTCDEMO!37 Une installation solaire sur mon toit?Surcharge de la toiture Toiture verte extensive: 30-100 kg/m Toiture verte intensive: 100-400 kg/m Pour une installation solaire 35 : Lestage de 450 kg/m Lestage de 0-5 kg/m Source: sentationde la charge de lestage38 Une installation solaire sur mon toit?Surcharge de la toiture Surcharge admissible NBNEN1991 1 3 Charge fonctionde l altitude(charge de neige) Pour moinsde 100m 30 cm de neige 60kg/m Ajouterlepoidsdes panneaux Ajouterlepoidsdu lestage D finir/Trouverles valeursde conceptiondu b timentSource: installation solaire sur mon toit?

7 Surcharge de la toitureSource: installation solaire sur mon toit?Surcharge de la toitureSource: installation solaire sur mon toit?Surcharge de la toitureSource: Le compromis Sud et 15 ? Avantages Faible prise au vent Couverture lev e +55% (1 orientation) Faible charge toiture Pertes rendements acceptablesSource: installation photovolta que sur mon toit? Orientation et inclinaison43 Source: installation photovolta que sur mon toit? Orientation et inclinaison44 18 INSTALLATIONS ind pendantes +-1kWc/installation 15 et +-SudSource: CenergieUne installation photovolta que sur mon toit? Ombrage45 Source: Cenergie Simulation +-3 x hauteur obstacle Situation au 21/12 Une installation photovolta que sur mon toit? Ombrage46 Source: CenergieUne installation photovolta que sur mon toit? Ombrage47 Des combinaisons possibles:Des panneaux et une toiture verte?

8 Am lioration de la diversit Incompatible avec une orientation E-O: facteur de couverture de toiture trop lev Source: : Dunettet Kingsbury Toits et murs v g taux Source: combinaisons possibles:Des panneaux et une toiture verte? Attention l entretien!Source: Cenergie49 Des combinaisons possibles:Des panneaux et la r cup ration d eau de pluie? Qualit de l eau: pas de probl mes Solaire + R cup ration d eau de pluie et toiture verte Am lioration par rapport une toiture verte classiqueSource: IMMEUBLES D APPARTEMENT5051 Principe g n ral Interdiction de revente d lectricit Lib ralisation du march : chacun a le choix de son fournisseur Solution? Alimenter uniquement le(s) compteur(s) des communs Profiter du chantier pour r aliser 1 champ de capteurs Divis sur plusieurs onduleurs Chaque onduleur alimente 1 compteur Compliqu d un point de vue copropri t Qui peut b n ficier de l lectricit produite52 Etude en 2016 pour SLRB et Bruxelles Environnement Enregistrement et analyse des profils lectriques de communs 16 b timents tudi s Constats: Pas de fortes variations dans la journ e Relation lin aire entre la taille et la puissance absorb eQuelle puissance installer?

9 53 Etude en 2016 pour SLRB et Bruxelles EnvironnementQuelle puissance installer?54 Compteurs/d coupleursintelligents R partition des consommations en fonction de la c te part d alternative?55 Contrats DES INSTALLATIONS5657 Si installation existante V rifier tat de l installation, propret ,.. Contr le de la production par string Nettoyage ventuel Simulation de la production > < production r elle Optimisation financi re: minimiser la r injection Si installation neuve Ajout d optimiseurs Profiter du chantier pour r aliser 1 champ de capteurs Divis sur plusieurs onduleurs Chaque onduleur alimente 1 compteur Compliqu d un point de vue copropri t Optimisation des installationsOptimisation des installations58| 4 2015 SolarEdge~=BoostMPPTT opologies de ConversionR seau~=BoostMPPTM icro OnduleurArchitecture Distribut eDCR seauR seau~=BoostMPPT~=BoostMPPT~=BoostMPPT~=B oostMPPTO nduleurStringBoostMPPTB oostMPPTB oostMPPT~=BoostMPPTC onfidential Optimiseurs/Micro-onduleurs Principe.

10 Optimiser la production par panneau sans p naliser le string entier 2 options Micro-onduleur par panneau passage DC en AC Optimiseur DC-DC MPPT Permet le suivi par panneau Orientation (et ombrage) diff rent possible Tol rances de fabrication pas p nalisant Fabricants les plus repr sent s: Enphase(micro-onduleur) SolarEdge(optimiseur DC-DC)Optimisation des installationsOptimisation des INSTALLATIONS | 10 2015 SolarEdgeSupervision au niveaumoduleLes modules sont pr sent s sur une carte virtuelle du siteUne alerte (jaune) appara t pour les modules sous performantsOptimisation des INSTALLATIONS PID: Potentialinduceddegradation Peut atteindre une chute de performance de 20% (d apr s le fabricant) Inverser l effet du PID Comment? Injecter du courant dans le sens inverse la nuit. Pas d exp rience avec le produit Nouveaux modules No-PID FINANCIERS62Co t : Investissement(Source : Brugel)63 Baisse des prix en /kWc < 2000 / kWc < 5 kWc : /kWc < 10 kWc : /kWc 10-100 kWc: /kWc > 100: /kWcOctroi de certificatsvertsRevenus financiers# de CV/MWh1 CV pour la production de PRIX MARCHE (CV 85 )Toutes tailles2,4CV / MWh417 kWh204 /MWhCo t : Aides la production et Economie (Bruxelles)64 Nombre de certificats verts octroy s a BXL (date de mise en service post rieure au 02/08/2013) Aides calcul es pour TRS =.