Cours danalyse de projets dénergies propres Analyse de projets dinstallation photovoltaïque Photo...

Cours d’analyse de projets d’énergies propresCours d’analyse de projets d’énergies propres

Analyse de projets Analyse de projets d’installation photovoltaïqued’installation photovoltaïque

Photo : Centre de la technologie de l’énergie de CANMET - Varennes

Installation photovoltaïque sur un centre de recherche national, Québec, Canada

© Ministre de Ressources naturelles Canada 2001 – 2004.

ObjectifsObjectifs

• Réviser les principes de base des Réviser les principes de base des installations photovoltaïquesinstallations photovoltaïques

• Décrire les enjeux importants Décrire les enjeux importants d’une analyse de projet d’installation d’une analyse de projet d’installation photovoltaïquephotovoltaïque

• Présenter le modèle RETScreenPrésenter le modèle RETScreen®® pour pour les projets les projets d’installation photovoltaïqued’installation photovoltaïque


Qu’est-ce que les installations Qu’est-ce que les installations PV fournissent?PV fournissent?

• Électricité (CA/CC)Électricité (CA/CC)

• Pompage de l’eauPompage de l’eau

…mais aussi…

Fiabilité

Simplicité

Système modulaire

Image

Silence

Système d’éclairage solaire pour une maison,Ouest du Bengale, Inde

Photos : Harin Ullal (NREL PIX)


Composants d’une installation Composants d’une installation PVPV

• ModulesModules

• Stockage : batteries, Stockage : batteries, réservoirréservoir

• Conditionneur d’énergieConditionneur d’énergie Onduleur

Contrôleur de charge

Redresseur

Convertisseur CC à CC

• Autres génératrices : diesel/essence, éolienneAutres génératrices : diesel/essence, éolienne

• PompePompe

Source : Photovoltaics in Cold Climates, Ross & Royer, eds.


Systèmes raccordés au réseauSystèmes raccordés au réseau

• Intégration du PVIntégration du PV

Distribué

Centralisé

• Types de réseauTypes de réseau

Central

Isolé

• Ne sont Ne sont habituellement pas habituellement pas rentables sans rentables sans subventionssubventions Source : Photovoltaics in Cold Climates, Ross & Royer, eds.


Systèmes hors réseauSystèmes hors réseau

• ConfigurationConfiguration Autonome

Hybride

• Souvent très rentableSouvent très rentable De petites charges sont

préférables

(< 10 kWp)

Coût d’investissement plus bas

que le coût de l’extension du

réseau

Coût d’exploitation et d’entretien

plus bas que celui de génératrices

et de batteries non rechargeables

Source : Photovoltaics in Cold Climates, Ross & Royer, eds.


Systèmes de pompage de l’eauSystèmes de pompage de l’eau

• Catégorie spéciale de systèmeCatégorie spéciale de systèmehors réseauhors réseau

• Souvent rentableSouvent rentable

Abreuvoir à bétail

Alimentation en eau d’un village

Alimentation en eau sanitaire

Source : Photovoltaics in Cold Climates,Ross & Royer, eds.


Ressource solaireRessource solaire

• 1 W1 Wpp de PV = 800 à 2 000 Wh par année de PV = 800 à 2 000 Wh par année

Latitude

Ennuagement

• La ressource solaire hivernale est La ressource solaire hivernale est critique pour les systèmes hors réseaucritique pour les systèmes hors réseau

Angles d’inclinaison plus grands (latitude +15º)

Systèmes hybrides

• La ressource solaire annuelle est critique pour La ressource solaire annuelle est critique pour les systèmes raccordés au réseaules systèmes raccordés au réseau

Systèmes de poursuite solaire lorsqu’il y a une forte

proportion de rayonnement solaire direct

Photo : Environnement Canada


Corrélation entre la charge et Corrélation entre la charge et ll’’énergie solaireénergie solaire

• Corrélation Corrélation saisonnièresaisonnière

Irrigation

Chalet

• Corrélation diurneCorrélation diurne

Positive, nulle et

négative

Source : Photovoltaics in Cold Climates, Ross &

Royer, eds.

Photo : Sandia Nat. Lab. (NREL PIX)

Photo : BP Solarex (NREL PIX)

NégativePositive

Nulle

© Minister of Natural Resources Canada 2001 – 2004.

Maison raccordée au réseau, 1 kW (38º N, Californie)

Énergie = 1,6 MWh/an Coût = 0,35 $/kWh Coût du réseau = 0,08 $/kWh

Exemples de coûts de Exemples de coûts de systèmes PVsystèmes PV

Système hybride hors réseau de télécommunication, 2,5 kW (50º S, Argentine)

Énergie = 5 MWh/an, (PV=50 %) Coût = 2,70 $/kWh Coût génératrice/batterie = 4,00

$/kWh© Ministre de Ressources naturelles Canada 2001 – 2004.

Champ

Onduleur

Installation

Divers

Champ

Batterie

Des.&Install

Génératrice

Source d’énergie

Exploitation

Divers

Enjeux d’un projet Enjeux d’un projet d’installation photovoltaïque d’installation photovoltaïque

• Distance du réseau Distance du réseau électriqueélectrique

• Coût d’une visite des lieuxCoût d’une visite des lieux

• Coûts de l’exploitation et Coûts de l’exploitation et de l’entretiende l’entretien

• Fiabilité par rapport au Fiabilité par rapport au coûtcoût

• Gérer les attentesGérer les attentes

• Aspect social Aspect social

• Valeurs intangiblesValeurs intangibles Image Bénéfices environnementaux Réduction du bruit et de la

pollution visuelle Modularité et simplicité du

système

Photo : Vadim Belotserkovsky

Station de relais NorthwesTel Mountaintop, Nord de la Colombie-Britannique, Canada


Exemples : Tibet, Botswana, Swaziland et KenyaExemples : Tibet, Botswana, Swaziland et KenyaLanterne solaire et systèmes PV Lanterne solaire et systèmes PV résidentielsrésidentiels

• Le coût de l’extension du réseau est prohibitif Le coût de l’extension du réseau est prohibitif

• Petites chargesPetites charges

• Entretien localEntretien local

• SimpleSimple

• FiableFiable Photo : Simon Tsuo (NREL PIX)


Photo : Frank Van Der Vleuten(Renewable Energy World)

Photo : Energy Research Center of the Netherlands

Photo : Energy Research Center of the Netherlands

Batik réalisé à des fins éducatives Système solaire résidentiel

Système solaire résidentielMaison du personnel médical


Exemples : Finlande et CanadaExemples : Finlande et Canada

Maisons et chalets en régions Maisons et chalets en régions isoléesisolées

• Système modulaireSystème modulaire

• SimpleSimple

• Réduction du bruitRéduction du bruit

• Aucune Aucune ligne électriqueligne électrique

• Chalet : Chalet : corrélation entre la corrélation entre la charge charge et la saisonet la saison

• Maison habitée à Maison habitée à l’année : l’année : systèmes hybridessystèmes hybrides

Photo : Fortum NAPS (Photovoltaics in Cold Climates) Photo : Vadim Belotserkovsky


Chalet Maison

Système hybride


Exemples : Maroc et BrésilExemples : Maroc et BrésilSystèmes hybrides pour l’alimentation Systèmes hybrides pour l’alimentation de villages de villages

• Le coût de l’extension du réseau est prohibitif Le coût de l’extension du réseau est prohibitif

• Le coût du diesel et de l’entretien des génératrices Le coût du diesel et de l’entretien des génératrices est élevé est élevé

• Les aspects humainsLes aspects humains Attentes Gestion de la demande Impact social

Photo : Roger Taylor (NREL PIX)Photo : BP Solarex (NREL PIX)

Village

Collège rural


Exemples : Antarctique et CanadaExemples : Antarctique et CanadaSystème industriel : télécommunication Système industriel : télécommunication et système de contrôleet système de contrôle

• Sites très isolés…Sites très isolés… Coûts d’exploitation

et entretien

Génératrice et installation PV complémentaire

• ……et aussi…et aussi…sites près du réseau sites près du réseau

électrique…électrique… Coût du transformateur

Peut être réutilisé ailleurs

Plus fiable que le réseau électrique

Photo : Soltek Solar Energy

Photo : Northern Power Systems (NREL PIX)Système de contrôle sismique

Contrôle d’une tête de puits de gaz


Exemples : Suisse et JaponExemples : Suisse et Japon Bâtiments raccordés au réseau Bâtiments raccordés au réseau avec système PV avec système PV

• Habituellement non Habituellement non rentable sans rentable sans subventionssubventions

• Motivé par :Motivé par : Image

Bénéfices environnementaux

Stimulation du marché

• Les engagements à long terme des Les engagements à long terme des fabricants, des gouvernements et fabricants, des gouvernements et des services publics ont amené des des services publics ont amené des réductions de coûtsréductions de coûts

Photo : Atlantis Solar Systeme AG

PV intégré au vitrage d’un immeuble à bureaux

Photo : Solar Design Associates(IEA PVPS)

Couverture de toit fait de PV


Exemples : Inde et États-UnisExemples : Inde et États-Unis

Systèmes PV de pompage de Systèmes PV de pompage de l’eaul’eau

• Rentable lorsque hors réseauRentable lorsque hors réseau

• Corrélation de la chargeCorrélation de la charge Stockage dans un réservoir d’eau Corrélation entre la charge et la

saison

• Améliore la qualité de l’eauAméliore la qualité de l’eau

• PratiquePratique

• FiableFiable

• SimpleSimple Photo : Harin Ullal, Central Electronics Ltd. (NREL PIX)Photo : Jerry Anderson,Northwest Rural Public Power District (NREL

PIX)

Eau sanitaire

Système d’abreuvoir à bétail


Modèle RETScreenModèle RETScreen®® pour les pour les projets d’installation projets d’installation photovoltaïquephotovoltaïque• Pouvant être utilisé partout dans le monde pour l’analyse de la Pouvant être utilisé partout dans le monde pour l’analyse de la

production énergétique, des coûts sur le cycle de vie et des production énergétique, des coûts sur le cycle de vie et des réductions d’émissions de gaz à effet de serre.réductions d’émissions de gaz à effet de serre.

Raccordé au réseau (central ou isolé)

Hors réseau (PV/batterie ou PV/batterie/génératrice)

Pompage de l’eau

• RETScreenRETScreen® ® nécessite seulement nécessite seulement 12 points de données contre12 points de données contre8 760 pour les modèles de 8 760 pour les modèles de simulation horairesimulation horaire

• Non couvert actuellement :Non couvert actuellement : Systèmes de concentrateurs

Calculs de probabilité de perte de charge© Ministre de Ressources naturelles Canada 2001 – 2004.

Voir le e-Manuel

Analyse de projets d’énergies propres :Manuel d’ingénierie et d’études de cas

RETScreen®

Chapitre Analyse de projet d’installation photovoltaïque


Calculs Calculs RETScreenRETScreen®® : : installation installation photovoltaïquephotovoltaïque

Exemple : validation du modèle Exemple : validation du modèle RETScreenRETScreen®® pour les projets d’installation pour les projets d’installation PVPV

• Système hybride PV/génératrice/batterie en Système hybride PV/génératrice/batterie en Argentine comparé au modèle de simulation Argentine comparé au modèle de simulation horaire HOMERhoraire HOMER

Charge de 500 WCA

Champ PV de 1 kWp, batterie de 60 kWh, génératrice de 7,5 kW, onduleur de 1 kW

Comparaison de la consommation en carburant du groupe électrogène par RETScreen et par Homer

Comparaison de la production d’énergie PV calculée par RETScreen et par Homer


ConclusionsConclusions

• Systèmes PV pour la production d’électricité en réseau, Systèmes PV pour la production d’électricité en réseau, hors réseau et pour le pompage de l’eauhors réseau et pour le pompage de l’eau

• La ressource solaire est bonne partout dans le mondeLa ressource solaire est bonne partout dans le monde Systèmes PV installés dans tous les climats

• Coûts d’investissement élevésCoûts d’investissement élevés Applications hors réseau rentables

Subventions nécessaires pour les applications raccordées au réseau

• RETScreenRETScreen®® calcule la production énergétique annuelle, calcule la production énergétique annuelle, en utilisant des données de ressource mensuelles, en utilisant des données de ressource mensuelles, donnant des résultats ddonnant des résultats d’’une précision comparable à des une précision comparable à des outils de simulation horaire outils de simulation horaire

• RETScreenRETScreen®® permet des économies de coûts permet des économies de coûts significatives pour la réalisation dsignificatives pour la réalisation d’’études préliminaires de études préliminaires de faisabilitéfaisabilité


Questions?Questions?


Module Analyse de projets d’installation photovoltaïqueCours d’analyse de projets d’énergies propres RETScreen®

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www.retscreen.netwww.retscreen.netPour plus d’information visitez le site Web de RETScreen à :

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