Energie solaire et électricité - .10/11/2011 Visiatome - Solaire électrogène - J-P. Pervès 27

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  • Energie solaire et lectricit

    10/11/2011 1 Visiatome - Solaire lectrogne - J-P. Pervs

  • La puissance sexprime en Watt (elle est potentielle)

    1 kW = 1000 W (une bouilloire lectrique = 2 kW)

    1 MW = 1000 kW (Chauffage de 100 maisons)

    1 GW = 1000 MW (une centrale)

    La puissance crte est la puissance maximale que peut dlivrer un appareil (panneau solaire bien orient 13h lt)

    Lnergie sexprime en Wh, kWh, MWh GWh et reprsente la production dune puissance donne pendant un temps donn

    10/11/2011 Visiatome - Solaire lectrogne - J-P. Pervs 2

    Quelques notions essentielles

  • MONDE/ ENERGIE PRIMAIRE Scnario de rference)

    D'ici 2030 augmentation de 40 %, le charbon augmentant le plus en valeur absolue En 2010: +6% de gaz effet de serre par rapport 2009

    Mto

    e Other renewables

    0

    2 000

    4 000

    6 000

    8 000

    10 000

    12 000

    14 000

    16 000

    18 000

    1980 1990 2000 2010 2020 2030

    Biomass

    Hydro

    Nuclear

    Gas

    Oil

    Coal

    WEO-2008 total

    1,1 % 9,9 % 2,3 % 6,9 % 20,5 % 33,5 % 25,8 %

    2010

    80 %

    Autres EnR Biomasse Hydro Nuclaire Gaz Ptrole Charbon

  • Le contexte Des obligations europennes ( 3 fois 20 %

    en 2020: energies renouvelables, efficacit, gaz effet de serre)

    Une lutte de lobbies (Europe et France)

    Des postures politiques lectoraliste

    La ralit:

    De limpact climatique des gaz effet de serre

    De lpuisement des combustibles fossiles

    Du renchrissement de lnergie

    10/11/2011 Visiatome - Solaire lectrogne - J-P. Pervs 4

  • 10/11/2011 Visiatome - Solaire lectrogne - J-P. Pervs 5

    "Notre plus grande surprise est que les nouveaux rsultats sont extrmement proches des donnes publies prcdemment par d'autres quipes aux Etats-Unis et en Grande Bretagne (...) Cela confirme que ces tudes avaient t conduites soigneusement et que les a prioris points par les climatosceptiques n'avaient pas srieusement influ sur les rsultats",

    Berkeley Earth Project (BEP) a livr en septembre 2011 des conclusions trs attendues

    http://berkeleyearth.org/http://berkeleyearth.org/http://berkeleyearth.org/http://berkeleyearth.org/

  • ENERGIE RENOUVELABLES ET GAZ A EFFET DE SERRE

    France: ou en sommes nous?

    10/11/2011 6 Visiatome - Solaire lectrogne - J-P. Pervs

  • Emission de CO2 du secteur nergtique (Mt CO2)

    10/11/2011 Visiatome - Solaire lectrogne - J-P. Pervs 7

  • 10/11/2011 Visiatome - Solaire lectrogne - J-P. Pervs 8

    France: Production primaire dnergies renouvelables (Mtep) Il faut doubler dici 2020

    19 / 275 Mtep

    HYDRAULIQUE

    BOIS ENERGIE

    EOLIEN

    DECHETS

    BIO-CARB

    AUTRES

  • FRANCE: FACTURE ENERGETIQUE PAR TYPE DENERGIE 2009 (M 2010)

    10/11/2011 Visiatome - Solaire lectrogne - J-P. Pervs 9

    TAUX DINDEPENDANCE ENERGETIQUE : 50%

    70000

    50000

    25000

    0

    M

  • Quelles ENR

    Distinguer:

    le secteur lectrique Eolien/hydraulien

    Solaire

    Bois nergie

    Hydraulique

    Gothermie

    Le chauffage, Solaire

    Bois nergie

    Gothermie

    Les biocarburants et la biomasse

    10/11/2011 Visiatome - Solaire lectrogne - J-P. Pervs 10

    Mais aussi: Efficacit nergtique Stockage dnergie

    Et ne pas oublier que dveloppement durable =

    Environnement Economie Social

  • La feuille de route du Grenelle (Mtep) Mtep ENR 2009 ENR 2020 %

    Bois habitat 9,6 17,1 + 78 %

    Bois industrie/tertiaire 2,8 9 + 324 %

    Solaire/PAC/Gothermie 0,8 3,2 + 400 %

    Hydrolectricit 5,3 5,8 + 9,4 %

    Biomasse 0,4 1,4 + 350 %

    Eolien 0,7 5 + 700 %

    Photovoltaque 0,02 0,4 + 2000 %

    Biocarburants 2,5 4 + 160 %

    TOTAL ENR 22 46 + 210 %

    10/11/2011 Visiatome - Solaire lectrogne - J-P. Pervs 11

    Total France nergie finale 160 Total France nergie primaire 275

    BIOMASSE: 68 %

  • 10/11/2011 Visiatome - Solaire lectrogne - J-P. Pervs 12

    LE SOLAIRE

    Ou en sommes nous?

  • Le photovoltaque en Europe (2010)

    2010 Puissance installe

    (MW)

    Evolution 2009/2010

    %

    Production GWh

    Allemagne 13400 + 74% 12000

    Espagne 3800 +11% 6300

    Italie 3500 +200% 1600

    France 1050 +214% 600

    Total Europe 29300 +80% 22500

    PRODUCTION EUROPEENNE 2010 = 0,7% TOTAL = 1,8 CENTRALE NUCLAIRE

    10/11/2011 13 Visiatome - Solaire lectrogne - J-P. Pervs

  • LE PLAN BORLOO (nov. 2008)

    Objectifs 2020

    Puissance crte totale: 5000 MWc

    Cot dinvestissement: 13 16 milliards

    Production dnergie: 5,3 TWh

    1 % de la production franaise 2020

    ou 0,4 centrale nuclaire

    Situation fin 2010

    1025 MW

    Production 0,6 TWh (0,11% du total France)

    Technologie importe en quasi totalit)

    10/11/2011 14 Visiatome - Solaire lectrogne - J-P. Pervs

  • 10/11/2011 Visiatome - Solaire lectrogne - J-P. Pervs 15

    1025 MW fin 2010

    + 235 % en un an

    France 31/12/2010 LE PARC PHOTOVOLTAIQUE

    151.654 installations fin 2010 850 installations > 100 kW 92 installations > 250 kW

    15 installations > 4000 kW (136 MW)

    2000 MW Sept 2011

    + 1000 en attente

    2011

  • 10/11/2011 Visiatome - Solaire lectrogne - J-P. Pervs 16

  • Pourquoi un tel emballement? Le prix moyen de production de llectricit en

    France tait en 2010 de 4,5 5,0 c/kWh

    Il y aobligation par la loi dacheter llectricit solaire un prix fix par le gouvernement.

    En 2010 ce prix tait de 30 58 c/kWh selon la taille des installations (garanti 20 ans)

    Le propritaire peut vendre ce prix et acheter son lectricit 11,5 c/kWh (transport, taxes, commercialisation inclus)

    Il a pay son investissement en 7 ans environ.

    10/11/2011 Visiatome - Solaire lectrogne - J-P. Pervs 17

  • 10/11/2011 Visiatome - Solaire lectrogne - J-P. Pervs 18

    Comment se limiter 500 MW/an

    x 2

    x 4

    x 2

    Et trois critres dintgration + 8 exceptions

  • 10/11/2011 Visiatome - Solaire lectrogne - J-P. Pervs 19

    PUISSANCE kWc

    2010 Avant 1/07/2011

    Avant 1/10/2011

    Avant 1/01/2011

    Evol. 2011

    Moins de 9 58 47 42,55 40,63 -14%

    9 36 51 40,25 37,23 35,55 -12%

    36 100 Collectivits

    industrie

    44 28,8 26,1 23,61 -18%

    Grandes Installations

    A.0. 12 11,7 11,38 -5%

    Evolution obligation achat lectricit solaire (c/kWh)

    Moyenne France: 5 c/kWh Allemagne: 18 24,4 fin 2011 et Espagne: 20 28

  • QUATTENDRE DU SOLAIRE?

    10/11/2011 20 Visiatome - Solaire lectrogne - J-P. Pervs

    Quelques donnes de base

  • 10/11/2011 Visiatome - Solaire lectrogne - J-P. Pervs 21

    Lnergie solaire reprsente 6000 fois nos besoins UNE COMPARAISON TROMPEUSE? UNE VRAIE OPPORTUNITE?

  • - 30 35%

    - 20 22%

    Rayonnement solaire

    selon rgions kWh/m2 et par an

    10/11/2011 22 Visiatome - Solaire lectrogne - J-P. Pervs

    1100

    1800

  • LE SOLAIRE ELECTROGENE EN 2010

    10/11/2011 Visiatome - Solaire lectrogne - J-P. Pervs 23

  • Intermittence quotidienne et annuelle de lnergie photovoltaque

    100

    50

    0

    6 12 18 24 HEURE h

    Production relative % Et

    Printemps/automne

    Hiver

    10/11/2011 24 Visiatome - Solaire lectrogne - J-P. Pervs

    France: consommation journalire (= production)

  • 10/11/2011 Visiatome - Solaire lectrogne - J-P. Pervs 25

    PHOTOVOLTAQUE

    CYLINDRO-PAROBOLIQUES

    Thermodynamiques tour Parabolique Sterling

  • SOLAIRE Photovoltaque

    10/11/2011 Visiatome - Solaire lectrogne - J-P. Pervs 26

  • LES PANNEAUX PHOTOVOLTAQUES COMPRENONS NOUS BIEN

    Environ 1000 W dnergies solaire/m2 en France

    Ils sont caractriss par leur puissance crte

    Il faut tenir compte de: Efficacit lie lensoleillement: de 12 20 % en France

    (1100 1800 HEPP par an)

    Efficacit panneaux solaires de 4 15%

    Efficacit transfert/charge batteries: 95%

    Efficacit : 0,5 % 2,4 % sur lanne

    Soit de 60 kWh 210 kWh/an par m2

    Ou une puissance moyenne de 7 24 W/ m2 selon le type de cellule: lampe basse consommation

    10/11/2011 Visiatome - Solaire lectrogne - J-P. Pervs 27

  • Flux nergtique provenant du soleil au niveau du sol

    Longueur donde mm

    Photons trop peu nergiques

    Thermalisation lectrons

    Ultra violet

    Infra rouge Visible

    Energie lectrique

    rcuprable

    Flux nergtique monochromatique

    10/11/2011 28 Visiatome - Solaire lectrogne - J-P. Pervs

  • Les principales technologies

    Silicium (plus de 85 % du march) Monocristallin

    Polycristallin

    Films minces (environ 12% du march) Silicium amorphe hydrogn (a-SiH)

    Cu(InGa)Se2 (CIGS)

    CdTe

    Organiques

    10/11/2011 Visiatome - Solaire lectrogne - J-P. Pervs 29

  • Cellule photovoltaque silicium Principe de fonctionnement

    Courant lectrique

    Lumire solaire

    Cathode

    Silicium n

    Silicium p+

    Silicium isolant p

    Anode

    Electrons

    Trous

    10/11/2011 30 Visiatome - Solaire lectrogne - J-P. Pervs

    Couche antireflets

    La cellule photovoltaque est une photo d