La sécurité des installations photovoltaïques raccordées ... · Les effets du vent Zones de...

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La sécurité des installations photovoltaïques raccordées au réseau TUNIS – 23 mars 2016 Bonnes pratiques pour la fixation des installations photovoltaïques Antoine FARCOT – A.C.E. ENERGIES – 4 Domaine de Pavie – 31450 DEYME - FRANCE
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  • La scurit des installations photovoltaques

    raccordes au rseauTUNIS 23 mars 2016

    Bonnes pratiques pour la fixation des installations photovoltaques

    Antoine FARCOT A.C.E. ENERGIES 4 Domaine de Pavie 31450 DEYME - FRANCE

  • 1. Introduction

    2. Dfinition et types de toitures photovoltaques

    3. Les pathologies Rsultats audits PV SFAX

    4. Les effets du vent

    5. Calcul de lestage

    6. Autres aspects

    7. Remerciements - Bibliographie

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    La scurit des installations photovoltaques raccordes au rseau Bonnes pratiques pour la fixation des installations photovoltaques

    Antoine FARCOT A.C.E. ENERGIES 23/03/2016

    CStCbe Sommaire

  • La Tunisie souhaite devenir un acteur de rfrence dans le domaine de lnergie solaire photovoltaque.

    Programme PROSOL pour soutenir le dveloppement de ces nergies dans le secteur rsidentiel, tertiaire et industriel.

    Constat de la ncessit damliorer les pratiques pour raliser des installations de qualit

    Former les installateurs ces techniques nouvelles.

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    CStCbe 1. Introduction

    Intrt du solaire photovoltaque raccord au rseau

  • Panneaux rigides cadre ou non cadrs (lamin PV) au silicium Monocristallin, Multi-cristallin (poly-cristallin) ou amorphe (couche mince)

    Panneaux souples (membranes PV) couche mince

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    CStCbe 2. DfinitionsLes types de panneaux

  • Intgration Sur imposition Baie allge Brise soleil Verrire Garde corps Bardage Verrire Toit terrasse

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    CStCbe 2. DfinitionsLes types dimplantations des panneaux rigides, lies au bti

    brise-soleil

    intgration

    Sur toiture

    sur imposition

    verrire

    tuiles solaires

    toit terrasse

    Bardage

    Membrane

    Garde corps

    Baie et allge

  • Pose sur chssis ancrs Pose sur chssis lests Pose sur bacs lests

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    CStCbe 2. DfinitionsLes implantations en toit terrasse

    CStCbe

    QualitEnR

    QualitEnR

  • Avantages : Simplicit de mise en uvreAdaptable presque toutes les terrasses Inclinaison choisie sans contrainteTrs bonne ventilation des modules Solution conomique

    InconvnientsReprise dtanchit des ancragesApporter du soin aux pattes dancrage (DTU)Vrification des charges admissibles (poids structure

    + effets du vent)Calculs darrachement (effets du vent)

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    CStCbe 2. DfinitionsPose sur chssis ancrs

    CStCbe

    CStCbe

  • Avantages : Simplicit de mise en uvreAdaptable presque toutes les terrassesTrs bonne ventilation des modules Solution conomiqueOrientation indpendantePas de percementsDplacement possible pour maintenance

    InconvnientsVrification des charges admissibles

    (poids structure + effets du vent)Calculs de soulvement (effets du vent) Influence de linclinaison sur le lest

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    CStCbe 2. DfinitionsPose sur chssis lests

    Schletter

    PV CROPS

  • Avantages : Simplicit de mise en uvreAdaptable presque toutes les terrasses Solution conomiqueOrientation indpendantePas de percementsDplacement possible pour maintenance

    InconvnientsPlage de tempratures ambiantes (-30/50)Vrification des charges admissibles (poids

    structure + effets du vent)Calculs de soulvement (effets du vent)Manipulation du lest

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    CStCbe 2. DfinitionsPose sur bacs PEHD lests

  • Arrachements - retournements Lest insuffisant au renversement Lest suffisant mais mal positionn Lest insuffisant et mal positionnAncrages sous dimensionns

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    CStCbe 3. PathologiesEffets de vents forts

    CStCbe CStCbe

    CStCbe

    CStCbe

  • Sous valuation des moyens de stabilisationGlissements

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    CStCbe 3. PathologiesEffets de vents forts

    CStCbe

    CStCbe

  • Profils inadaptsPliagesAbsence de contreventement

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    CStCbe 3. PathologiesEffets de vents forts

    CStCbe CStCbe

  • Pas de joints de dilatation ou joints de dilatation contraints

    Fixations hors des cadresModules trop contraints

    (risque de casse du verre)

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    CStCbe 3. PathologiesMauvaise gestion des dilatations

    CStCbePV CROPS

  • Cas des structures ancres Fuites au niveaux des ancragesContinuit de ltanchit mal ralise

    Cas des structures lestesDtrioration tanchit par frottement

    (absence de couche protectrice)Mauvais coulement des eaux

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    CStCbe 3. PathologiesDfauts dtanchit

  • Cas des structures ancres Scellement des pieds non fiables

    Cas des structures lestes Lests insuffisants

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    CStCbe 3. Rsultats auditsDfauts de lestage et dancrage

    INES INES

  • 2 zones de vent selon lOMS Zone 2 : Vent faible - Max rf. = 14,2m/s Zone 3 : vent moyen - Max rf. = 22,6m/s

    (Selon NV65 le coefficient entre vitesse normale et vitesse extrme = 1,32)

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    CStCbe 4. Les effets du ventZone de vent de la TUNISIE

    OMS 2010

    Lgende Vents moyens

    Min Max

    Vents Extrmes (133%)

    Min Max

    ZONE 2 3,3m/s11,9 km/h

    10,7m/s38,5 km/h

    4,4 m/s15,8 km/h

    14,2 m/s51 km/h

    ZONE 3 10,7m/s38,5km/h

    17,1m/s61,6km/h

    14,2 m/s51 km/h

    22,6 m/s81,2 km/h

    La valeur de rfrence est choisie 23m/s (82,8km/h)

  • Selon les zones de rugosit et les hauteurs des btiments pour le vent de rfrence de 23m/s

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    CStCbe 4. Les effets du ventClasses dexposition au vent

    Hauteur de rfrence du vent (Ze) - Valeur maximum

    Classe d'exposition au vent Classe 0 Classe 1 Classe 2 Classe 3 Classe 4 Classe 5

    Vitesse de rfrence (m/s) 23 23 23 23 23 23

    Catgories de rugosit Hauteur de rfrence (Zc) jusqu'

    Zone cotire 0

    Plaine I 5m 11m 22m

    Bocage II 3m 6m 11m 16m 22m

    Banlieue - Fort III 5m 9m 19m 21m 21m 22m

    Ville IV 16m 25m 30m 30m 30m 30m

    Pression dynamique de pointe 450 Pa 544 Pa 693 Pa 815 Pa 950 Pa 1086 Pa

  • Efforts verticauxArrachementRetournementDformation structures

    Efforts horizontauxGlissementDformation structures

    Selon le sens du vent SurpressionDpression

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    CStCbe 4. Les effets du ventEfforts exercs par le vent

    CStCbe

  • Selon valeur de rfrence

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    CStCbe 4. Les effets du ventForce applique sur une surface

    55 kg/m sur une surface perpendiculaire au vent

    Exemple : module 1,68m x 1m en mode portrait 30 dinclinaison

    OPPBTP

    (Kg/m)

    55

    0,84

    1,00

    92,4kg

    77,6kg

  • 4 zones dfinies selonla norme EN 1991-1-4

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    CStCbe 4. Les effets du vent

    Ze = h + hp

    e = la plus petite des deux dimensions suivantes : b ou 2h

    avec h = hauteur du btiment etb = longueur du cot perpendiculaire au vent

    Pour une direction de vent

    Zones de vent en toiture terrasse

    CStCbe

    CStCbe

  • 4 zones dfinies selonla norme EN 1991-1-4

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    CStCbe 4. Les effets du ventZones de vent en toiture terrasse

    e1 = la plus petite des deux dimensions suivantes : b1 ou 2h

    Pour toutes les directions de vent

    e2 = la plus petite des deux dimensions suivantes : b2 ou 2h

    Il y a donc 2 zones de bord, les zones F et G o de fortes turbulences se produisent

    et 2 zones centrales H et I caractrises par un coulement du vent plus laminaire

    Seules les zones centrales H et I doivent tre utilises pour la pose des capteurs PV

    CStCbe

  • 4 zones dfinies selonla norme EN 1991-1-4

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    CStCbe 4. Les effets du ventZones de vent en toiture terrasse

    e1 = la plus petite des deux dimensions suivantes : b1 ou 2h

    Pour toutes les directions de vent

    e2 = la plus petite des deux dimensions suivantes : b2 ou 2h

    Exemple : h = 10m b1 = 10m b2 = 5m2h = 20me1 = 10m - e2 = 5m

    5m

    1m 1,25m

    0,5m

    10m

    2,5m

    Seules les zones centrales H et I doivent tre utilises pour la pose des capteurs PV

    3m

    9m

    5m

    2m

    CStCbe

  • Champs de capteurs zones effet de protection

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    CStCbe 4. Les effets du ventZones de vent en toiture terrasse

    Il est considr que les capteurs prsentent un profil dissymtrique avec ou sans dflecteur arrire

    Leffet du vent sera diffrent selon son incidence sur le capteur et la position des panneaux dans le gnrateur

    En fonction du profil offert au vent par la range, la diffrence peut tre significative

    CStCbe

  • Champs de capteurs zones effet de protection

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    CStCbe 4. Les effets du ventZones de vent en toiture terrasse

    Profil des forces en dpression et en surpression

    Vent Vent

    CStCbe

  • Dfinition des zones de vent PV des capteurs non symtriques sans dflecteur (4 zones PV I PV IV)

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    CStCbe 4. Les effets du ventZones de vent en toiture terrasse

    Cf,PV = coefficient de force applicable au panneau propre chaque configuration de pose

    Cf,PV- ngatif = coefficient de force du la dpression

    Cf,PV+ positif = coefficient de force du la surpression

    Vent

    Vent CStCbe

  • Exemple pour des capteurs non symtriques sans dflecteur (4 zones PV I PV IV)

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    CStCbe 4. Les effets du ventZones de vent en toiture terrasse

    Cf,PV- ngatif =

    Cf,PV+ positif =

    Vent

    VentCStCbe

  • Coefficients mc de rduction pour les zones PV pour des capteurs inclins 30

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    CStCbe 4. Les effets du ventZones de vent en toiture terrasse

    CStCbe

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    CStCbe 5. Calcul de lestageExemple de ballast pour une structure 1 versant 30

    CStCbe

    Units en N/m (100N/m = 10kg/m) Attention, valeurs indicatives ne remplaant pas une tude dtaille

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    CStCbe 5. Calcul de lestageExemple de calcul par logiciel constructeur (SCHLETTER)

    CStCbe

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    CStCbe 5. Calcul de lestageExemple de calcul par logiciel constructeur (RENUSOL)

    CStCbe

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    CStCbe 6. Autres aspectsMise la terre des chssis Chaque module doit tre mis la terre Chaque structure doit tre mise la terre

    Attention au couples lectrolytiques Rsistances aux conditions climatiques

    Respect des compatibilits entre les matriaux

    PV CROPS PV CROPS

  • Au Centre Scientifique et Technique de la Construction de Bruxelles pour ces nombreux documents et lautorisation de les utiliser

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    CStCbe 7. Remerciements - BibliographieRemerciements

    Bibliographie Code exprimental de dimensionnement du ballast pour capteurs solaires en toiture plate Aot 2013 CSTC rue Lombard

    42, 1000 Bruxelles (M. Wagneur, F. Van Rickstal, P. Van Den Bossche, J. Dekeyser, E. Dupont) Les panneaux photovoltaques en toitures plates Les Isnes 25/02/2013 CSTC (B. MICHAUX) Manuel afin daugmenter la qualit et de rduire les cots des installations PV Novembre 2013 - PV CROPS (Photovoltaic Cost

    reduction, Reliability, Operational performance, Prediction and Simulation) Institut dnergie solaire (IES-UPM, UniversitadPolitchnica de Madrid)

    Fiche prvention du vent A1 F 01 09 - 2009 OPPBTP Campagne de mesures des installations solaires photovoltaques existantes dans la rgion pilote de Sfax INES, GIZ, AMME

    M. VALIN Norme NF EN 1991-1-4 novembre 2005 AFNOR Les dossiers du CSTC N4/2010 Cahier n 7 rgles NV 65 (DTU P 06-002) CSTB avril 2000 Wind Speed Hazard World Health Organization 2010 Rfrentiel QualiPV QualitEnr Paris www.schletter.fr www.renusol.fr

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    CStCbe Questions

    Merci de votre attention