Performances énergétiques des systèmes PVR 6 Installation photovoltaïque raccordée au réseau...
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Performances énergétiques des systèmes PVR 6
Installation photovoltaïque raccordée au réseau (compétence électrique)Version de janvier 2011
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2PV (compétence électrique) – Chap. 6 : Productible
La démarche MDE (Maîtrise de la demande d’électricité)
Source Hespul
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= 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 !)
La démarche « négaWatt »
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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APPAREILS EN VEILLE PUISSANCE ENERGIE
Télévision 7 W 60 kWh/an
Magnétoscope 6 W 50 kWh/an
Démodulateur (antenne parabolique) 15 W 130 kWh/an
Décodeur 10 W 87 kWh/an
Ampli d'antenne 2 W 18 kWh/an
Chaîne Hi-Fi 7 W 60 kWh/an
La démarche MDE
APPAREILS ECONOMIES REALISABLES
Télévision 33 %
Magnétoscope 83 %
Eclairage 68 %
Congélateur 64 %
Réfrigérateur 63 %
Sèche linge 12 %
Lave linge 29 %
PV (compétence électrique) – Chap. 6 : Productible
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En chassant le gaspillage, la consommation d’un foyer moyen peut atteindre environ 2300 kWh, soit près de 30% d’économie facilement réalisable.
La démarche MDEImpact sur la consommation d’électricité
PV (compétence électrique) – Chap. 6 : Productible
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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 CO2 évités*
* 400g/kWh, source ADEME-EDF pour la Martinique
La démarche MDEComplémentarité MDE et PVR chez le particulier
PV (compétence électrique) – Chap. 6 : Productible
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Performance Ratio (PR)
=
Energie reçue (ensoleillement)
Ecarts aux Conditions Standards
Pertes dans les câbles DC
Intégration
Disparités dans les Pc des modules
Onduleur
Pertes dans les câbles AC
Déconnexion ou fréquence réseau
Température
Précision mpptRendement
PV (compétence électrique) – Chap. 6 : Productible
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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 Faibleensoleillement
Intégration
Disparité desmodules+ câbles
PmaxOnduleur
Réseau
Energie auréseau
Energieélectrique
PV (compétence électrique) – Chap. 6 : Productible
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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
Productible des GPVRLes paramètres nécessaires au calcul du productible
PV (compétence électrique) – Chap. 6 : Productible
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Ensoleillement maximal au Lamentin :
~1900kWh/m² par an
(Orientation Sud ;
inclinaison 18°)
Les variables du rayonnement solaireIrradiation fonction de l’inclinaison & orientation
PV (compétence électrique) – Chap. 6 : Productible
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Ensoleillement maximal au
Raizet : ~2200kWh/m²
par an (Orientation
Sud ; inclinaison 22°)
Les variables du rayonnement solaireIrradiation fonction de l’inclinaison & orientation
PV (compétence électrique) – Chap. 6 : Productible
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Performance Ratio (PR)
Type d’intégrationModules non
ventilés(intégration au bâti)
Modules ventilés (surimposés)
Modules très ventilés
Ratio de performance PR 0,7* 0,75* 0,8*
* estimations
PV (compétence électrique) – Chap. 6 : Productible
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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)
Productible des GPVRExemple de calcul et définition du productible
PV (compétence électrique) – Chap. 6 : Productible
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c
Performances énergétiques
PV (compétence électrique) – Chap. 6 : Productible
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Du côté du rayonnement solaire:Définition Unités Ordres de grandeur
Puissance solaire W/m² 0 à 1000 W/m²
Energie solaire Ei incidente au sol
kWh/m²/an Lille ≈ 1050 kWh/m²/an Lyon ≈ 1250 kWh/m²/anNice ≈ 1700 kWh/m²/anMartinique ≈ 1850 kWh/m²/an
Définition Unités Ordres de grandeur
Puissance crête Wc 0 à plusieurs MWc
Production électrique du GPVR kWh/an Dépend de la taille du GPVR
Productible du GPVR kWh/kWc/an Lille ≈ 900 kWh/kWc/an Lyon ≈ 1000 kWh/kWc/anNice ≈ 1350 kWh/kWc/anMartinique ≈ 1450 kWh/kWc/an(dans les conditions optimales)
Du côté du GPVR:
Productible des GPVRRappel des différentes unités utilisées en GPVR
PV (compétence électrique) – Chap. 6 : Productible
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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 MOINEPuissance 2,2 kWc
Inclinaison 20° Orientation Sud Ouest
Production Consommation Injection
0
500
1000
1500
2000
2500
3000
Moyenne/12ans
Energie moyenne(kWh/an)
1995 1996 1997 1998 1999 2000 2001 2002 2003 2004 2005 2006
PV (compétence électrique) – Chap. 6 : Productible