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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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Page 1: Performances énergétiques des systèmes PVR 6 Installation photovoltaïque raccordée au réseau (compétence électrique) Version de janvier 2011

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

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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