Performances énergétiques des systèmes PVR

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

2. La démarche MDE (Maîtrise de la demande d’électricité) Source Hespul PV (compétence électrique) – Chap. 6 : Productible

3. La  démarche « négaWatt » =Réduire les besoins(changementsde 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 !) PV (compétence électrique) – Chap. 6 : Productible

4. 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

5. Répartition moyenne de la consommation électrique PV (compétence électrique) – Chap. 6 : Productible

6. La démarche MDE PV (compétence électrique) – Chap. 6 : Productible

7. La démarche MDEImpact sur la consommation d’électricité En chassant le gaspillage, la consommation d’un foyer moyen peut atteindre environ 2300 kWh, soit près de 30% d’économie facilement réalisable. PV (compétence électrique) – Chap. 6 : Productible

8. La démarche MDEComplémentarité MDE et PVR chez le particulier 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 PV (compétence électrique) – Chap. 6 : Productible

9. = Performance Ratio (PR) Disparités dans les Pc des modules Ecarts aux Conditions Standards Energie reçue (ensoleillement) Température Intégration Pertes dans les câbles DC Déconnexion ou fréquence réseau Onduleur Pertes dans les câbles AC Précision mppt Rendement PV (compétence électrique) – Chap. 6 : Productible

10. 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 Disparité desmodules+ câbles Intégration Pmax Onduleur Réseau Energieélectrique Energie auréseau PV (compétence électrique) – Chap. 6 : Productible

11. Productible des GPVRLes paramètres nécessaires au calcul du productible 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 PV (compétence électrique) – Chap. 6 : Productible

12. Les variables du rayonnement solaireIrradiation fonction de l’inclinaison & orientation Ensoleillement maximal au Lamentin : ~1900kWh/m² par an (Orientation Sud ; inclinaison 18°) PV (compétence électrique) – Chap. 6 : Productible

13. Les variables du rayonnement solaireIrradiation fonction de l’inclinaison & orientation Ensoleillement maximal au Raizet : ~2200kWh/m² par an (Orientation Sud ; inclinaison 22°) PV (compétence électrique) – Chap. 6 : Productible

14. Performance Ratio (PR) * estimations PV (compétence électrique) – Chap. 6 : Productible

15. Productible des GPVRExemple de calcul et définition du productible 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) PV (compétence électrique) – Chap. 6 : Productible

16. c Performances énergétiques PV (compétence électrique) – Chap. 6 : Productible

17. Productible des GPVRRappel des différentes unités utilisées en GPVR Du côté du rayonnement solaire: Du côté du GPVR: PV (compétence électrique) – Chap. 6 : Productible

18. 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

19. Bilan énergétique d’une installation couplée au réseau depuis 1994 PV (compétence électrique) – Chap. 6 : Productible

20. Bilan énergétique d’une installation couplée au réseau depuis 1994 PV (compétence électrique) – Chap. 6 : Productible

21. Bilan énergétique d’une installation couplée au réseau depuis 1994 PV (compétence électrique) – Chap. 6 : Productible

22. Energie moyenne (kWh/an) 3000 2500 2000 1500 1000 500 0 1995 1996 1997 1998 1999 2000 2001 2002 2003 2004 2005 2006 Moyenne /12ans Production Consommation Injection Bilan énergétique d’une installation couplée au réseau depuis 1994 Bilan énergétique de l'installation PV de Gérard MOINE Puissance 2,2 kWc Inclinaison 20° Orientation Sud Ouest PV (compétence électrique) – Chap. 6 : Productible