Devenir producteur d’électricité photovoltaïque – 1ère partie
par
morel antoine
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22 janvier 2009
Chose promise, chose due. Je vais essayer dans les lignes qui suivent de vous présenter la production d’énergie photovoltaïque sur les plans techniques et économiques. Si vous avez des questions j’essaierai d’y répondre ou plutôt nous essaierons d’y répondre, grâce à l’interactivité et au dynamisme des brionautes.
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Qu’est ce que l’énergie solaire photovoltaïque ?
A ne pas confondre avec les panneaux solaires thermiques qui permettent de produire le plus souvent de l’eau chaude, les panneaux solaires photovoltaïques transforment une partie du rayonnement solaire en électricité.
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Un peu d’histoire……..et de science physique (source Wikipédia)
L’effet photovoltaïque a été découvert par Antoine BECQUEREL en 1839. Il est le produit des photons de la lumière sur un matériau semi-conducteur qui transmet leur énergie aux électrons qui génèrent une tension électrique. L’électricité produite est un courant continu qui peut être utilisé pour alimenter un appareil (calculatrice, moteur , ampoule etc ;;; ) ou recharger une batterie.
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L’unité de base de production est la cellule photovoltaïque. Pour obtenir des quantités d’énergies supérieures à la fourniture d’une seule cellule, on en regroupe plusieurs pour former un module photovoltaïque, appelé plus communément panneau photovoltaïque.
Les premiers panneaux ont été mis au point par la NASA pour alimenter les alimenter les satellites en orbite. Puis d’autres applications sont apparues production d’électricité en sites isolés (souvenez-vous des pompes solaires du regretté Daniel BALAVOINE), sur bateaux et maintenant pour produire de l’électricité sur les réseaux électriques.
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Les différents types de panneaux
Je ne vous parlerais que de ce que l’on trouve aujourd’hui sur le marché et qui a fait ses preuves : Les modules monocristallins, polycristallins et amorphes. En effet la recherche de nouveaux matériaux et de technologies associée est très active, dans les années qui viennent nous verrons apparaître sur le marché sans doute des modules moins chers et plus productifs ( ex : ANOSOLAR avec sa technique couche mince), mais le tarif de rachat de l’électricité par ERDF baissera en conséquence.
a) Les panneaux monocristallins, ils ont les meilleurs rendements (électricité produite à la sortie du panneau en Kwh divisée par le rayonnement solaire reçu par le panneau en KWh), mais ils sont les plus chers ramené à l’unité de puissance.
b) Les panneaux polycristallins, leur rendement est un peu inférieur aux précédents mais ils ont un meilleur rapport qualité prix ( par Kilowatt crête), ils sont les plus utilisés dans les toitures inclinées. Ils ont une durée de vie supérieures à 35 ans. La plupart des fabricants garantissent 80% de la production annoncée pendant 20 ans. En effet à sa sortie d’usine un panneau polycristallin est flashé : Sa production d’électricité dans les conditions optimales de laboratoire (25 °C, irradiation lumineuse de 1000 W / m2 ) est testée. On constate qu’il produit 183 watt heure d’électricité en une heure, il sera vendu avec comme une PMPP (Puissance Maximale de Production Potentielle ) de 180 Watt crête. Sa dimension est de 1.663 m * .833 m soit 1m2 39 ( exemple tiré d’un devis ). Ils perdent environ 0.5% par an de leur PMPP.
c) Les modules amorphes, leur rendement est deux fois inférieur au polycristallin. ( 5 à 8% ) contre (13 à 15%). Pour une même puissance installée, il faut deux fois plus de surface, en revanche ils continuent à fonctionner même avec une faible irradiation (par temps couvert ou avec nébulosité ) et ils peuvent être souples. Ils sont essentiellement utilisés sur les toits plats. Ils sont moins chers au m2 installé, ils sont un plus productifs ( 1 et 5% ) au KWc installé . Cependant pour le moment, je n’ai jamais vu de devis pour ce type de modules.
- Le calcul de la production prévisionnelle d’une installation photovoltaïque
Les quantités d’électricité produites dépendent de l’orientation par rapport au Sud et de l’inclinaison par rapport à l’axe horizontal. L’optimum étant une orientation plein sud et une inclinaison de 30 à 40°. La situation géographique détermine l’irradiation du soleil. Celle de Perpignan est supérieure de 30% à celle de Crécy.
Un site de la Commission Européenne PVGIS (Photovoltaic Geographical Information System) donne en fonction :
– de la situation géographique, – de l’orientation / Sud, – de l’inclinaison du toit, – du type de modules (cristallin ou amorphe en couche mince), – du système de fixation (intégré à la toiture ou en superposition), – de la puissance installée, La production annuelle et mensuelle en Kwh d’électricité produite par le générateur d’électricité. Pour accéder à ce site, vous écrivez PVGIS dans Google. (NDLR : voici le lien : http://re.jrc.ec.europa.eu/pvgis/apps3/pvest.php#)
Dans les conditions optimales à Crécy-La-Chapelle, d’après ces données la production d’électricité s’élève à 906 Kwh par Kw c installé pour des panneaux polycristallins intégrés à la toiture. D’après les météorologues la variation d’irradiation solaire varie de plus ou moins 5% par rapport à cette moyenne d’une année sur l’autre.
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(article vu 11 fois)
Bonjour,
j’avais cru lire dans différents articles que la production de ces panneaux amène finalement à un bilan très négatif en matière écologique ? Avez-vous des données là-dessus ?
la production ,certainement car il faut des matériaux générateur et consommateurs de produit non bio mais apres ,il n’y a plus de pollution.
de plus il ne faut pas voir dans l’absolu tout ce qui pollue ponctuellemnt et momentanément sinon on ne fait plus rien.
pour recycler du verre ou tout autre matière il faut de la chaleur;pour construire une éolienne il faut bien fabriquer le produit et ainsi de suite.
il n’y aura jamais égalité entre énergie récupérée et énergie consommée. :# :-c)
Les panneaux photovoltaiques sont réputés « rembourser » la dépense énergétique nécessaire à leurs construction et recyclage en 2 à 3 ans suivant l’endroit où ils sont installés.
Le recyclage est un process qui reste à mettre en place car les quantités à recycler actuellement restent faibles mais dans 25 ans il y en aura des quantités de plus en plus importantes.
D’après les professionnels de ce secteur, que je côtoie, des filières de recyclage existent déjà, elles récupèrent le silicium utilisé dans l’informatique ou pour fabriquer de nouveaux panneaux et l’aluminium qui constitue le plus souvent les cadres des panneaux. De toute façon les panneaux photovoltaïques remplissent une double fonction : Toiture et générateur d’électricité. Le contrat d’achat d’électricité par ERDF dure 20 ans, au bout de cette durée le toit continuera à produire, le propriétaire aura le choix entre continuer à vendre son électricité à ERDF ou à un autre acheteur, auto-consommer, ou ne pas le vendre si ce n’est pas rentable. Si l’installation a été correctement réalisée avec des matériaux de qualité, cette toiture peut durer 50 ans, comme les autres toitures.
Installés localement, les panneaux peuvent effectivement remplir cette double fonction de générateur et toiture.
C’est de plus , semble t’il une bonne opération financière (pour le particulier et les entreprises) si l »installation est intégré à la toiture.; le rachat d’électricité se situant alors à 0,55 ct le kw/h vendu au réseau. Cela donne également droit à un crédit d’impôt de 50% sur le matériel installé par un professionnel (limité à 3kw crête).
Le rendement financier global serait de 7 à 8% de l’investissement.
Cependant et indépendamment de l’intérêt de promouvoir une filière qui patine depuis des années, on peut se demander s’il ne serait pas plus adéquat de consacrer toutes ces sommes (crédit d’impôts et rachat de l’électricité) à la promotion massive d’isolation thermique plus efficace pour les centaines de milliers de logements qui sont loin de la RT 2005.
En terme de bilan environnemental global, cela resterait préférable.
Je reste encore plus dubitatif vis à vis des centrales photovoltaïques industrielles à système de poursuite installées sur des terrains agricoles.
on voit que tu as des travaux d’isolation à effectuer ! on cherche une tite subvention 😉
Non, il y a déja le crédit d’impôts ou le prêt à taux zéro pour ça.
Il faut faire les deux, c’est complémentaire. Dailleurs pour les particuliers , les lois de finances depuis 2005 encouragent les deux.
1) L’isolation permet de réduire la facture d’énergie des particuliers, de réduire la dépendance énergétique.
2) L’investissement dans la production d’énergie renouvelable permet
a) Au niveau des particuliers d’accéder à une source d’énergie, c’est un début dans la démocratisation de la propriété des sources d’énergie face aux milliiardaires du gaz et du pétrole, de gagner un peu d’argent, de produire de l’électricité « propre » ( sans déchets radioactifs ou émission de CO2 ).
b) au niveau de la collectivité, cela permet de diversifier les sources d’énergie, d’accroitre l’indépendance énergétique, de développer des activités économiques, de développer la recherche de nouveaux matériaux et de nouvelles techniques.
Je pense que les terrains agricoles utilisés pour ce genre de centrales sont ne sont pas les terres les plus fertiles.
De quel ordre sont tes doutes sur ce type de centrales ? Financiers ? Energétiques ? autres ?
Du mauvais usage des sols agricoles.
Il y a des centaines de milliers d’ha de toitures disponibles. Il faut effectivement privilégier ce positionnement au risque de se trouver dans des conflits d’usage des sols comme pour les biocarburants l’année dernière (même si probablement la crise alimentaire fut probablement d’origine essentiellemnt spéculative). Même s’il y a une perte de rendement.
l’aspect économique, c’est pour le prochain article, je crois …
Comment pose-t-on ces panneaux sur une toiture existante ?
Je me demande toujours si un petit coup de vent ne suffirait pas à les envoler, avec un morceau de toiture avec :#
Tu fais déposer les tuiles existantes, et ensuite suivant les systèmes, tu as des rails de pose ou des caissons voir simplement des tuiles photovoltaiques qui s’imbriquent les unes dans les autre comme les tuiles mécaniques. Pas plus de risque que pour une toiture classique.
C’est un excellent système mais c’est encore trop cher. Les technologies couches minces qui arrivent (Nanosolar, First solar..) devraient permettre un coût de vente bien plus faible (construction des feuilles photovoltaïques sur le principe des rotatives d’imprimerie)
Je pense que les prix des panneaux vont baisser cette année, en effet l’Allemagne baisse son tarif d’achat d’électricité et l’Espagne cesse ses subventions. Cela devrait entrainer une baisse du prix d’achat des panneaux.
Il faut être prudent sur le type de matériel acheté tout ne se vaut pas, sur les prix pratiqués il faut négocier, se grouper pour les achats, bien choisir son installateur, je reviendrai sur tous ces aspects dans le ou les articles suivants.
En ce qui concerne les couches minces, il existe sur le marché ce que vous avez sur les photos illustrant l’article : Des tôles avec des couches minces de silicium amorphe qui coûtent moins chers que les panneaux mono ou polycristallins. L’entreprise qui fournit ce type de panneau ( KALZIP ) est une entreprise allemande dont sa filiale française a son siège social à MOISSY CRAMOYEL en Seine-et-Marne.
En ce qui concerne Nanosolar sa technique est prometteuse , mais à ma connaissance je ne pense pas que Nanosolar soit entré dans la phase de commercialisation.
je pense que c’est une des solution les plus fiable
C’est difficile de parler de fiabilité en ce qui concerne une technologie aussi récente, on n’a pas assez de recul. Nous avons ce recul pour le polycristallin ( 25 ans ) et pour l’amorphe (15 ans ).
Toutes les nouvelles technologies doivent faire leurs preuves pour que l’on puisse voir à l’expérience si elles constituent un réel progrès, pour bien mesurer leurs avantages et leurss inconvénients.
les photos volt à hic c’est as77 qui les prend après le chablis… 😉
Non ce n’est pas lui , elle m’ont été gracieusement prêtées pour l’occasion.
En ce qui me concerne, je suis plutôt partisan du Pouilly Fumé, c’est si fruité que l’on en sent les grains de raisin rouler sur la langue.
Je précise que ça se boit, ça ne se fume pas, idem pour la bière parfumée au canabis sativa.
Bonne introduction à la future table ronde organisée au Printemps par Familles Rurales à St Germain sur Morin …
Zoom
Des panneaux solaires sur cent hectares
Pas besoin d’être réputé pour son ensoleillement pour accueillir des champs de panneaux solaires.Quatre projets verront le jour avant fin 2011.
| Réagir MARINE LEGRAND | 28.01.2010, 07h00
Des hectares de panneaux photovoltaïques posés au sol, inclinés à 30o ou 45o, suffisamment espacés pour ne pas se faire d’ombre, hauts de 1,80 ou 2,50 m maximum et directement raccordés au réseau électrique pour revendre l’électricité produite à EDF à un tarif fixé par l’Etat. Respectant ces caractéristiques, quatre projets de fermes photovoltaïques participent à l’appel d’offres du ministère du Développement durable : deux à Sénart, un à Meaux et un à Sourdun.
Ces parcs seraient installés sur des terrains difficiles à valoriser, incapables d’accueillir des habitations (coincés entre deux routes, proches d’un site Seveso, sur une friche militaire ou sur d’anciennes carrières ).
40 ha à Villaroche. Un permis de construire est en train d’être déposé pour que 40 ha de terrain, sur l’aérodrome de Villaroche, accueillent des panneaux photovoltaïques. L’investisseur privé la Foncière Saint-Augustin et son partenaire technique Schneider Electrics divisent le projet en deux tranches : 20 ha à Montereau-sur-le-Jard, puis 20 ha à Limoges-Fourches, fin 2010. « Cette ferme solaire produira 20 MW d’électricité par an », annonce Eric Lestien, directeur du Syndicat du pôle d’activités de Villaroche (Sympav). Largement de quoi répondre aux besoins de la Snecma Villaroche, qui consomme 14 MW par an pour ses bancs d’essais et unités d’assemblage de moteurs d’avion.
36 ha à Meaux. Un parc solaire est envisagé sur d’anciennes carrières au bout du parc du Pâtis, entre le stade Corazza à Collinet et la zone artisanale. Un espace situé dans le périmètre de l’usine Cognis, fabricant de solvants classé Seveso. Les panneaux produiraient en permanence l’électricité pour l’équivalent de 5600 foyers, hors eau chaude. Des études de faisabilité sont en cours. Le parc pourrait alors fonctionner dès la mi-2011.
20 ha à Lieusaint. Le champ solaire prévu à Lieusaint produirait 5 MW par an, soit l’électricité consommée par 2200 habitants, chauffage compris. De quoi économiser 1390 t de CO2 par an. Le site envisagé est près du Carré-Sénart, dans la ZAC du Levant à Lieusaint. Un terrain de 20 ha en forme de triangle, coincé entre l’A 5 et la D 306, dans le périmètre d’Air Liquide classé Seveso seuil haut, et traversé par un azoduc (tuyau d’azote gazeux). Autant dire qu’il était compliqué d’y construire des maisons. « C’est EDF Energies nouvelles qui nous a démarchés. On travaille sur le projet depuis bientôt cinq mois », confie Frédéric Cavan, directeur du développement économique à l’EPA Sénart.
10 ha à Sourdun. Que faire de l’ancienne caserne militaire? Après la reconversion des bâtiments en internat d’excellence, un tiers des terrains libres pourrait être transformé en ferme solaire. « Ce serait sur 10 ha de friches, près du terrain de rugby, là où les militaires s’entraînaient pour des mouvements d’escadron. Pas question d’y mettre des activités économiques pour ne pas concurrencer la future ZAC des Hauts-de-Provins. Pas question non plus d’y mettre de la logistique ou du transport, qui dégraderaient le paysage et créeraient des nuisances pour les élèves de l’internat. Le projet de panneaux solaires est donc une bonne idée », s’enthousiasme Eric Thorpier, le maire de Sourdun.
Le lien vers cet article du Parisien : http://www.leparisien.fr/seine-et-marne-77/des-panneaux-solaires-sur-cent-hectares-28-01-2010-794138.php?xtor=EREC-109
Merci pour cette information intéressante, dont j’avais eu écho ce midi au Café du Commerce, où j’ai déjeuné ce midi avec deux amis, ce n’était donc pas une rumeur de café du Commerce ….
Ces projets sont la concrétisation de la volonté de Jean-Louis Borloo de créer une ou plusieurs centrales au sol dans toutes les régions françaises, du Nord au midi.
D’après l’article le choix des sites semble judicieux. Les terrains choisis ne sont ni agricoles , ni constructibles, mais pollués ou coincés entre plusieurs voies de communication.
Peut-être pas une rumeur de café du commerce mais une brêve de comptoir :# :-a) 😀