Cours d’analyse de projets d’énergies propres

1. Cours d’analyse de projets d’énergies propres Analyse de projets d’installation photovoltaïque Installation photovoltaïque sur un centre de recherche national, Québec, Canada Photo : Centre de la technologie de l’énergie de CANMET - Varennes © Ministre de Ressources naturelles Canada 2001 – 2004.

2. Objectifs • Réviser les principes de base des installations photovoltaïques • Décrire les enjeux importants d’une analyse de projet d’installation photovoltaïque • Présenter le modèle RETScreen® pour les projets d’installation photovoltaïque © Ministre de Ressources naturelles Canada 2001 – 2004.

3. Qu’est-ce que les installations PV fournissent? Système d’éclairage solaire pour une maison,Ouest du Bengale, Inde • Électricité (CA/CC) • Pompage de l’eau …mais aussi… • Fiabilité • Simplicité • Système modulaire • Image • Silence Photos : Harin Ullal (NREL PIX) © Ministre de Ressources naturelles Canada 2001 – 2004.

4. Composants d’une installation PV • Modules • Stockage : batteries, réservoir • Conditionneur d’énergie • Onduleur • Contrôleur de charge • Redresseur • Convertisseur CC à CC • Autres génératrices : diesel/essence, éolienne • Pompe Source : Photovoltaics in Cold Climates, Ross & Royer, eds. © Ministre de Ressources naturelles Canada 2001 – 2004.

5. Systèmes raccordés au réseau • Intégration du PV • Distribué • Centralisé • Types de réseau • Central • Isolé • Ne sont habituellement pas rentables sans subventions Source : Photovoltaics in Cold Climates, Ross & Royer, eds. © Ministre de Ressources naturelles Canada 2001 – 2004.

6. Systèmes hors réseau • Configuration • Autonome • Hybride • Souvent très rentable • De petites charges sont préférables(< 10 kWp) • Coût d’investissement plus bas que le coût de l’extension du réseau • Coût d’exploitation et d’entretien plus bas que celui de génératrices et de batteries non rechargeables Source : Photovoltaics in Cold Climates, Ross & Royer, eds. © Ministre de Ressources naturelles Canada 2001 – 2004.

7. Systèmes de pompage de l’eau • Catégorie spéciale de systèmehors réseau • Souvent rentable • Abreuvoir à bétail • Alimentation en eau d’un village • Alimentation en eau sanitaire Source : Photovoltaics in Cold Climates,Ross & Royer, eds. © Ministre de Ressources naturelles Canada 2001 – 2004.

8. Ressource solaire • 1 Wp de PV = 800 à 2 000 Wh par année • Latitude • Ennuagement • La ressource solaire hivernale est critique pour les systèmes hors réseau • Angles d’inclinaison plus grands (latitude +15º) • Systèmes hybrides • La ressource solaire annuelle est critique pour les systèmes raccordés au réseau • Systèmes de poursuite solaire lorsqu’il y a une forte proportion de rayonnement solaire direct Photo : Environnement Canada © Ministre de Ressources naturelles Canada 2001 – 2004.

9. Corrélation entre la charge et l’énergie solaire Positive Négative • Corrélation saisonnière • Irrigation • Chalet • Corrélation diurne • Positive, nulle et négative Photo: Sandia Nat. Lab. (NREL PIX) Source: Photovoltaics in ColdClimates,Ross & Royer, eds. Nulle Photo: BP Solarex (NREL PIX) © Minister of Natural Resources Canada 2001 – 2004.

10. Champ Champ Batterie Onduleur Des.&Install Installation Génératrice Divers Source d’énergie Exploitation Divers Exemples de coûts de systèmes PV • Maison raccordée au réseau, 1 kW (38º N, Californie) • Énergie = 1,6 MWh/an • Coût = 0,35 $/kWh • Coût du réseau = 0,08 $/kWh • Système hybride hors réseau de télécommunication, 2,5 kW (50º S, Argentine) • Énergie = 5 MWh/an, (PV=50 %) • Coût = 2,70 $/kWh • Coût génératrice/batterie = 4,00 $/kWh © Ministre de Ressources naturelles Canada 2001 – 2004.

11. Enjeux d’un projet d’installation photovoltaïque Distance du réseau électrique Coût d’une visite des lieux Coûts de l’exploitation et de l’entretien Fiabilité par rapport au coût Gérer les attentes • Aspect social • Valeurs intangibles • Image • Bénéfices environnementaux • Réduction du bruit et de la pollution visuelle • Modularité et simplicité du système Station de relais NorthwesTel Mountaintop, Nord de la Colombie-Britannique, Canada Photo : Vadim Belotserkovsky © Ministre de Ressources naturelles Canada 2001 – 2004.

12. Exemples : Tibet, Botswana, Swaziland et KenyaLanterne solaire et systèmes PV résidentiels Le coût de l’extension du réseau est prohibitif Petites charges Entretien local Simple Fiable Batik réalisé à des fins éducatives Système solaire résidentiel Photo : Simon Tsuo (NREL PIX) Photo : Frank Van Der Vleuten (Renewable Energy World) Maison du personnel médical Système solaire résidentiel Photo : Energy Research Center of the Netherlands Photo : Energy Research Center of the Netherlands Photo : Vadim Belotserkovsky © Ministre de Ressources naturelles Canada 2001 – 2004.

13. Exemples : Finlande et CanadaMaisons et chalets en régions isolées Système modulaire Simple Réduction du bruit Aucune ligne électrique Chalet : corrélation entre la charge et la saison Maison habitée à l’année : systèmes hybrides Chalet Maison Photo : Fortum NAPS (Photovoltaics in Cold Climates) Photo : Vadim Belotserkovsky Système hybride Photo : Vadim Belotserkovsky © Ministre de Ressources naturelles Canada 2001 – 2004.

14. Exemples : Maroc et BrésilSystèmes hybrides pour l’alimentation de villages • Le coût de l’extension du réseau est prohibitif • Le coût du diesel et de l’entretien des génératrices est élevé • Les aspects humains • Attentes • Gestion de la demande • Impact social Village Collège rural Photo : BP Solarex (NREL PIX) Photo : Roger Taylor (NREL PIX) © Ministre de Ressources naturelles Canada 2001 – 2004.

15. Exemples : Antarctique et CanadaSystème industriel : télécommunication et système de contrôle • Sites très isolés… • Coûts d’exploitation et entretien • Génératrice et installation PV complémentaire • …et aussi… sites près du réseau électrique… • Coût du transformateur • Peut être réutilisé ailleurs • Plus fiable que le réseau électrique Système de contrôle sismique Photo : Northern Power Systems (NREL PIX) Contrôle d’une tête de puits de gaz Photo : Soltek Solar Energy © Ministre de Ressources naturelles Canada 2001 – 2004.

16. Exemples : Suisse et JaponBâtiments raccordés au réseau avec système PV • Habituellement non rentable sans subventions • Motivé par : • Image • Bénéfices environnementaux • Stimulation du marché • Les engagements à long terme des fabricants, des gouvernements et des services publics ont amené des réductions de coûts Couverture de toit fait de PV Photo : Atlantis Solar Systeme AG PV intégré au vitrage d’un immeuble à bureaux Photo : Solar Design Associates(IEA PVPS) © Ministre de Ressources naturelles Canada 2001 – 2004.

17. Exemples : Inde et États-UnisSystèmes PV de pompage de l’eau • Rentable lorsque hors réseau • Corrélation de la charge • Stockage dans un réservoir d’eau • Corrélation entre la charge et la saison • Améliore la qualité de l’eau • Pratique • Fiable • Simple Eau sanitaire Système d’abreuvoir à bétail Photo : Jerry Anderson,Northwest Rural Public Power District (NREL PIX) Photo : Harin Ullal, Central Electronics Ltd. (NREL PIX) © Ministre de Ressources naturelles Canada 2001 – 2004.

18. Modèle RETScreen® pour les projets d’installation photovoltaïque • Pouvant être utilisé partout dans le monde pour l’analyse de la production énergétique, des coûts sur le cycle de vie et des réductions d’émissions de gaz à effet de serre. • Raccordé au réseau (central ou isolé) • Hors réseau (PV/batterie ou PV/batterie/génératrice) • Pompage de l’eau • RETScreen® nécessite seulement 12 points de données contre8 760 pour les modèles de simulation horaire • Non couvert actuellement : • Systèmes de concentrateurs • Calculs de probabilité de perte de charge © Ministre de Ressources naturelles Canada 2001 – 2004.

19. Calculs RETScreen®: installation photovoltaïque Voir le e-Manuel Analyse de projets d’énergies propres : Manuel d’ingénierie et d’études de cas RETScreen® Chapitre Analyse de projet d’installation photovoltaïque © Ministre de Ressources naturelles Canada 2001 – 2004.

20. Exemple : validation du modèle RETScreen® pour les projets d’installation PV • Système hybride PV/génératrice/batterie en Argentine comparé au modèle de simulation horaire HOMER • Charge de 500 WCA • Champ PV de 1 kWp, batterie de 60 kWh, génératrice de 7,5 kW, onduleur de 1 kW Comparaison de la consommation en carburant du groupe électrogène par RETScreen et par Homer Comparaison de la production d’énergie PV calculée par RETScreen et par Homer © Ministre de Ressources naturelles Canada 2001 – 2004.

21. Conclusions • Systèmes PV pour la production d’électricité en réseau, hors réseau et pour le pompage de l’eau • La ressource solaire est bonne partout dans le monde • Systèmes PV installés dans tous les climats • Coûts d’investissement élevés • Applications hors réseau rentables • Subventions nécessaires pour les applications raccordées au réseau • RETScreen® calcule la production énergétique annuelle, en utilisant des données de ressource mensuelles, donnant des résultats d’une précision comparable à des outils de simulation horaire • RETScreen® permet des économies de coûts significatives pour la réalisation d’études préliminaires de faisabilité © Ministre de Ressources naturelles Canada 2001 – 2004.

22. Questions? Module Analyse de projets d’installation photovoltaïque Cours d’analyse de projets d’énergies propres RETScreen® International Pour plus d’information visitez le site Web de RETScreen à : www.retscreen.net © Ministre de Ressources naturelles Canada 2001 – 2004.