L’ENERGIE SOLAIRE PHOTOVOLTAÏQUE - .L’énergie solaire photovoltaïque L’ENERGIE SOLAIRE PHOTOVOLTAÏQUE

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    LENERGIE SOLAIRE PHOTOVOLTAQUE

    USAGES RACCORDES AU RESEAU Ce guide a pour objectif dclairer les collectivits, les entreprises et les particuliers sur lnergie solaire photovoltaque : usages possibles, performances attendues, prconisations et rejets de CO2 vits. La premire partie du guide prsente des informations gnrales et juridiques sur lnergie solaire photovoltaque. La deuxime partie aborde le contexte spcifique du territoire du dpartement des Landes dans le cadre de linstallation dun gnrateur photovoltaque raccord au rseau de distribution.

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    pp..22

    SOMMAIRE

    LENERGIE SOLAIRE PHOTOVOLTAQUE 3 Principe de fonctionnement 3 Intrt de lopration 5 Impact environnemental 7 Aspects conomiques 7 Aspects rglementaires 10 Conseils de mise en uvre 14 Intgration architecturale 16

    LE CONTEXTE TERRITORIAL - LES LANDES 19 Ressources 19 tat des lieux dans les Landes 19 Potentiel identifi 20 Enjeux 20

    COMMENT MONTER MON PROJET ? 22 Contacts utiles 23 Redaction 23

    Guide de lecture :

    retenir terminologie

    information 1 mise en garde

    rglementation

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    pp..33

    LLEENNEERRGGIIEE SSOOLLAAIIRREE PPHHOOTTOOVVOOLLTTAAQQUUEE

    On distingue trois grands types dapplications susceptibles dtre alimentes par lnergie photovoltaque, savoir :

    les systmes de production autonomes pour l'alimentation de sites ou dquipements isols et non raccords au rseau lectrique,

    les systmes de pompage pour ladduction deau, les systmes de production raccords au rseau de distribution de l'lectricit.

    Dans la seconde partie de ce guide, nous naborderons que les installations photovoltaques raccordes au rseau de distribution.

    PRINCIPE DE FONCTIONNEMENT Les modules photovoltaques produisent de llectricit partir de lensoleillement (les photons de la lumire du soleil), il ne faut donc pas les confondre avec les panneaux solaires thermiques qui produisent de la chaleur transmise par un fluide caloporteur.

    1ATTENTION Ne pas confondre les capteurs solaires thermiques et les modules solaires photovoltaques. Un capteur solaire thermique produit, partir du rayonnement solaire, de la chaleur qui est restitue par un fluide caloporteur (de leau glycole gnralement).

    Un module photovoltaque produit directement de llectricit partir de lensoleillement.

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    pp..44

    Actuellement, il existe essentiellement deux technologies en photovoltaque : le silicium mono ou polycristallin (technologie dite de premire gnration) et le silicium amorphe. Dautres technologies sont en phase de dbut de commercialisation ou de recherche : silicium cristallin couche mince, Cuivre-Indium-Slnium - CIS, Tellurure de Cadmium - CdTe (technologies dites de deuxime gnration, avec le silicium amorphe) et cellules organiques, cellules de Grtzel et cellule multi-jonction (technologies dites de troisime gnration).

    1. Les modules polycristallins ou monocristallins La cellule photovoltaque est compose d'un matriau semi-conducteur qui absorbe l'nergie lumineuse et la transforme directement en courant lectrique. Le principe de fonctionnement de cette cellule fait appel aux proprits du rayonnement et celles des semi-conducteurs. Lorsquune cellule est expose au rayonnement lectromagntique solaire, les photons de la lumire viennent frapper la face avant de la cellule. Cette nergie est suffisante pour permettre aux lectrons (prsents en abondance sur cette face) de se dplacer sur la face arrire de la cellule (qui prsente un manque dlectrons).

    Figure 1 : Cellule photovoltaque polycristalline Les cellules des modules photovoltaques polycristallins sont bleues d'un aspect mosaque.

    Les cellules des modules photovoltaques monocristallins sont gris bleut ou noir d'un aspect uniforme.

    avantages : bon rendement (entre 1 et 15%), moins cher que le monocristallin.

    inconvnients : rendement faible sous un faible clairement. Rendement infrieur au monocristallin.

    avantage : trs bon rendement (17%).

    inconvnients : cot lev, rendement faible sous un faible clairement.

    Un module photovoltaque se compose gnralement dun circuit de 36 jusqu 60 cellules en srie encapsules entre deux plaques de verre ou une plaque de verre lavant et un matriau composite larrire. Un cadre en aluminium permet la fixation de ce module sur diffrents types de supports. Des modles sans cadre permettent diffrentes variantes pour lintgration architecturale. La puissance dun module photovoltaque est exprime en Watt crte, cest une valeur donne pour un ensoleillement de 1 000 W/m et une temprature ambiante de 25.

    Figure 2 : Un module photovoltaque de 75 Wc (0,68 m)

    0,2 mm dpaisseur

    12 cm

    Cadre enaluminium

    Cellulephotovoltaque

    600 mm

    1 250 mm

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    Les puissances mises en jeu en fonction des diffrentes technologies, polycristallin ou monocristallin vont respectivement de 110 Wc 150 Wc par mtre carr (soit un rendement entre 11 et 15 %). Le module produit un courant continu et une tension denviron 20 V. Les fabricants garantissent 80 % de la puissance aprs 25 ans de fonctionnement.

    2. Les modules amorphes couche mince Le silicium est dpos sur un support gnralement flexible, le rendement est denviron 5%. Cette technologie permet de produire de lnergie lectrique mme avec un temps nuageux (ceci nest pas le cas avec les modules poly ou monocristallin). Les bandes flexibles sont de longueur trs variable (moins dun mtre jusqu plus de 5 mtres).

    Figure 3 : Un module photovoltaque de 192 Wc (5,2 m) avantages : fonctionnent avec un clairement faible (mme par temps couvert ou

    l'intrieur d'un btiment).

    inconvnients : rendement faible en plein soleil, performances qui diminuent sensiblement avec le temps.

    TERMINOLOGIE Un panneau solaire photovoltaque est plutt appel module (le terme capteur quant lui, est rserv pour lnergie solaire thermique). La mise en srie de plusieurs modules est appele une branche tandis que lensemble des branches connectes entre elles est appel champ photovoltaque .

    INTERET DE LOPERATION La production dlectricit partir de lnergie radiative du soleil par lintermdiaire de modules photovoltaques prsente des avantages importants :

    La ressource dnergie utilise est renouvelable et gratuite, aucune pnurie ou fluctuation des prix nest craindre ;

    Le processus de production dlectricit na aucun impact sur lenvironnement (ni rejet polluant, ni dchet, ni bruit, etc.) ;

    La production d'lectricit est ralise sans qu'il n'y ait aucune pice en mouvement, ce qui entrane des frais de maintenance excessivement faible et une exploitation aise (les modules sont auto-nettoys avec la pluie) ;

    Ce qui est produit est gnralement consomm sur place ce qui prsente un intrt du point de vue lectrique puisque les pertes dans les cbles sont trs faibles (contrairement au mode de production dcentralis, ex : centrale nuclaire).

    Dautre part, il est important de mettre en parallle linstallation dun gnrateur photovoltaque sur un btiment avec la matrise de la consommation en nergie de ce

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    btiment : cela permet une vraie cohrence entre une production dlectricit propre et une consommation nergtique matrise. Le panel dactions mettre en place dans le cadre dune telle dmarche est vaste : remplacement des ampoules classiques par des lampes basse consommation aux endroits appropris, appareils lectriques performants, etc. Certaines actions sont trs peu chres et faciles mettre en uvre, elles doivent donc absolument tre ralises.

    QUE CHOISIR ? Un matre douvrage ou un particulier peut tre amen se poser la question du choix entre une installation solaire thermique ou photovoltaque : Est-il prfrable dinstaller des capteurs solaires thermiques ou un gnrateur photovoltaque sur ma toiture ? A partir du moment o il est possible dimplanter des capteurs solaires sur un site (les contraintes sur le patrimoine culturel sont leves et le site est bien expos lensoleillement), alors le choix dun gnrateur photovoltaque est toujours possible. En effet, il sagit l dune production dlectricit qui nest pas en lien avec loccupation ou les besoins en nergie de ce btiment. Le matre douvrage est alors propritaire dune installation de production dnergie lectrique sur son btiment et il participe la diversification des sources d'approvisionnement nergtique souhaite par la loi de programme fixant les orientations de la politique nergtique en vendant cette lectricit loprateur national. A linverse, une installation solaire thermique couvre une partie des besoins de chaleur dune habitation, pour son chauffage ou pour la production deau chaude sanitaire. Cette installation est donc dimensionne pour les besoins de chaleur de ce btiment et quelques cas de figure ne se prtent pas ses installations. Le matre douvrage contribue beaucoup plus la rduction des gaz effet de serre par le biais dune installation solaire thermique (au minimum trois fois plus que le photovoltaque). Le solaire thermique se substituant en trs large partie aux nergies fossiles, il permet de rduire fortement les missions de gaz effet de serre. Cest une des priorits essentielles inscrites dans la loi de programme fixant les orientations de la politique nergtique.

    Effets directs

    Une installation de