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Le gisement solaire 2 Installation photovoltaïque raccordée au réseau (compétence électrique) Version janvier 2011.

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1 Le gisement solaire 2 Installation photovoltaïque raccordée au réseau (compétence électrique) Version janvier 2011

2 2 PV (compétence électrique) – Chap. 2 : Le gisement solaire Potentiel de lénergie solaire Bases :Conso mondiale 2007 = TWh Production PV rendement 13% soit 130kWh/m².an

3 3 Rayonnement solaire dans le monde en kWh/m².an 2-7 Inconnu Le soleil : source inépuisable PV (compétence électrique) – Chap. 2 : Le gisement solaire

4 4 Ensoleillement annuel en France en kWh/m² par an sur une surface horizontale PV (compétence électrique) – Chap. 2 : Le gisement solaire

5 5 Gisement solaire Nature du rayonnement AM 1,5 AM 0 AM 1 AM 0 AM 1,5 Rayonnement absorbé par latmosphère (O 2, CO 2, H 2 O…) PV (compétence électrique) – Chap. 2 : Le gisement solaire

6 6 Composants du rayonnement solaire Rayonnement Global = Rayonnement direct + Rayonnement diffus + Rayonnement réfléchi * *( albédo x rayonnement total horizontal) Rayonnement direct Diffusion par les molécules dair, Diffusion par aérosols Rayonnement du à lalbedo Rayonnement diffus PV (compétence électrique) – Chap. 2 : Le gisement solaire

7 7 Rayonnement en fonction de la météo Ciel couvertNuages épars, soleil Rayonnement diffus principalementRayonnement direct principalement Ensoleillement W/m 2 PV (compétence électrique) – Chap. 2 : Le gisement solaire

8 8 Station météorologique de Lyon (rayonnement global horizontal) Un jour dhiver ordinaire 75 % de diffus Un beau jour dété 30% de diffus Heure solaire (h) PV (compétence électrique) – Chap. 2 : Le gisement solaire

9 9 Le mouvement de la Terre autour du Soleil La terre tourne autour du soleil en décrivant une ellipse de faible excentricité et de période : 365 jours et ¼ Hmax = hauteur du soleil à midi – φ = latitude du lieu PV (compétence électrique) – Chap. 2 : Le gisement solaire

10 10 Trajectoire annuelle et journalière du soleil (hémisphère nord) 2-4 Le soleil: source inépuisable O S N E 4 h 00 8 h 33 6 h décembre 21 septembre 21 juin Zénith 21 mars PV (compétence électrique) – Chap. 2 : Le gisement solaire

11 11 Élévation en degrés par rapport au sol (horizontale) Trajectoire du soleil au Lamentin 15° = Latitude du lieu 52° = Hauteur mini (sol) du soleil le 22 décembre Déclinaison de 23°27 Masques Solaires PV (compétence électrique) – Chap. 2 : Le gisement solaire

12 12 Masques Solaires Élévation en degrés Trajectoire du soleil au Raizet PV (compétence électrique) – Chap. 2 : Le gisement solaire

13 13 Masques Solaires Les étapes pour la détermination du masque dune installation solaire : 1.Repérage de la présence dobstacles limitant lensoleillement 2.Identification de points clefs devant représenter la globalité des obstacle (courbe enveloppe) 3.Mesure des angles (azimut et hauteur angulaire) de chacun de ces points 4.Report des mesures dans le diagramme solaire correspondant au lieu. 5.Estimation visuelle du risque de diminution des performances de linstallation 6.Report des mesures dans un logiciel de dimensionnement (éventuellement) PV (compétence électrique) – Chap. 2 : Le gisement solaire

14 14 Azimut /SUD en degré NB : doit se faire en se mettant à lendroit le plus défavorable pour le capteur Masques Solaires Étape N° 1 : Repérage de la présence dobstacles limitant lensoleillement PV (compétence électrique) – Chap. 2 : Le gisement solaire

15 15 Points clefs Masques Solaires Étape N° 2 : Identification de points clefs devant représenter la globalité des obstacles (courbe enveloppe) Azimut /SUD en degré PV (compétence électrique) – Chap. 2 : Le gisement solaire

16 16 Masques Solaires Étape N° 3 : Mesure des angles (azimut et hauteur angulaire) de chacun de ces points 19 ° EST 20° SU D SUD EST SUD OUEST Azimut /SUD en degré PV (compétence électrique) – Chap. 2 : Le gisement solaire

17 17 Masques Solaires Étape N° 3 : Mesure des angles (azimut et hauteur angulaire) de chacun de ces points PV (compétence électrique) – Chap. 2 : Le gisement solaire

18 18 Étape N° 3 : Mesure des angles (azimut et hauteur angulaire) de chacun de ces points - Outils de relevé dangles des points caractéristiques du masque 4-27 Boussoles avec clinomètre Indicateur de trajectoire du soleil Masques Solaires PV (compétence électrique) – Chap. 2 : Le gisement solaire

19 19 Étape N° 4 : Report des mesures dans le diagramme solaire correspondant au lieu Masques Solaires PV (compétence électrique) – Chap. 2 : Le gisement solaire

20 20 Étape N° 4 : Report des mesures dans le diagramme solaire correspondant au lieu Masques Solaires PV (compétence électrique) – Chap. 2 : Le gisement solaire

21 21 Rayonnement solaire extrêmement variable suivant : Latitude du site La saison Les conditions météos (nébulosité, poussières, humidité, …) Lheure de la journée (angle/azimut du soleil) Etc.… Toutefois dune année sur lautre le rayonnement solaire reçu reste sensiblement constant Disponibilité de lénergie solaire PV (compétence électrique) – Chap. 2 : Le gisement solaire

22 22 Lénergie récupérée par un capteur plan sera maximum sil est orienté perpendiculairement au rayonnement direct (Latitude Martinique/Guadeloupe) Variation de lénergie solaire reçue en fonction de la saison et pour différentes inclinaisons PV (compétence électrique) – Chap. 2 : Le gisement solaire

23 23 Ensoleillement maximal au Lamentin : ~1900kWh/m² par an (Orientation Sud ; inclinaison 18°) Les variables du rayonnement solaire Irradiation fonction de linclinaison & orientation PV (compétence électrique) – Chap. 2 : Le gisement solaire

24 24 Ensoleillement maximal au Raizet : ~2200kWh/m² par an (Orientation Sud ; inclinaison 22°) Les variables du rayonnement solaire Irradiation fonction de linclinaison & orientation PV (compétence électrique) – Chap. 2 : Le gisement solaire

25 25 Ci-dessous les facteurs de corrections du gisement solaire (par rapport à une inclinaison de 18° et orientation Sud) selon une inclinaison et une orientation donnée (Latitude du Lamentin Martinique) Les variables du rayonnement solaire Irradiation fonction de linclinaison & orientation PV (compétence électrique) – Chap. 2 : Le gisement solaire

26 26 Pyranomètres, solarimètres, stations météorologiques Mesures satellites Les mesures dépendent des outils et de leur calibrage Les mesures Les bases de données existantes Il existe de nombreuses bases de données densoleillement (Meteonorm, Meteostat, PVGIS, Nasa…) naffichant pas toutes les mêmes résultats. Plusieurs outils de calcul des effets de lorientation et de linclinaison sont disponibles sur le web, auprès des fournisseurs, ou dans des logiciels spécifiques. Attention: toujours considérer une marge dincertitude Les variables du rayonnement solaire Les bases de données densoleillement PV (compétence électrique) – Chap. 2 : Le gisement solaire

27 27 La quantité dénergie solaire annuelle reçue au sol en Martinique est denviron 1900 kWh/m²/an, ainsi que sur un plan de capteurs solaires orienté au Sud et incliné à 18° (valeur maximale hors ombres portées par la végétation, les collines environnantes, autres obstacles…). La puissance solaire instantanée, varie en Martinique (idem dans le monde) selon linclinaison et lorientation de 0W/m² à 1000W/m² (parfois plus dans certaines conditions). Les 3 composantes du rayonnement solaire : direct, diffus, albédo. Le rayonnement direct est le plus important doù nécessité dinstaller les capteurs solaires dans un endroit sans ombres portées par la végétation ou autre obstacle. Linclinaison et lorientation ont une influence sur lénergie solaire reçue dans le plan des capteurs solaires : se référer au disque solaire Les points à retenir PV (compétence électrique) – Chap. 2 : Le gisement solaire


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