Photovoltaïque: Technologies et applications M.Sc. M.Sc. Yassin Bouyraaman, Université de Paderborn, Alger, 15 novembre 2011 www.nek.upb.de Yassin.bouyraaman@uni-paderborn.de

Contexte du photovoltaïque Besoins énergétiques ne cesse a augmenter Dominance d’utilisation des énergies conventionnelles Changement climatique - problèmes environnementaux (effet de serre) - augmentation rapide du concentration de CO2 - dommages économiques causés par les catastrophes naturelles (en 2005 : 230 Mrd. US$) Yassin.bouyraaman@uni-paderborn.de

Energies renouvelables – la solution des problèmes Transformation rapide du système énergétique Création des marchés pour les nouvelles technologies Intégration des énergies renouvelables dans le système énergétique Investissements dans le domaine des énergies renouvelables Yassin.bouyraaman@uni-paderborn.de

Investissements mondiales dans les ER Mrd. US-$ Top 10 - des investisseurs dans les énergies renouvelables dans le monde www.forbes.com Yassin.bouyraaman@uni-paderborn.de

Investissements dans le secteur les énergies renouvelables en Allemagne PV : 13 Mrd. € Source: Bundesregierung. BMU, DLR/ZSW, Stand : 3/2011 Yassin.bouyraaman@uni-paderborn.de

Production d’électricité en Europe 2010 Total 3 374,2 TWh Source: Statistisches Bundesamt , Status: 2009 European Union: Sustainable Energy week Yassin.bouyraaman@uni-paderborn.de

Production d’électricité en Allemagne 2010 photovoltaïque énergies renouvelables nucléaire hydro gaz naturel biomasse lignite charbon éolienne autres Source: Statistisches Bundesamt , Status: 01/2011 www. Unendlich-viel-energie.de Yassin.bouyraaman@uni-paderborn.de

Photovoltaïque en Allemagne Yassin.bouyraaman@uni-paderborn.de

Pourquoi la promotion du photovoltaïque ? L’énergie produite est directement de l’électricité Délai d’installation des parcs rapide Application à toutes les échelles (Mini-grid, Off-grid et réseaux énergétiques) Besoin en maintenance très limité Les coûts de production des panneaux décroissent rapidement Production de l’électricité même en présence d’une couverture nuageuse Yassin.bouyraaman@uni-paderborn.de

Développement du Marché de photovoltaïque en Allemagne Puissance installée: ca. 18 MWp Approvisionnement énergétique : 12 TWh Source: Energieverbraucher.de, Stand : 6/2011 Yassin.bouyraaman@uni-paderborn.de

Emplois dans le secteur ER en Allemagne Croissance : ca. 129% 120000 dans le secteur ES  60000 employés dans le secteur PV une croissance de 130% et que 60000 appartient au secteur photovoltaïque Yassin.bouyraaman@uni-paderborn.de

Technologies du Photovoltaïque Yassin.bouyraaman@uni-paderborn.de

Cellules monocristallines Cellules polycristallines Variété des cellules Cellules monocristallines Cellules polycristallines Cellules couche mince Cellules organique Cellules colorées Source: Mercateo, M. Schnauss Yassin.bouyraaman@uni-paderborn.de

à base silicium cristallin 1ère génération à base silicium cristallin Technologie rigide En phase commerciale Rendement entre 12 – 25% Convenables pour les régions ensoleillées (Algérie par ex.) Source: lesolar Yassin.bouyraaman@uni-paderborn.de

couche minces 2ème génération Moins cher car moins de matière première CIGS couche minces Moins cher car moins de matière première En phase commerciale Rendement entre 5% et 20% Ci- amorphe cdTe Source: Outilssolaires , lesolar Yassin.bouyraaman@uni-paderborn.de

Nouvelles technologiques 3ème génération Nouvelles technologiques Cellules Multi-jonctions, cellule à concentration Rendement jusqu' à 40% En phase d’industrialisation et commercialisation Très cher Source: ecourja, solarserver Yassin.bouyraaman@uni-paderborn.de

Rendement de certaines cellules Cellule Multi-jonction 40% Monocristallin <25% Silicium cristallin c-Si Polycristallin <20% <10% Si - amorphe <16% Couche mince CdTe CIS/CIGS <20% Si- nanocristallin <10% Yassin.bouyraaman@uni-paderborn.de

Perspectives des technologies sur le marché européen Source:EPIA Yassin.bouyraaman@uni-paderborn.de

Hauts standards de qualité Haute performance Haute fiabilité Variété des modules Hauts standards de qualité Haute performance Haute fiabilité Basse tolérance Longue garantie Source: Simens, Laumanns,SunWare,directindustry Yassin.bouyraaman@uni-paderborn.de

Capacité de production élargies Automatisation Production novatrice Capacité de production élargies Automatisation Produits de haute qualité Source: Solar Fabrik, Q-Cells Yassin.bouyraaman@uni-paderborn.de

Applications du Photovoltaïque Yassin.bouyraaman@uni-paderborn.de

PV connecté au réseau électrique Source: martin-pudlo-solar-technik Yassin.bouyraaman@uni-paderborn.de

Systèmes photovoltaïques à toutes échelles Grands systèmes posés au sol 100 kWp – 1MWp : 6% > 1 MWp : 17% Photo: Voltwerk PV- intégré dans les bâtiments Plus de 500.000 systèmes photovoltaïques déjà installés 98% des systèmes sont connectés au réseau 23% < 1% Photo: Schüco petits systèmes - habitations privées 1-10 kWp immeubles collectifs, bâtiments publics & sociaux, fermes, bâtiments commerciaux 10-100 kWp 18% 59% Photo: Solarwatt Photo: Solarwatt Photo: Solarwatt

Plus grand parc solaire photovoltaïque en Allemagne Puissance totale installée : 78 MWp Nombre de PV-modules : 330 000 Surface de 2000 000 m² La production totale d’électricité peut couvrir les besoins de ca. 25.000 familles Photo: Lausitzer Rundschau Système de montage Photo: Geosol Photo: PV-Magazine Source: Photovoltaik.eu, Lausitzer Rundschau, Geosol

Systèmes photovoltaïques pour la mobilité Stations-services solaires Carports chargent des véhicules électriques Chargement des Portables Source: M. Schnauss, Solon Herbert, Kopf, SunWare, Sunovation

Systèmes isolés pour les régions éloignées Mini-réseaux photovoltaïques Solar Home systems Electrification rurale Pompage de l'eau Source: solar 23, worldpress.com, www.energeable.com

Système photovoltaïque simple pour pompage de l’eau Module photovoltaïque Utilisation d'une pompe à eau avec un moteur á courant continu Source: Prof. Krauter (PI insitut Berlin)

Systèmes photovoltaïques : différentes technologies Rendement supérieur de 30% (Système tracker) Hauteur plus importantes, d'où une utilisation des sols sous les panneaux plus importante Technologie plutôt employée dans des régions très ensoleillées pour compenser les coûts de production Source: solar-tracking.fr, shsolar.es, krist-versicherungsmakler.de

– Position des modules au sud Conseils pour augmenter le rendement des systèmes photovoltaïques - pour l'Algérie Orientation et inclinaison du système PV par rapport à la position du Soleil – Position des modules au sud – inclination verticale optimale entre 25°– 35° Mise en considération des coefficient de température lors de l`achat des panneaux photovoltaïques – Une perte de puissance de 10 – 15% à haute température – Utilisation des systèmes de refroidissements La qualité des PV-Modules

Perspectives d'avenir du solaire photovoltaïque Yassin.bouyraaman@uni-paderborn.de

Stratégies de développement Amélioration des matériaux de cellules pour un bon rendement de conversion Développement des cellules organique Utilisation efficace de stockage électrique Utilisation des onduleurs intelligents Intégration des réseaux intelligentes – Smart Grid Smart Home Yassin.bouyraaman@uni-paderborn.de

Secteur de l'environnement : réduction des émissions de CO2 Résumé Secteur d'énergie : Une intégration à 100% des énergies renouvelables dans le systèmes énergétique en 2050 est réalisable La part d‘énergie dans le mix énergétique en 2020 en Allemagne: 5-10% en 2030 : 25-30% Secteur économique: Investissements doivent atteindre 200 Mrd. € p.a. en 2020 Accès des nouveaux acteurs au marché énergétique Offre d'emploi: Actuellement ca. 170000 employés (60000 dans PV), on prévoit 500000 (200000 dans PV) en 2020 Secteur de l'environnement : réduction des émissions de CO2 Yassin.bouyraaman@uni-paderborn.de

Technologie: Secteur économique: Dans quelle mesure l'Algérie peut profiter de l'Allemagne dans le domaine du photovoltaïque ? Technologie: Avancement de la technologie photovoltaïque (Amélioration des matériaux) La production des modules PV a haute qualité (Control et certification) La durée de vie des PV-module est (25 ans – 30 ans) Secteur économique: Les entreprises allemandes ont des projets de référence dans le monde entier La fiabilité de la partenariat dans le secteur énergétique entre les deux pays Yassin.bouyraaman@uni-paderborn.de

Merci pour votre attention! Yassin Bouyraaman Tel. : +49 5251 60 – 2303 Fax : +49 5251 60 – 3235 Email: yassin.bouyraaman@upb.de Web: www.nek.upb.de