ATLAS DU POTENTIEL SOLAIRE PHOTOVOLTAÏQUE ET THERMODYNAMIQUE EN RÉGION PACA

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1 ATLAS DU POTENTIEL SOLAIRE PHOTOVOLTAÏQUE ET THERMODYNAMIQUE EN RÉGION PACA PRÉSENTATION CG06 PLAN CLIMAT CENTRE ENERGETIQUE ET PROCEDES Philippe BLANC Centre Energétique et Procédés, MINES ParisTech / ARMINES

2 Etablissement d'un atlas solaire à Haute 2 Résolution pour la région PACA Projet : janvier 2009 septembre 2010 Les caractéristiques principales Echelle géographique : 1 / (résolution : 250 mètres) Irradiations sommes mensuelles et annuelles Synthèses temporelles issues de l'analyse temporelle "long terme" de données journalières (> 20 ans) Applications PV et Solaires Thermodynamiques à concentration Rayonnements globaux et diffus sur différents plans inclinés (PV) Rayonnements directs sur plans inclinés, en incidence normale ou en suivi en élévation (Thermodynamique à concentration)

3 Les usages de l'atlas 3 Les utilisateurs : Acteurs publics et privés : Analyse géographique du potentiel de la région Choix de sites et dimensionnement de systèmes de production d énergie solaire Particuliers : Cartographie fine permettant le dimensionnement de petits systèmes solaires particuliers Intérêt "pédagogique" d une cartographie de la ressource solaire

4 Le financement 4 Cofinancement ADEME PACA / Région PACA (subvention F.R.E.E.) Cofinancement Conseil Général des Alpes Maritimes (direction Ecologie et Développement Durable) Projet labélisé par le pôle de compétitivité CAPENERGIE

5 5 La base de données de ressource solaire HelioClim de MINES ParisTech Bases de données de rayonnement solaire HelioClim Estimation du rayonnement solaire à partir d'images satellites METEOSAT Couverture et résolution de HelioClim-3 HelioClim-1 (HC-1) Résolution spatiale : 20 à 30 km Résolution temporelle : journalière Etendue temporelle : HelioClim-3 (HC-3) Résolution spatiale : 4 km Résolution temporelle : ¼ horaire Etendue temporelle : depuis km 3,5 km 4 km 4,5 km 5 km 6 km 7 km 8 km 10 km > 12 km

6 Passage à la "haute résolution" 6 Prise en compte des effets "intra-pixel" du relief Effet de la variation de l'épaisseur atmosphérique Effet des ombres portées du relief sur les composantes directes et diffuses du rayonnement Utilisation de la base de données de relief SRTM Résolution de l'ordre de 100 m Précision meilleure que 10 m (à 90%) en x,y et z Calibrage des irradiations l'atlas par des mesures in-situ Calibrage des estimations d'irradiation globale sur plan horizontal Calibrage des modèles paramétriques de décomposition global/diffus (estimations en incidence normale et sur plans inclinés) Estimation de modèles d'incertitude des estimations d'irradiation

7 Les stations météo. pour le calibrage 7 Les trois stations météorologiques propres au projet (RSP) Location sur un an à la société CSP Service (spin-off du DLR, basée en Allemagne et en Espagne) Mesures toutes les 10 minutes les rayonnements global et diffus horizontaux (+ température et humidité) Système de mesure précis et robuste Peu sensible à la poussière Peu sensible aux désalignements

8 Les stations météo. pour le calibrage 8 Les stations RSP de Fos et de Nice Installation en fin juillet (le 29 et 30 juillet) période de mesure août 2009 août 2010 Station identique à celle de Volx (sans capteur de vent) Station installée sur le toit du CADAM à Nice (43 40'18"N, 7 11'58"E) Station installée près de Berre l'etang (43 31'12"N, 5 10'52"E)

9 9 Les stations météo. pour le calibrage Le réseau de stations de Météo France 19 stations horaires sur la période de HC-3 (une seule mesure le direct et/ou le diffus actuellement) 9 stations journalières sur au moins 10 ans de HC-1

10 10 Création des fichiers numériques de l'atlas Base de données d'horizon Exemple : la commune de Annot

11 11 Création des fichiers numériques de l'atlas Prise en compte des ombres portées du relief Exemple dans la commune de Annot

12 Maquette de l'atlas solaire 12 (version préliminaire) Maquette "simplifiée" de l'atlas solaire Pas de calibrage avec les stations de mesure (en attente de l'année d'acquisition des deux stations RSP à Fos et à Nice) Moyenne des sommes annuelles sur les 5 ans de HC-3 Prise en compte simplifiée des ombres portées du relief Modèle ciel clair Un jour de référence par mois

13 13 Maquette de l'atlas solaire (version préliminaire) Somme annuelle du GHI (moyenne ) kwh/m 2

14 14 Maquette de l'atlas solaire (version préliminaire) Somme annuelle du BNI (moyenne ) kwh/m 2

15 Conclusion 15 Cartes mensuelles et annuelles d'irradiation Moyennes sur la base d'analyse historique long-terme (20 ans) Haute Résolution spatiale (250 m) Etalonnées avec estimation des incertitudes par des stations de mesure au sol Réflexion à mener sur la présentation des différentes cartes de l'atlas : Identification des informations pertinentes (en fonction des utilisateurs) des données brutes d'irradiation Présentation des incertitudes associées à ces différentes informations cartographiques Exploitation "experte" de la base de données Initier le développement d'atlas Solaire pour d'autres régions (Corse, Les DOM-TOM, etc.)