www.archelios.fr Version 10.03 Manuel de l utilisateur Logiciel technico-économique de dimensionnement solaire - 1 -
SOMMAIRE 1. PRESENTATION DU LOGICIEL...4 1.1 Nouveautés de la version 10.03... 4 2. UTILISATION DU LOGICIEL...5 2.1 Installation des bases de données Cythelia... 6 2.2 Préférences... 9 2.3 Charger/Enregistrer un projet... 9 2.4 Onglet Saisie Rapide... 10 2.5 Onglet Paramètres... 12 2.6 Onglet Météo... 13 2.6.1 Géographie et données de base... 14 2.6.2 Données météorologiques... 14 2.7 Onglet Site... 15 2.7.1 Géographie et données de base... 15 2.7.2 Albédo... 16 2.7.3 Définition du masque... 17 2.7.4 Gisement solaire... 23 2.8 Onglet Besoins... 24 2.9 Onglet Champs PV... 26 2.9.1 Edition d un module... 31 2.9.2 Systèmes autonomes... 33 2.10 Onglet Transformateur... 34 2.11 Onglet Economie... 34 2.12 Onglet Résultats... 36 2.13 Rapport PDF... 39 2.14 Bouton Préférences... 40 2.15 Bouton A Propos... 40 2.16 Quelques remarques... 40 3. FONCTIONNALITES DE LA VERSION PRO... 41 3.1 Import de données PVGis... 41 3.1.1 Import de données météorologiques... 42 3.1.2 Import de données de masque... 44 3.2 Import de données Google SketchUp... 46 3.2.1 Définition du site (plan de masse) dans Google Earth :... 48 3.2.2 Import du plan de masse dans Google SketchUp :... 48 3.2.3 Modélisation 3D des objets (Champ PV + Masque)... 49 3.2.4 Enregistrement de la scène 3D sur votre poste :... 50-2 -
3.2.5 Import de la scène 3D dans Archelios :... 50 3.2.6 Vue 3D du masque proche... 52 3.3 Création d un projet depuis Google SketchUp... 53 3.4 Paramétrage du rapport PDF... 55 3.5 Rapport financier détaillé :... 58 4. GLOSSAIRE :... 60-3 -
1. Présentation du logiciel Professeur Associé à l Université de Savoie, Alain Ricaud (Cythelia, www.cythelia.fr) a développé depuis 2001, un progiciel pédagogique de gisement solaire et de dimensionnement amélioré chaque année en Travaux Dirigés au contact des étudiants : ARCHELIOS. ARCHELIOS permet le calcul selon trois modes de fonctionnement principaux, du gisement solaire à l évaluation économique : le connecté réseau (le calcul peut se faire pour des systèmes avec suivi du soleil ou encore connecté au réseau Haute Tension avec prise en compte de transformateurs), le connecté réseau sécurisé et le mode autonome (avec calcul de l optimum technico-économique sur batteries). Pour la France, le calcul des masques lointains se fait automatiquement grâce aux données topographiques de la NASA (missions SRTM http://srtm.csi.cgiar.org) et aux algorithmes de Carnaval (logiciel libre développé par INCUB (www.incub.net)). Le logiciel calcule la production, le productible spécifique, et le ratio de performance pour plusieurs champs de modules en fonction des caractéristiques de chaque type (cristallin, couches minces). Le calcul économique est actualisé, prend en compte l entretien et la maintenance des installations, le renouvellement de certains matériels, et fournit le Coût Global Actualisé ( /kwh), le Temps de Retour Actualisé et le Taux de Rentabilité Interne (selon la méthode TEC de Mr Bernard Chabot, économiste à l ADEME). La version PRO d Archelios comprend près de 500 stations météo, dont 150 françaises, plus de 8500 modules et 500 onduleurs ainsi que des fonctionnalités supplémentaires (plugins) permettant d enrichir les possibilités du logiciel pour une utilisation professionnelle (import/export de données, paramétrage du rapport pdf ). Cette version contient de plus les caractéristiques techniques et prix indicatifs pour l évaluation économique des projets PV. Le logiciel est distribué sous licence CeCILL (www.cecill.info), licence de logiciel libre adaptée à la législation française. Initialement sous Excel, le logiciel a pu être converti en C++ grâce à une aide de l ANR dans le cadre d un programme PV-ANR en partenariat avec l INES et le LOCIE de l Université de Savoie. 1.1 Nouveautés de la version 10.03 Dimensionnement : Recherche de la station météorologique la plus proche Interface de saisie simplifiée Possibilité de créer des projets à partir de données minimales ou d un modèle 3D SketchUp Réunion dans un même onglet du calepinage géométrique et du câblage électrique : Possibilité de distinguer les différentes branches de modules (plusieurs couleurs) Dimensionner l installation PV en mode «manuel» ou mode «automatique» Suggestions des possibilités de câblage électrique valides Ajout de plugins Google SketchUp : Calcul des gisements solaires avec et sans masque - 4 -
Création automatique d un projet de dimensionnement : Récupération des données géographiques du site Sélection de la station météorologique la plus proche Mise à jour automatique des masques proche et lointain Calcul des gisements Amélioration du rapport pdf: Intégration du calepinage avec câblage électrique défini Archelios PRO Version 10.03 2. Utilisation du logiciel Après l écran d accueil, le logiciel s ouvre sur l onglet «Paramètres». - 5 -
Au-dessus des onglets se trouvent les boutons permettant d éditer un rapport en PDF, d accéder aux préférences, et d enregistrer et charger des projets. 2.1 Installation des bases de données Cythelia Créer un compte La première étape d installation consiste à créer votre compte utilisateur sur le site www.archelios.fr Il faut pour cela cliquer sur l onglet «Téléchargements» puis sur «Acheter les bases de données». En tant que nouvelle utilisateur, vous devrez vous identifier en créant un compte en cliquant sur «Nouvel utilisateur : créez votre compte». - 6 -
Vous serez alors invité à remplir un formulaire d inscription. Vous devrez notamment choisir un identifiant. Votre mot de passe vous sera envoyé à l adresse électronique spécifiée. Acheter les bases de données Maintenant que votre compte est créé, vous pouvez vous connecter à votre interface de gestion en cliquant sur «Mon compte». Votre identifiant et le mot de passe qui vous a été envoyé par e-mail vous seront alors demandés. En cliquant sur «Achat bases de données», vous pouvez sélectionner la base de données que vous souhaitez et l acheter en cliquant sur «Commander» (à noter que toutes les bases de données contiennent l ensemble de la base matériel. Le prix varie uniquement en fonction de la largeur de la base météo et du nombre de postes). Cela vous permettra de payer votre achat en ligne grâce au système de paiement sécurisé de la Société Générale. - 7 -
Une fois l opération de paiement effectuée, vous pouvez revenir à votre interface de gestion en cliquant sur le bouton «Retour à la boutique». Télécharger les bases de données Une fois le paiement effectué, vous devez activer vos bases dans Archelios. Vous devez cliquer sur le bouton «Données Cythelia».. - 8 -
Vous devez alors renseigner votre identifiant ainsi que votre mot de passe (reçu par mail) dans les espaces prévus à cet effet, sélectionner votre type de base puis cliquer sur «connexion» (si votre ordinateur est connecté à Internet). Vous pourrez alors associer l ordinateur à la licence en cliquant sur «activer». Enfin, en cliquant sur «installer», les bases de données achetées seront installées sur Archelios. Le processus terminé, vous devrez redémarrer Archelios afin de profiter des bases de données achetées. 2.2 Préférences Cet onglet permet le choix de la langue, du modèle de diffus, du répertoire dans lequel sont stockés les bases de données et projets. Vous pouvez également vérifier dans l onglet «Clés» que votre clé d activation des bases de données a bien été enregistrée et en cas de problème vous pouvez envoyer votre identifiant machine en cliquant sur le bouton «Générateur d Id machine» puis «Copier et envoyer par e_mail». 2.3 Charger/Enregistrer un projet Clés d activation des bases de données L utilisateur peut à tout moment charger/enregistrer un projet au moyen des deux boutons situés en haut à gauche de l interface. Une boîte de dialogue s ouvre et permet d ouvrir ou d enregistrer un projet. - 9 -
Ouverture d un projet Archelios Ce principe d ouverture/enregistrement est valable pour les autres objets du logiciel : stations météo, site, besoins, appareils, profils de consommation, modules, onduleurs, champs, etc. 2.4 Onglet Saisie Rapide - 10 -
Onglet de saisie rapide Pour les possesseurs de la version PRO d Archelios, l onglet «Saisie rapide» permet de définir rapidement un projet à partir de quelques paramètres. Ces paramètres sont saisis dans l ordre (les champs apparaissent au fur et à mesure), selon deux possibilité «Saisie manuelle» ou «A partir d un fichier SketchUp» : Saisie manuelle Nom du site Coordonnées du site A partir d un fichier SketchUp Nom du site Lues dans le fichier SketchUp Lue dans le fichier SketchUp Orientation de la toiture Dimensions de la toiture Lue dans le fichier SketchUp Lue dans le fichier SketchUp Inclinaison de la toiture Lu dans le fichier SketchUp (texture) Choix du type de modules Calcul des résultats (bouton «Terminer») : Calcul automatique : Lors du calcul des résultats les opérations suivantes sont réalisées : - Sélection automatique de la station météo ma plus proche - Calcul automatique du masque lointain (si Carnaval est installé) - Calcul automatique du masque proche (import depuis SketchUp uniquement) - 11 -
- Création d un champ - Sélection automatique d un module moyen* - Sélection automatique d un onduleur moyen* - Le scénario économique est sélectionné automatiquement (à partir du nom définis dans les paramètres avancés) *vous avez la possibilité de définir le champ utilisé par défaut (type de module + type d onduleur) à partir des paramètres avancés. Une fois les résultats affichés vous pouvez accéder à l ensemble des paramètres du projet de façon traditionnelle. 2.5 Onglet Paramètres Onglet paramètres L onglet «Paramètres» permet de nommer le projet, d en définir le type (quatre possibilités sont offertes à l utilisateur : Système autonome sur batteries, Système connecté au réseau, Système connecté au réseau haute tension, Système connecté au réseau et sécurisé sur batteries). Dans le cas du mode autonome, l utilisateur a possibilité de choisir le type de courant de sortie : continu ou alternatif. La tension max admissible peut être fixée par l utilisateur, afin de définir une limite maximale de tension lors de la définition du champ photovoltaïque. En mode autonome DC, cette tension devient la tension de branche DC NOCT qui est par défaut calculée automatiquement à partir de la tension d utilisation. Sur la droite figurent les caractéristiques de pertes qui sont à fixer par l utilisateur : L autonomie sans soleil en mode autonome - 12 -
Les valeurs par défaut ont été définies par nos soins. L utilisateur peut-être amené à les changer si dans le cas particulier de son projet cela lui paraît pertinent. 2.6 Onglet Météo Cet onglet permet de sélectionner la station météo dont les données permettront de réaliser l étude du projet. Il est possible de filtrer les stations par pays et par type (S : fraction solaire, SG : fraction solaire et irradiation globale, SGDI : fraction solaire, irradiations globale, directe et diffuse). Le bouton «Nouvelle station» permet à l utilisateur de rentrer lui-même une nouvelle station, et le bouton «Déverrouiller» de l éditer. Si vous possédez la version PRO d Archelios vous avez la possibilité d importer des données météorologiques issues du site PVGis (http://re.jrc.ec.europa.eu/pvgis/apps3/pvest.php#). Pour plus de détails sur cette fonctionnalité veuillez vous référer à la section «Plugins Cythelia». - 13 -
2.6.1 Géographie et données de base Ce sous-onglet permet de rentrer les données d identification de la station : Nom, Pays, Type de station, Fuseau horaire, Type de climat 1 (8 climats possibles : Aride, Chinois, Continental, Montagnard, Méditerranéen, Océanique, Polaire, Tropical) et un éventuel commentaire. Viennent ensuite les coordonnées géographiques, qui peuvent être entrées en décimal ou sexagésimal, et l altitude. La conversion s effectue automatiquement lors du changement de système de coordonnées. 2.6.2 Données météorologiques Cet onglet présente les principales données météorologiques : fraction solaire, rayonnements global, direct et diffus, trouble de Link, température de l air et vitesse du vent. Ces données sont affichées mois par mois dans un graphique sous lequel sont reprises les valeurs numériques. Celles-ci sont éditables en cliquant sur le bouton «Editer les données» situé en haut, à gauche du graphique. 1 Lorsque l utilisateur ne dispose d aucune donnée, il peut en entrant le type de climat, retrouver des valeurs qui correspondent à une moyenne de plusieurs stations du climat considéré. S il ne dispose que de données partielles, par exemple que des données d irradiation, en choisissant un type de climat, la station météo sera renseignée avec les troubles de Link, température et vitesse du vent correspondant à la moyenne climatique. - 14 -
Une fois les données modifiées, vous pouvez appliquer les modifications au site ou les sauvegarder à nouveau grâce au bouton «Sauver» en bas à droite. Si vous possédez la version PRO d Archelios vous avez la possibilité d exporter les données météorologiques au format csv (compatible excel). Pour plus de détails sur cette fonctionnalité veuillez vous référer à la section «Plugins Cythelia». 2.7 Onglet Site 2.7.1 Géographie et données de base Une fois la station météo sélectionnée, il faut choisir le site où est implantée l installation photovoltaïque. Cette étape consiste principalement à entrer les coordonnées géographiques et l altitude du site. Le logiciel calcule en effet la course du soleil et le masque lointain (liaison avec Carnaval) pour le site considéré et effectue une correction d altitude 2. Appuyer sur le bouton «Nouveau site», puis «Déverrouiller» et entrer les données. Si la localisation du site correspond à la station météo, l utilisateur peut, pour aller plus vite, colocaliser le site à la station. Les caractéristiques de pertes suivantes peuvent être fixées par l utilisateur : - L incertitude météo pour prendre en compte le fait que les données soient un peu trop optimistes - L encrassement des modules, pour tenir compte de l environnement immédiat (poussières, pluies fréquentes, etc.) 2 Attention, cette correction n est plus valable au-delà d une certaine limite qu il convient d apprécier selon les cas. Cf. la partie sur les modèles. - 15 -
2.7.2 Albédo Cet onglet permet de choisir l albédo mois par mois. Par défaut toutes les valeurs sont à 0,2. Quelques valeurs typiques d albédo sont données à droite. L édition des valeurs se fait en cliquant sur le bouton d édition en haut à gauche. - 16 -
2.7.3 Définition du masque Il est possible de visualiser la course du soleil pour chaque jour moyen 3 du mois. Le masque peut être entré point par point en entrant pour chacun azimut et élévation. Le calcul du masque lointain peut lui se faire directement à condition que Carnaval soit installé sur votre ordinateur, grâce au bouton «Masque automatique». Il est aussi possible d ouvrir un fichier de masque qui aura été généré par Carnaval sur une autre machine par exemple. 3 Cf. la partie du manuel sur les modèles utilisés - 17 -
Il est également possible d importer un fichier de relevé de masque en format CSV issu du Suneye (www.solmetric.com), appareil qui permet de relever les masques sur site. Le masque proche peut être défini à l aide de l éditeur de masque proche : Editeur de masque proche La procédure de création d un masque proche est la suivante : - 18 -
- Import du plan de masse : Bouton «Importer un plan de masse» : sélectionner sur votre disque le fichier jpeg représentant le plan de masse du site. Ce plan de masse peut provenir par exemple d une saisie écran du site Géoportail (http://www.geoportail.fr/ ), d une sauvegarde du logiciel Google Earth(http://earth.google.com/intl/fr/ ) ou de la numérisation d un plan d implantation. Attention : le nord doit être orienté vers le haut à la verticale. Le plan de masse doit de plus contenir une échelle pour permettre sa calibration. - Calibration du plan de masse : Bouton «Mode calibration». Les deux croix rouges doivent être positionnées aux extrémités de la barre d échelle (à l aide des curseurs «Calibration X1, Y1, X2, Y2). La longueur réelle de la barre d échelle est saisie à l aide du curseur «Longueur de calibration». - Définition du centre du champ PV : Calibration du plan de masse Les curseurs «Décalage Nord et Est du site» et «Hauteur du site» permettent de positionner le centre du futur champ PV, représenté par la croix bleue (voir illustration ci-dessous) : - 19 -
Définition du centre du champ PV - Définition des objets du masque : Bouton «Mode édition» pour revenir à l éditeur d objets du masque. Les objets du masque (bâtiments) sont crées à l aide du bouton «Ajouter un objet». Les dimensions de chaque objet sont paramétrables à l aide du bouton «éditer», la position de chaque objet est saisie à l aide des curseurs «Décalage Est et Nord, Orientation de l objet». Editeur d objet du masque (dimensions) - 20 -
- Calcul du masque proche : Position des objets du masque En cliquant sur le bouton OK, l éditeur de masque se ferme et le masque proche est automatiquement calculé. - 21 -
Exemple de masque proche (trois bâtiments) Le masque pris en compte lors des calculs de production est le masque global : masque global = masque proche + masque lointain Si vous possédez la version PRO d Archelios vous avez la possibilité d importer des données relatives au masque proche à partir du logiciel Google SketchUp ou du site PVGis (http://re.jrc.ec.europa.eu/pvgis/apps3/pvest.php#). Pour plus de détails sur ces fonctionnalités veuillez vous référer à la section «Plugins Cythelia». - 22 -
2.7.4 Gisement solaire Cet onglet permet de visualiser le gisement solaire sur une surface d orientation et d inclinaison quelconques, avec et sans masque, ainsi que pour les trois types de suivi du soleil (équatorial, azimutal et deux axes). Une rose des vents pour l orientation ainsi qu une petite maison et un panneau solaire sur le toit permettent de vérifier qu il n y a pas d erreur, lors de la saisie de l orientation et de l inclinaison qui se fait au moyen de curseurs. Le graphique situé à gauche permet la lecture des résultats mois par mois pour le direct (en jaune) et le diffus (en bleu) corrigés des masques. En passant la souris sur les différentes barres du graphique, la valeur numérique s affiche. L utilisateur a la possibilité de modifier le modèle de transposition du diffus au niveau de l onglet «Préférences» : Perez (1990) ou Hay et Davies (1980). L optimisation de l orientation, de l inclinaison et des axes en même temps se fait en cliquant sur les boutons correspondants. A droite sont donnés les gisements avec et sans masque, permettant d apprécier son effet, ainsi que les gisements obtenus avec quatre systèmes de suivi : équatorial, azimutal, deux axes, axe Nord-Sud horizontal. Si vous possédez la version PRO d Archelios vous avez la possibilité d exporter les données météorologiques au format csv (compatible excel). Pour plus de détails sur cette fonctionnalité veuillez vous référer à la section «Plugins Cythelia». - 23 -
2.8 Onglet Besoins Cette partie permet de définir des profils de besoins électriques, utiles aussi bien en mode autonome qu en connecté réseau, avec revente du surplus de production. Pour ajouter un appareil, il suffit de cliquer sur le bouton «Ajouter un appareil», les sous-onglets «Données de base» et «Profil d utilisation» apparaissent alors à droite, ainsi qu un curseur permettant de définir le nombre dudit appareil au centre. «Données de base» permet de définir le nom de l appareil ainsi que sa puissance. En cliquant sur l onglet «Profil d utilisation», on a accès aux consommations mois par mois de l appareil. Celles-ci dépendent de la puissance entrée précédemment et du profil d utilisation. - 24 -
Il est possible de définir un profil horaire d utilisation pour chaque mois de l année qui s applique pour tous les jours de la semaine, seulement le week-end ou seulement les jours ouvrables (modifiable via la liste déroulante «Profil hebdomadaire»). Pour définir un profil horaire, il suffit de faire varier les curseurs pour chaque heure de la journée entre 0 et 100. Pour permettre de rentrer les profils plus rapidement, il est possible de recopier un profil pour tous les mois de l année, tous les mois d été (Juillet, Août, Septembre) ou tous les mois d hiver (Janvier, Février, Mars). Lorsque plusieurs appareils et leurs profils respectifs ont été entrés, l utilisateur a la possibilité de tous les sauvegarder dans un scénario de besoins (bouton Charger/Sauvegarder scénario de besoins). - 25 -
2.9 Onglet Champs PV Il est possible de rentrer autant de champs que l on souhaite au moyen du bouton «Ajouter un champ». Après avoir entré le nom du champ au niveau du sous-onglet «Données de base», appuyer sur le bouton «Editer le champ PV». L édition commence par le choix du module qui se fait en cliquant simplement sur le nom du module situé dans la fenêtre en bas à droite (l utilisateur a la possibilité de filtrer les modules par fabricant, technologie et puissances). Les caractéristiques du module apparaissent alors à droite de la fenêtre et sont regroupées sous les onglets suivants : Références, Paramètres, Dimensions, Tarif, Avancé. Tout comme pour les données météo, il est possible d entrer un nouveau module au moyen de l interface et de modifier les caractéristiques du module en fonction des données du projet (prix, vieillissement des modules par exemple). Lorsque la NOCT n a pas été précisée par le fabricant, elle est fixée à 50 C et la case est affichée en bleu. La caractéristiques de pertes suivante peut être fixée par l utilisateur : - Dispersion des caractéristiques ou mismatch - 26 -
Le choix de l onduleur est similaire au choix d un module. En mode autonome, apparaissent les onglets «batterie» et «régulateur». L onglet «Dimensionnement» permet de choisir l orientation et l inclinaison du champ de capteurs, de définir le branchement adopté (nombre de modules en série, nombre de branches parallèles), de choisir le nombre d onduleurs, le bouton «Suggérer» permettant d avoir une idée du nombre d onduleurs. Le logiciel donne une indication de la section de câbles à utiliser entre les onduleurs et le champ PV, permettant d avoir une perte de puissance de 1%. Afin de tenir compte des pertes de performance dues au vieillissement des modules, l utilisateur peut entrer le coefficient moyen de vieillissement au cours de la période d observation économique qui sera utilisé pour le calcul du productible. En cochant la case «auto», le logiciel calcule un coefficient calculé à partir de la garantie de performance donnée par le constructeur (onglet «Avancé» de «Type de modules») - 27 -
L onglet calepinage permet de calculer le nombre de modules qu il est possible d installer sur une toiture et donne les dimensions des abergements de chaque côté du toit, à la fois en vertical et à l horizontale. Les données d entrée sont : - les dimensions de la toiture, - les dimensions du champ PV, - l agencement des modules (paysage ou portrait), - le branchement et les espacements entre modules (il est possible de rentrer des espacements négatifs afin de tenir compte des recouvrements de modules). En mode autonome, il est possible de choisir un type de batterie et de régulateur ; l onglet onduleur n apparaît que s il a été précisé dans les «Paramètres» que le courant de sortie est alternatif. Une fois le champ entré, il est possible de le sauvegarder. La production mensuelle de chaque champ est affichée à l onglet production et il est possible de visualiser la courbe de puissance horaire pour chaque jour moyen du mois à l onglet «Graph». - 28 -
Un récapitulatif des principales données du champ est affiché à l onglet «Données de base». La tension et le courant du champ sont donnés, et selon l onduleur choisi, les cases dans lesquelles ils s affichent sont vertes ou rouges. Vertes si la tension et le courant du champ restent dans les limites imposées par l onduleur, rouge sinon. Le ratio puissance des onduleurs sur puissance crête du champ est aussi affiché selon le même principe, les limites étant 0,7 et 1 4. Il est possible pour l utilisateur de rentrer autant de champs qu il le souhaite et de comparer visuellement leurs productions mensuelles et horaires (pour les mois de mars, juin et décembre) en cliquant sur «Graphique des résultats». Nouveauté, le calepinage manuel : 4 Attention, pour quelques pas particuliers (façade, modules dont l orientation s éloigne fortement de 0 ), un dimensionnement sortant des limites fixées par le logiciel pourra malgré tout être correct. - 29 -
En décochant la case «Câblage automatique» il est possible d accéder au paramétrage du détail des branches PV. Ce mode permet de : - Visualiser les branches de modules (illustrées par des couleurs différentes) - Choisir une configuration nombre de modules en série / nombre de branches en parallèles parmi toutes les configurations possibles - Calculer et filtrer les configurations valides - - Nouveau calepinage 10.03 - New 10.03 sizing function - 30 -
Liste des possibilités de câblage 2.9.1 Edition d un module Calcul et liste des possibilités correctes de câblage Cliquez sur «Nouveau module» puis sur «Déverrouiller» - 31 -
Après avoir rentré les références du module, il suffit de rentrer les caractéristiques électriques du module à l onglet «Paramètres» 5. Toutes les données se trouvent dans les fiches produit du fabricant à l exception parfois des données NOCT (NOCT, P noct et I pnoct). Dans ce cas, il faut calculer uniquement P noct grâce à la formule suivante : Pstc*0,8*(1+(coeff temp/100)*(noct-25)) Avec : Pstc : Puissance nominale (standard test condition) Coeff Temp : coefficient de température sur la puissance NOCT : Nominal Operating Cell Temperature Par exemple, pour un module de 100 W, ayant un coefficient de température de -0.4%/ C et une NOCT de 50 C la formule serait : 100*0,8*(1+(-0,4/100)*(50-25)) = 72 W Lorsque la NOCT est inconnue, elle est fixée à 50 C et la case est affichée en rouge. 5 Seuls les caractéristiques STC et le coefficient de température sont essentiels au calcul pour le connecté réseau. La NOCT est fixée par défaut à 50 C. - 32 -
2.9.2 Systèmes autonomes Selon le choix qui a été fait à l onglet Paramètres (Mode Autonome, AC ou DC), les onglets Onduleurs, Batteries et Régulateurs apparaissent ou pas. Le choix du matériel est ici identique. L onglet Dimensionnement est modifié. Si le courant de sortie choisi est continu, le nombre de modules en série est fixé par défaut (case «Auto» cochée par défaut). Il en est de même pour le nombre de batteries en série. Ce nombre est calculé automatiquement à partir de la tension de branche DC NOCT calculée automatiquement ou rentrée à l onglet Paramètres. Le bouton «Suggérer» permet de déterminer le nombre de batteries en fonction du nombre de branches parallèles de modules (si la case «Auto» est décochée, le nombre de batteries en série sera également calculé). - 33 -
Archelios dispose de trois fonctions d optimisation d une installation autonome : «Branches Vs Productible» permet de calculer le nombre de branches parallèles de modules nécessaires pour couvrir les besoins «Optimiser Vs Déficit d hiver» permet de calculer l inclinaison idéale permettant de minimiser le déficit d hiver. «Minimiser le coût» permet de diminuer le coût du système en augmentant le nombre de branches en parallèle (ceci permet de diminuer le nombre de batteries dont le coût est plus important que celui des modules). 2.10 Onglet Transformateur Il n est visible que lorsque le mode réseau haute tension a été choisi. Le choix d un transformateur est identique à celui d un module. 2.11 Onglet Economie La méthode de calcul économique («méthode TEC») qui est utilisée à été formalisé par Bernard Chabot (ADEME) - 34 -
L onglet «Données de base» permet de rentrer les valeurs du taux de TVA, de l inflation, du taux d actualisation des fonds propres, du montant de l emprunt, de son taux, de la durée d observation et d un coefficient d entretien-maintenance en pourcentage de l investissement. Les postes de coûts d une installation photovoltaïque sont récapitulés à l onglet «Coûts». L utilisateur a la possibilité de les modifier en décochant les cases «Auto». Des valeurs par défaut sont entrées pour les câbles, boîtiers et protections électriques, structure et installation. Pour entrer des valeurs précises, il suffit d appuyer sur le bouton «Déverrouiller» ; L utilisateur peut également rentrer les valeurs directement en /Wc en cliquant sur les boutons carrés prévus à cet effet entre les deux colonnes. - 35 -
La valeur globale de l installation peut être saisie en décochant la case auto de la ligne : «Total HT.». Dans ce cas les autres coût ne sont pas pris en compte. L onglet «Prix de l énergie», permet de rentrer les tarifs de vente de l électricité solaire, ainsi que les tarifs d achat de l électricité du réseau (utile pour un calcul économique basé sur le modèle de la vente du surplus de consommation). L onglet «Aides» permet de rentrer quatre types d aide en valeur absolue. 2.12 Onglet Résultats Sous cet onglet, sont récapitulés les principaux résultats de l étude. Les indicateurs de validité reprennent ceux déjà donnés lors de l édition d un champ PV. Les résultats économiques sont : Le CGA, Coût Global Actualisé, équivalent à un coût de production de l électricité La VAN, Valeur Actuelle Nette, le bénéfice réalisé à la fin de la période d observation Le TRA (Temps de Retour Actualisé), le nombre d années au bout desquelles l investissement est amorti, il doit être inférieur à la durée d observation Le TRI, le Taux de Rentabilité Interne du projet, il doit être supérieur au taux d actualisation réel Le TEC (=VAN/I), Taux d Enrichissement en Capital, qui doit être positif - 36 -
Les résultats de production du système sont donnés en DC et AC, si le courant de sortie est alternatif, uniquement en DC, sinon. Un graphique met en regard les productions et consommations mensuelles. Sur la droite, deux boutons permettent d accéder à la visualisation des productibles spécifiques et des productions horaires. - 37 -
Les productibles spécifiques en kwh/kwc sont donnés mois par mois pour deux champs au choix. Le coefficient de performance annuel K 6 de chacun est également donné. 6 Ce coefficient permet de juger de la performance d un système sans tenir compte de l ensoleillement. C est le ratio entre le productible spécifique et l irradiation annuelle reçue par les capteurs. - 38 -
2.13 Rapport PDF Le bouton «Rapport PDF», permet l édition d un rapport à partir des données du projet. Il comprend les principales données du projet (lieu, météo, masques) avec une attention particulière accordée à la description des champs photovoltaïque accompagnés des schémas de calepinage. Les principaux résultats tels que la production et les productibles spécifiques accompagnés de toutes les grandeurs économiques (CGA, VAN, TRA, TRI, TEC) sont ensuite présentés. - 39 -
Si vous possédez une version PRO d Archelios vous avez la possibilité d exporter le contenu du rapport pdf au format csv (compatible excel) et de paramétrer le contenu du rapport. Pour plus de détails sur cette fonctionnalité veuillez vous référer à la section «Plugins Cythelia». 2.14 Bouton Préférences Il permet de changer la langue, les répertoires des bases de données ainsi que le modèle de diffus utilisé (Perez, par défaut). Il permet aussi de rentrer les clés de décryptage des clés de base de données. 2.15 Bouton A Propos Les partenaires ainsi qu un petit historique du logiciel sont présentés. 2.16 Quelques remarques La production donnée est une moyenne sur la durée d exploitation (égale à la durée d observation économique) qui prend en compte le vieillissement des modules. Pour la durée d observation économique, nous conseillons 20 ans. - 40 -
3. Fonctionnalités de la version PRO A partir de la version 10.03 du logiciel Archelios la version PRO offrent des fonctionnalités supplémentaires permettant d importer et exporter des données à partir d Archelios. Les données importables dans Archelios sont les suivantes : o Données météorologiques et de masque lointain, issues du site PVGis (site de la commission européenne : http://re.jrc.ec.europa.eu/pvgis/index.htm) o Données de masque proche issues du logiciel Google SketchUp (téléchargeable gratuitement sur le site http://sketchup.google.com/intl/fr/). Différentes données et graphiques du logiciel sont exportables au format csv, compatible avec les tableurs Excel de Microsoft ou open office. 3.1 Import de données PVGis La procédure d import de données PVGis (météo et masque lointain) est la suivante : Rendez vous sur le site : http://re.jrc.ec.europa.eu/pvgis/ Selon la localisation de votre site cliquer sur la carte Europe ou Afrique : - 41 -
Ensuite naviguer sur la carte ou entrer le nom de votre site dans la barre de recherche : 3.1.1 Import de données météorologiques Cliquer sur l onglet «Monthly Radiation» : - 42 -
Cocher l ensemble des options de données et l option «Text file», puis cliquer sur le bouton «Calculate» et sauvegarder le fichier sur votre disque dur. Dans l onglet «Météo» d Archelios : Cliquer sur le bouton «Nouvelle Station» Puis sélectionner le Pays et le type de climat (accepter le paramétrage par défaut). - 43 -
Cliquer sur le bouton PVgis et sélectionner le fichier sauvegardé sur votre disque dur. L ensemble des données est importé dans Archelios, vous pouvez vérifier les valeurs dans l onglet «Données météorologiques». Utiliser le bouton «Sauver» pour enregistrer cette nouvelle station météo sur votre poste. Remarque : vous ne pouvez importer de données météo que sur la localisation géographique de votre base de données (région, France, Europe ). 3.1.2 Import de données de masque Cliquer sur l onglet «PV Radiation» ou «Daily radiation» : - 44 -
Dans les options de sortie (output) cocher les options «Text file» puis «Show horizon», cliquer sur le bouton «Calculate» et sauvegarder le fichier sur votre disque dur. Dans l onglet «Site» d Archelios cliquer sur nouveau site puis sur l onglet «Définition du masque»: Cliquer sur le bouton PVgis et sélectionner le fichier sauvegardé sur votre disque dur. L ensemble des données du masque est importé dans Archelios, ainsi que les coordonnées du site que vous pouvez accepter ou refuser (dans ce cas vous devrez entrer manuellement les coordonnées de votre site). Le masque lu est affiché dans l interface, il sera sauvegardé dans votre projet. - 45 -
Remarque : le masque donné par PVgis est un masque lointain, vous pouvez ajouter un masque proche à votre projet grâce à l éditeur de masque proche d Archelios, ou en important un fichier SunEye ou Google SketchUp (voir section ci-dessous). 3.2 Import de données Google SketchUp Le logiciel Google SketchUp permet de définir en quelques clics une modélisation 3D précise de bâtiments ou objets. Cette modélisation peut être importée dans Archelios et le masque proche est alors calculé automatiquement. - 46 -
Modélisation 3D Google SketchUp avec simulation d ombrage Procédure d import de masque depuis Google SketchUp : Dans cet exemple nous allons utiliser les logiciels suivants : Google Earth : http://earth.google.fr/ Google SketchUp : http://sketchup.google.com/intl/fr/ - 47 -
3.2.1 Définition du site (plan de masse) dans Google Earth : Visualisation du plan de masse dans Google Earth 3.2.2 Import du plan de masse dans Google SketchUp : Import du plan de masse dans Google SketchUp - 48 -
3.2.3 Modélisation 3D des objets (Champ PV + Masque) Modélisation d objet et création d une texture «PV» sur le champ photovoltaïque Pour des exemples d utilisation du logiciel Google SketchUp vous pouvez vous rendre sur la site officiel de Google : http://sketchup.google.com/intl/fr/community/resources.html La modélisation 3D dans Google ketchup se fait de manière traditionnelle. Les deux points à respecter pour pouvoir importer le modèle dans Archelios sont les suivants : - Les faces représentant le ou les champs PV doivent être identifiés par l application d un texture particulière (nommée «PV») - Pour ne pas avoir d auto-masque les faces constituant le bâtiment sur lequel est installé doivent être regroupées sous un même composant SketchUp ou un groupe. - 49 -
Les faces du bâtiment sont regroupées dans un composant et une texture nommée «PV» est appliquée au champ 3.2.4 Enregistrement de la scène 3D sur votre poste : La commande Fichier Enregistrer permet de sauvegarder votre scène dans un fichier «skp». 3.2.5 Import de la scène 3D dans Archelios : Dans l onglet «Site» d Archelios cliquer sur nouveau site puis sur l onglet «Définition du masque»: - 50 -
Cliquer sur le bouton «Import» et sélectionner le fichier skp sauvegardé sur votre disque dur. L ensemble des données du masque est importé dans Archelios, ainsi que les coordonnées du site que vous pouvez accepter ou refuser (dans ce cas vous devrez entrer manuellement les coordonnées de votre site). Le masque lu est affiché dans l interface, il sera sauvegardé dans votre projet. - 51 -
3.2.6 Vue 3D du masque proche vue 3D. Vous pouvez visualiser une vue 2D de votre masque (bouton <Editeur de masque proche») ou une Les commandes de manipulation de la vue 3D sont les suivantes : Translation = Bouton de gauche + Déplacement souris Rotation = Bouton central + Déplacement souris Zoom = Bouton de droite + Déplacement souris - 52 -
3.3 Création d un projet depuis Google SketchUp A partir de la version 10.03 PRO d Archelios vous avez la possibilité de créer votre projet Archelios directement depuis le logiciel Google SketchUp 7. Les informations contenues dans le fichier SketchUp sont alors lues et interprétées (coordonnées, inclinaison, type de modules ) et il ne reste plus qu à réaliser le dimensionnement du champ photovoltaïque. Les deux commandes du plugin SketchUp sont accessibles au travers des boutons suivants : Outils Archelios disponibles depuis SketchUp La commande vous permet de calculer les gisements solaires avec et sans masque. Après avoir suivi les étapes de modélisation 3D de votre projet décrites dans des paragraphes 3.2.1 à 3.2.4 vous pouvez cliquer sur le bouton barre 3D et ou de texte : puis choisir d afficher les résultats de gisement sous la forme de 7 Si les boutons ne sont pas apparents dans Google SketchUp vous devez copier manuellement le contenu du répertoire «Mes Documents\Archelios\Autres\PluginSketchUp» dans votre répertoire d installation de Google SketchUp (par ex. C:\Program Files\Google\Google SketchUp 7\Plugins). - 53 -
Calcul des gisements solaires depuis Google SketchUp Vous pouvez ensuite déplacer votre «champ PV» dans Google SketchUp et répéter l opération précédente pour obtenir les gisements en différents points : Calcul des gisements en plusieurs points d un champ PV La commande permet la création et l ouverture d un projet Archelios. - 54 -
Après avoir suivi les étapes de modélisation 3D de votre projet décrites dans des paragraphes 3.2.1 à 3.2.4 vous pouvez cliquer sur le bouton, Archelios est lancé automatiquement et un projet PV est pré-rempli et les opérations suivantes sont réalisées : - Sélection automatique de la station météo ma plus proche - Calcul automatique du masque lointain (si Carnaval est installé) - Calcul automatique du masque proche - Création d un champ - Sélection automatique d un module moyen* - Sélection automatique d un onduleur moyen* - Le scénario économique est sélectionné automatiquement (à partir du nom définis dans les paramètres avancés) *vous avez la possibilité de définir le champ utilisé par défaut (type de module + type d onduleur) à partir des paramètres avancés. Une fois le projet affiché vous pouvez accéder à l ensemble des paramètres du projet de façon traditionnelle. 3.4 Paramétrage du rapport PDF Vous pouvez définir le contenu du rapport PDF et modifier un certain nombre de paramètres comme l ajout du logo et des coordonnées de votre entreprise, l affichage de données détaillées de production ou les graphiques annuels. Paramétrage du rapport DPF - 55 -
Logo et coordonnées en première page du rapport PDF Indicateurs de validité et détails de production champ/champ - 56 -
Détails de production et revenus année/année Nouveaux éléments du rapport PDF (version 10.02) : Diagrammes des pertes, Gisements solaires, Revenus bruts et actualisés, Indicateurs de validité, - 57 -
Tableau des résultats financiers sur la durée d observation 3.5 Rapport financier détaillé : A partir de l ongle Economie/Avancé vous pouvez paramétrer et éditer un rapport financier détaillé au format tableur (comptible excel et Open Office). Paramétrage du rapport financier détaillé Archelios remplit dans le tableur l ensemble des paramètres ou résultats issus du projet et de la simulation. Les paramètres purement comptables ou financiers (règles de calcul de taxe professionnelle, gestion de la TVA ) sont à remplir par vous. NB : le fichier généré est au format csv, sans mise en forme (couleur, quadrillage). Pour obtenir une mise en page conforme à l illustration ci-dessus vous pouvez copier les valeur depuis le fichier généré et les coller dans le fichier mis en forme qui se trouve à l emplacement siuvant : «MesDocuments / Archelios / Economics1001 /ModeleFinancierArcheliosComplet.xlsx». - 58 -
Rapport financier détaillé - 59 -