FNEBTP / CSNER F O R M A T I O N 2 0 1 1 : I N S T A L L A T I O N & M A I N T E N A C E D E S S Y S T È M E S P V Animateurs de la formation Rachid El Mokni Ingénieur rachid@khadamet.net Néji AMAIMIA Ingénieur en Chef en Energie neji.amaimia@action.com.tn Formation sur les Systèmes Photovoltaïques
Panneaux photovoltaïques Types du panneaux a) Types de cellules: Panneau monocristallin Panneau polycristallin Panneau en couche mince (amorphe mikrocristallin, CdTe - ou CIS) b) Matériau de la capsule: Panneau de téflon Panneau de PVB Panneau de résine de coulée (la spécification panneau EVA n est plus courante) c) Technologie pour la capsule: Laminat (Lamination avec EVA, PVB ou téflon) d) Matériau porteur: Panneau de feuille Panneau verre-feuille (ou panneau verre-tedlar) Panneau plexiglas Panneau double-verre
Panneaux photovoltaïques e) Forme du bord: Panneau cadré panneau sans cadre f) Fonction de construction: Panneau de verre de sécurité (ESG) Panneau de verre triplex de sécurité (VSG) Panneau de verre isolant Panneau de verre isolant pour vitrage du plafond Panneau de verre isolant des plusieurs degrés Panneau de verre triplex des plusieurs carreaux Plusieurs distinctions: Panneau standard Panneau spécial Panneau spécifique
Module monocristallin
Modules polycristallins
Panneaux photovoltaïques Panneaux standard Panneau cadré et panneau standard sans cadre
Panneaux photovoltaïques Panneau spécial: Panneaux léger
Modules flexibles en rouleau : multi-jonction, à couche mince, type Uni-Solar
Panneaux photovoltaïques Cellules cristallins connectées en série Branchement externe en série
Courant (A) Tension (V) Diagramme (courant-tension) de 3 cellules PV montées en série
Co ourant (A) Tension (V) Diagramme (courant-tension ) de trois cellules PV montées en parallèle
Panneaux photovoltaïques Branchement en série de Modules solaires
Panneaux photovoltaïques Branchement en parallèle de modules solaires
Panneaux photovoltaïques Branchement en série- parallèle de cellules solaires
Gain de rayonnement avec une surface dirigeable: Intensité de l irradiation pour des journées sans nuages et une latitude de 50 ajusté normale
Panneaux photovoltaïques Fonction du diode bypass Panneau PV ombragé, avec diodes bypass
Mesuresur place Ombrage et raccordement du générateur Caractéristiques du branchement en série
Mesuresur place Caractéristiques du branchement en série Ombrage sur 2 strings
Mesuresur place Caractéristiques du branchement en série Ombrage sur 1 à 4 strings
Panneaux photovoltaïques Fonction du diode bypass Panneau PV sans ombrage, connecté au consommateur
Panneaux photovoltaïques Fonction du diode bypass Panneau PV ombragé, sans diodes bypass
Panneaux photovoltaïques Fonction du diode bypass Panneau PV ombragé, avec diodes bypass Bypassdiode Bypassdiode Zelle Zelle Zelle Zelle Zelle
Panneaux photovoltaïques Fonction du diode bypass Panneau PV ombragé, avec diodes bypass
Panneaux photovoltaïques Hot spot, diode bypass, ombrage Échauffement d une cellule ombragée création d un hot spot Destruction du cellule est possible Courant inverse par cellule ombragée Réduction de puissance faible si la connexion reste sans restriction Probabilité d une panne du panneau augmente
Panneaux photovoltaïques En évitant l ombrage sur des installations de surface découverte et fixées sur des supports pour les toits plats Hauteur Distance 2 à 4 x Hauteur
Panneaux photovoltaïques Analyse de l ombrage avec un indicateur du trajectoire du soleil
Analyse de l ombre à l aide d un diagramme de trajectoire du soleil (Paris)
Panneaux photovoltaïques Assemblage des panneaux en évitant l ombrage des construction au toits qui ne peuvent pas être déplacés
Panneaux photovoltaïques Lors d ombrage qui n est pas possible d éviter, Faire l assemblage suivant des panneaux
Panneaux photovoltaïques Comportement des panneaux en couche mince lors d ombrage en comparaison avec des panneaux de silicium cristallin
Rendements des différents types de cellules Type de cellule Silicium monocristallin Silicium polycristallin (cristaux multiples) Silicium étiré en ruban (marque EFG de RWESCHOTT Solar) Cellule hybride HIT Silicium amorphe Arséniure de gallium Arséniure de gallium, antimoniure de gallium Diséléniure de cuivre-indium (CIS) Tellurure de cadmium, entre autres Cellules solaires organiques Structure «Monocristal» à structure cristalline régulière Structure cristalline régulière par section Très peu différente du silicium polycristallin Les atomes sont agencés de manière irrégulière, méthode de la couche mince Cellule cristalline Cellule en tandem avec plusieurs couches pour des longueurs d onde différentes Méthode de la couche mince, utilisable sur différents matériaux supports Méthode de la couche mince Fonctionnant selon le principe électrochimique Rendement Cellule seule (en laboratoire)* 24,7 % 19,8 % 19,7 % 20,1 % 13 % 25 % 25 31 % 18 % 17 % 5 8 % Module 13 17 % 11 15 % 11 15 % 15 17,5 % 5 8 %*** ** 10 12 % 9 10 % Niveau de développement Production industrielle Production industrielle Production industrielle Production industrielle Production industrielle Production exclusivement pour des utilisations spéciales (par exemple dans l aérospatiale) Au stage de la recherche, non commercialisées * Attention : les cellules seules, testées en laboratoire, donnent le plus souvent des résultats nettement meilleurs que les modules complets. C est pourquoi, pour l évaluation pratique d une installation, il convient d utiliser le rendement des modules. ** Modules non disponibles sur le marché. *** à l état stabilisé. ** ** Au stade de la recherche Production industrielle Prêt pour la production
Besoins en surface selon les différents types de cellules Matériau de cellule Rendement du module Surface photovoltaïque nécessaire 1 kw c Monocristallin Polycristallin(EFG) Polycristallin Couche mince de diséléniure de cuivre et d indium Amorphe
Puissance d un module cristallin en fonction de la température Intensité de module en A Tension de module U en V Fonctionnement U MPP
Puissance d un module cristallin en fonction de l ensoleillement Intensité de module en A Fonctionnement U MPP Tension de module U en V
Caractéristique s d un module dans la documentation technique
Sur des conditions normalisées d essais (STC) Température des Cellules photovoltaïques en Température des Cellules photovoltaïques en Fonctionnement Nominal (NOCT): éclairement énergétique de 800 W/m², température ambiante de 20 C, vitesse du vent de 1m/s
Panneaux photovoltaïques Diagrammes des panneaux selon l éclairements differents Courant du Mod dule en Ampères Tension Module en Volts
Panneaux photovoltaïques Diagrammes des panneaux selon températures différents Courant du Modu ule en Ampères Tension Module en Volts
Panneaux photovoltaïques Les courbes de Puissance selon les différentes températures Performance du Module en Watt Tension Module en Volts
Panneaux photovoltaïques Simulation du soleil avec du flash ( flasher )
Les points à retenir -Les modules amorphes se comportent mieux à l ombrage -Les modules sont équipé par des diodes Bypasspour leur protection (1/36 cellules) - Les diodes série sont à installer par l assembleur de système -Respecter entre 2 rangés au moins la distance 2 X la hauteurs des modules - Eviter l ombrage dans tous les cas, si non faire un câblage intelligent - Avant d acheter des modules vérifier s ils sont aux normes -Le rendement des modules n a pas d importance par rapport aux Watts crêtes acheté, sauf s il y a une contrainte de surface -Le rendement moyen du poly ou mono-cristallinest entre 12 et 16% et l amorphe est de 8%