Ent. CYTHELIA Adresse: La maison Zen Le Chef Lieu 73000 Montagnole Rapport de dimensionnement de système photovoltaïque La maison ZEN (Montagnole, Savoie) Projet : Client : Adresse : Projet autonome M. Durand Téléphone : E-Mail : Page 1 / 13
Illustration de la Maison ZEN Avec batteries pour le stockage de l'énergie électrique. Exemple d'étude de gisement solaire Grâce au plugin SketchUp-Archelios il est possible de réaliser des études de gisement solaire multipoints et de filtrer les portions de toiture inexploitables. Ci dessus un exemple d'étude de gisement avec un masque proche important. Page 2 / 13
. Hypothèses : Référentiel météorologique : Nom de la station Val Thorens Latitude ( ) 45.30 Longitude ( ) 6.58 Altitude (en m) 2321 Albédo moyen - premier trimestre 0.20 - second trimestre 0.20 - troisième trimestre 0.20 - quatrième trimestre 0.20 Données annuelles Rayonnement direct (kwh/m2) 820.00 Rayonnement diffus (kwh/m2) 621.00 Irradiation Globale (kwh/m2) 1441.00 Origine des données météorologiques : Données MeteoNorm issues des bases de données Cythelia, Ta 1996-2005, Ins. 1981-2000 Page 3 / 13
Présentation du site : Nom du site Val Thorens Latitude ( ) 45.30 Longitude ( ) 6.58 Altitude (en m) 2321 Gisement solaire annuel Global horizontal sans masque (kwh/m²/an) 1441 Global horizontal avec masque (kwh/m²/an) 1313 Facteur d'ombrage 0.91 Irradiation solaire mensuelle à l'horizontale (kwh/m2): 125 100 104 101 96 95 Direct Diffus 75 50 51 83 39 49 69 68 73 79 65 59 47 46 25 30 18 23 31 29 19 21 18 0 Janvier Masques : Février Mars Avril Mai Juin Juillet Août Septembre Octobre Novembre Décembre 90 85 80 75 70 65 60 55 50 45 40 35 30 25 20 15 10 5 0 Juin Mai Avril Mars Février Janvier Juillet Août Septembre Octobre Novembre Décembre -180-150 -120-90 -60-30 0 30 60 90 120 150 180 Modèle de diffus : Hay et Davies (Facteur d'ombrage annuel = Gisement annuel avec masque / Gisement annuel sans masque ) Page 4 / 13
Détail des besoins électriques : Liste des appareils électriques Puissance max (W) Nombre Besoins annuels totaux (kwh) Ampoule 40.00 5 317.22 Réfrigérateur 125.00 1 1095.00 Télévision 80.00 1 61.15 Besoins totaux annuels (kwh) 1473.37 Besoin journalier maximum (Ah) 175.17 Mois du besoin journalier maximum Janvier Besoin journalier moyen (Ah) 168.19 Page 5 / 13
. Descriptif technique : Description du champ PV numéro 1 : Champ PV Nom du champ Champ PV Modules - Fabricant Solarday SpA - Modèle Solarday SpA - PX60-210 - Technologie multicrystalline (mc-si) - Puissance STC (Wc) 210.0 - Vpmax (V) 28.3 - Icc (A) 8.05 - Rendement STC (%) 12.5 - Nombre de modules 15 - Modules en série 1 - Branches en parallèle 15 - Puissance installée (kwc) 3.14 - Surface (m²) 25.0 - Masse surfacique (kg/m²) 13.1 - Masse totale (kg) 330.0 Géométrie - Longueur (m) 1.00 - Largeur (m) 24.97 - Espacement horizontal (mm) 0 - Espacement vertical (mm) 0 Type de suivi : Fixe Orientation ( ): 5 Inclinaison ( ): 61 Hypothèses de dégradation du champ : Dispersion des caractéristiques (%) : 1.00 Vieillissement des modules (%/an) : 0.44 Ventilation des modules : 0.60 (lame d'air entre 2.5 cm et 7.5 cm) Page 6 / 13
. Descriptif technique : Stockage Nom du champ Champ PV Batterie - Fabricant Varta - Modèle Varta-50 - Tension par élément (V) 12 - Capacité par élément (A*h) 50 - Rendement faradic 0.70 - Profondeur de décharge 0.90 - Nombre de batteries 16 - Batteries en série 2 - Branches en parallèle 8 Informations du dimensionnement : Autonomie sans soleil (jours) : 2 Mois où l'écart entre la production et les besoins est maximal : Décembre Besoins journalier du mois (kwh): 4.20 Besoins journalier du mois (Ah): 175.17 Page 7 / 13
Détails de production du champ PV numéro 1 : Champ PV Production DC (moyenne sur la durée d'observation) en kwh 350 337 314 Production DC 300 250 200 225 278 277 244 259 260 244 246 203 189 150 100 50 0 Janvier Février Mars Avril Indicateurs de validité : Mai Juin Juillet Août Septembre Octobre Novembre Décembre Status Valeur Mini Maxi - Projet - Vco (-10 C) KO 40.7 31.0 - Onduleur - Vco (-10 C) OK 40.7 320.0 Tension à la puissance maxi Vmp (70 C) KO 24.4 100.0 Courant de court circuit Icc (A) OK 0.0 12.5 Ratio P nominale onduleurs/p crête (%) KO 0.00 0.70 1.10 * formule : tension générateur PV * coefficient de la norme <= tension d'entrée maximale admissible par l'onduleur Page 8 / 13
Diagramme des pertes du champ PV numéro 1 : Champ PV Gisement solaire : Irradiation globale Inclinaison : 61 Orientation : 5 +16 % +231.0 kwh/m2/an Pertes dues Pertes dues à aux masques l'angle d'incidence -4.8 % -0.6 % -79.6 kwh/m2/an -10.6 kwh/m2/an Irradiation globale à l'horizontale1441.0 kwh/m2/an Irradiation globale résultante dans le plan des modules : 1448.0 kwh/m2/an Pertes dues à l'incertitude météo -5.0 % -83.6 kwh/m2/an Pertes dues à l'encrassement des modules -3.0 % -50.2 kwh/m2/an Productible du champ de modules DC: Pertes dues au vieillissement des modules -0.444 %/an -4.536 % (moyenne sur 20 ans) -206.9 kwh/an Irradiation 1448.0 kwh/m2/an Rendement module : 12.55% Surface totale : 25.1 m2 -> 4561.3 kwh/an Production DC 3109.2 kwh/an et au stockage : Productible système : Pertes dues à la température -28.6 %, -1304.4 kwh/an Pertes dues à la dispersion des caractéristiques -1.0 % -45.6 kwh/an Pertes dans les câbles DC -1.0 %, -32.6 kwh/an Pertes dans les câbles AC -1.0 %, -30.8 kwh/an Production DC 3109.2 kwh/an Production AC 3045.9 kwh/an Pertes onduleur +0.0 % (dont -0.0 % pour l'écrêtage), 0.0 kwh/an ( -0.0 kwh/an pour l'écrêtage) Ratio de performance moyen : 60.72 % Page 9 / 13
. Résultats : Résultats de production (moyenne sur la durée d'observation): Nombre total de modules 15 Puissance crête (kwc) 3.1 Production annuelle DC (kwh) 3 109 Besoins annuels (kwh) 1 473 Productible spécifique DC (kwh/kwc) 987 Ratio de performance moyen* (%) 60.72 Ratio initial de performance** (%) 63.60 Production et besoins mois par mois en kwh (AC): 350 334 311 300 276 274 250 242 257 257 241 243 223 200 201 187 150 100 130 118 130 126 130 126 110 110 106 130 126 130 50 0 Janvier Février Mars Avril Mai Juin Juillet Août Septembre Octobre Novembre Décembre Production (kwh/mois) Besoins (kwh/mois) *Valeur moyenne du ratio de performance pendant la durée d'observation **Valeur initiale du ratio de performance (année 0, hors vieillissement) Page 10 / 13
Investissements et coûts initiaux: INVESTISSEMENTS MATERIELS Total ( ) /Wc MODULES Modules 9 450 3.00 RESTE DU SYSTEME (BOS) Onduleurs 0 0.00 Câbles 0 0.00 Boitiers électriques 0 0.00 Protections électriques 0 0.00 Structures 0 0.00 Batteries 1 280 0.40 Installation 0 0.00 TOTAL DU RESTE DU SYSTEME 1 280 0.40 RESUME Total ( ) /Wc Investissement total HT 10 730 3.40 Hypothèses de simulation du projet : Montant de l'emprunt ( ) : 0 Taux d'intérêt (%) : 3.00 Page 11 / 13
Résultats économiques** : EMISSIONS EVITEES Equivalent C * (kg) 1 525 Equivalent CO2 * (kg) 5 593 *Quantité de gaz à effet de serre qui aurait été émise sur la durée d'observation en produisant cette électricité en France par des moyens conventionnels (92 g eq CO2/kWh). Attention, ceci ne veut pas dire que toutes ces émissions sont évitées, car la fabrication et le transport des modules PV génèrent aussi des émissions de gaz à effet de serre. Hypothèses de simulation du projet : Durée d'observation économique (années) : 20 Incertitude météo (%) : 5.00 Encrassement des modules (%) : 3.00 Pertes électriques dans les câbles (%): 1.0 Tarif de vente de l'électricité ( /kwh) : 0.0000 ** selon la Méthode TEC (Taux d Enrichissement en Capital) développée par Bernard Chabot, économiste à l ADEME. *** avec prise en compte de l'évolution des tarifs d'achat 2010 Page 12 / 13
Glossaire* : Puissance crête : Puissance (en Wc) fournie par les modules dans les conditions de test standard (1 000 W/m², spectre AM 1.5, température de cellule de 25 C), s'exprime en Watts Productible : Energie produite par l'installation photovoltaïque par an en kwh/an AC: Courant alternatif (Alternative Current). DC: Courant continu (Direct Current) Puissance NOCT: Température d'utilisation de cellule (TUC en français et NOCT3 en anglais). Température atteinte par une cellule encapsulée dans un module soumis à une irradiance de 800W/m², à une température ambiante de 20 C, une inclinaison de 45 et avec un vent de 1 m/s dans les conditions de circuit ouvert. Productible spécifique: Productible ramené à la puissance installée, il s'exprime en kwh/kwc Coefficient de performance: Ratio entre le productible spécifique et l'irradiation annuelle incidente dans le plan des modules Temps de retour brut : Exprimé en années, c'est le temps nécessaire pour amortir l'investissement. C'est le ratio entre l'investissement initial et le cash-flow (recettes - dépenses) annuel Actualisation: Consiste à ramener sur une même base des flux financiers non directement comparables car survenant à des dates différentes Taux d'actualisation: Taux representant le coût d'accès au capital VAN, Valeur Actuelle Nette : Somme des cash-flows annuels actualisés - investissement; c est la valeur générée par le projet à la fin de la durée d'observation Temps de retour actualisé: Exprimé en années, il comptabilise le temps nécessaire pour amortir l investissement en tenant compte du phénomène d actualisation.c est le ratio entre l'investissement initial et le cash-flow actualisé (recettes - dépenses) annuel TRI, Taux de Rentabilité Interne : Taux d'actualisation qui annule la VAN TEC, Taux d'enrichissement en Capital : Ratio entre la VAN et l'investissement RdS, reste du sytème (BOS) : Coût total du matériel à l'exception des modules Coût global actualisé : c'est le ratio entre la somme des dépenses actualisées relatives au projet, et la somme des productions sur la période d observation. C est donc le prix de revient du kwh produit par l installation (exprimé en /kwh). *Cours téléchargeables: Pour plus d'informations, profitez des cours fondamentaux sur les énergies renouvelables et le photovoltaïque mis à votre disposition gratuitement sur le site internet de Cythelia: http://www.cythelia.fr/formations.php Page 13 / 13