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Optimisations Photovoltaïques Autonomes avec Liquides en Ecoulement (OPALE)

1. Le site 2. Le projet 3. Production et Economie en rejet CO2 Technologie OPALE

Note : Sycomoreen a publié dans cette FAQ une information très complète sur les questions photovoltaïques.

  1. ESTIMATION DE LA PRODUCTION
  2. BILAN CO2

ESTIMATION DE LA PRODUCTION


Pour évaluer l'économie en émission de CO2, il faut d'abord estimer la production électrique. Il existe un certain nombre de cartes de l'ensoleillement en France et 4 méthodes pour évaluer la production d'une installation solaire.


METHODE n°1 :
 CALCUL DIRECT en fonction de l'irradiation solaire locale et des rendements de l'installation.

Ci-dessous, 2 cartes de l'énergie solaire reçue en France
(ATTENTION: très différente de l'énergie électrique produite !).



Le projet est orienté 20° Sud côté Est avec une pente de 50° sur 144 m² et les cartes ci-dessus sont donc exploitables.

Le rendement photovoltaïque vaut : 15% x 0,75 = 11,25%

Les panneaux actuels ont un rendement de 15%, toutefois, le facteur 0,75 est présent car différents effets engendrent des pertes de l'ordre de :
- 5% de réflexion des rayons solaires,
- 15% à cause de l'échauffement des cellules qui abaisse le rendement photovoltaïque,
- 5% de pertes électriques (câbles, connexions et onduleur)

La surface exposée vaut 144 m².

Avec ces hypothèses, la production injectée sur le réseau est :
- en utilisant la carte de gauche (3,9 kWh/m²/jour)   :  3,9 x 365.25 x
144 x 0,1125 = 23 076 kWh
- en utilisant la carte de droite (1350 kWh/m²/an)     :  
1350 x 144 x 0,1125 = 21 870 kWh


METHODE n°2 :
 CALCUL INDIRECT en fonction des "kiloWatt crête" installés


Il faut pour cela connaître la puissance crête installée. La notion de kWc (kilowattcrete) correspond à la puissance délivrée par un panneau d'une surface adéquate (dépendant de son efficacité) et irradiée dans des conditions très précises (flux de 1000 W/m² et spectre de lumière solaire normalisé AM 1,5).

On admet usuellement qu'avec les panneaux modernes (2008), 9 m² de panneau fournissent 1 kWc.

Pour une installation de 144 m², cela fait 15,84 kWc. Retenons la valeur de 16 kWc.

Une carte des kWh/kWc installée est alors nécessaire. Voici les estimations de
Hespul
Carte de production kWh/kWc installéfacteur de pondération des kWh/kWc




Et ci-contre, d'autres données départementales
source


Ces cartes donnent une idée de la production électrique annuelle d'un générateur photovoltaïque de 1 kWc, Toutes ces données sont à pondérer par le facteur d'exposition : 95%.

La ferme photovoltaïque de SYCOMOREEN se trouve sensiblement à triple la frontière Cantal / Puy de Dôme / Haute Loire (15/63/43) et proche de la "limite 1000 à 1100 kWh/kWc" de la carte ci-contre.

Compte tenu de l'altitude amenant une température fraîche, mais aussi une luminosité légèrement plus intense :

dans notre cas, nous retenons : 1100 kWh/kWc,
- l'installation fournirait alors : 17 600 kWh


Une alternative est le calcul en ligne sur le simulateur PVGIS de la Commission Européenne qui donne 
19 900 kWh électriques pour 16 kWc installés sur notre centrale solaire.


METHODE n°3 :
 CALCUL par une simulation effectuée par un professionnel

sur un "logiciel métier" faisant en plus des estimations scientifiques (ombrages...) et financières (subventions...) variées et précises :

exemple "Cap Energy Pro ENR"

Simulation "Cap Energy Pro ENR"
(N.B. image fournie à titre d'exemple sans aucun lien avec le projet)


METHODE n°4 :
 Estimation à l'aide d'une base de données photovoltaïques issues de productions réelles


Depuis quelques années, la France commence à avoir un peu de recul grâce à la participation active et bénévole de certains producteurs photovoltaïques qui consignent leurs productions mensuelles. A ce sujet, Sycomoreen préconise la consultation de :

 Aller sur BDPV, la base de données photovoltaïques !


BILAN CO2


Extrait de Thermodynamique de l'ingénieur: énergétique - environnement

Par Francis Meunier. Editeur: Dunod - Date de parution: 12 Février 2004

Valeurs de moyennes nationales pour les émissions de CO2 par kWh électrique pour différents pays
(source AIE)

Moyenne de l'Europe des 15 : 0,46 kg CO2 / kWh électrique.


    1. Suède : 0,04 kg CO2 / kWh él.           2. France : 0,09 kg CO2 / kWh él.                   3. Autriche : 0,20 kg CO2 / kWh él.

    4. Finlande : 0,24 kg CO2 / kWh él.       5. Belgique : 0,29 kg CO2 / kWh él.                 6. Espagne : 0,48 kg CO2 / kWh él.

    7. Italie : 0,59 kg CO2 / kWh él.            8. Allemagne : 0,60 kg CO2 / kWh él.               9. Pays Bas : 0,64 kg CO2 / kWh él.

    10. Grèce : 0,64 kg CO2 / kWh él.         11. Royaume-Uni : 0,64 kg CO2 / kWh él.       12. Portugal : 0,64 kg CO2 / kWh él.

    13. Irlande : 0,70 kg CO2 / kWh él.        14. Danemark : 0,84 kg CO2 / kWh él.            15. Luxembourg : 1,08 kg CO2 / kWh él.


On remarquera l'excellent exemple Suédois (énergie principalement hydraulique)
et aussi les valeurs très basses pour la France (80% de nucléaire et 15% d'hydraulique)


L'énergie produite par la grange photovoltaïque de SYCOMOREEN est de l'ordre de 18 000 kWh / an


1 kWh électrique d'origine renouvelable économise l'émission de 0,46 kg de CO2,
sur la base du mix électrique européen (nécessitant 0,46 kg/kWh électrique consommé).


Ainsi, 8 300 kg / an d'émission de CO2 sont évités.
soit
un puits de carbone annuel équivalent à l'absoption CO2 d'une forêt française d'environ 1,2 ha (12 000 m²).
1 hectare de forêt française = 7 tonnes de CO2 fixées par an, estimation IFN


Cependant, sur 25 ans de durée de vie garantie, seuls 21 ans seront effectifs pour le bilan carbone
Amortissement et économie en CO2 du photovoltaïque
selon outilssolaires.com

(4 ans pour rembourser le coût CO2 de production/recyclage des panneaux photovoltaïques,
et les installations passent bien souvent le cap des 30 ans)



AINSI, LA FERME PHOTOVOLTAÏQUE
VA REDUIRE LES EMISSIONS CO2

 d'au moins 174 TONNES
 (sur sa durée de vie garantie de 25 ans)

soit les émissions de 10 voitures parcourant 140 000 km
(basé sur 125 g CO2/ km)

Enfin, ce modeste projet contribue à la tenue des engagements européens pris par la France
de porter à plus de 20% la part des énergies renouvelables dans son mix électrique.

N'oublions pas que ce sont les petits ruisseaux qui font les grandes rivières...


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