Production photovoltaïque
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Application Production d'énergie photovoltaïque ... Chap. 1&2 1 Présentation. 1.1 Introduction. L’étude suivante porte sur une installation photovoltaique réalisée par un ancien élève qui a obtenu son BTS en 2007. Il a depuis monté son entreprise dans la région, entreprise qui consiste essentiellement à concevoir et réaliser des installations photovoltaiques de forte puissance destinées à être raccordées au réseau. 1.2 Présentation. 1.2.1 Situation. Onduleur L’installation comporte deux bâtiments : un ancien situé à 20 m du point de comptage (raccordement réseau) et un plus récent distant lui de 40 m. Les onduleurs qui permettent de transformer le courant continu en courant alternatif sont situés dans les bâtiments sous la toiture. Batiment récent 40 m Onduleur Point de comptage 20 m Batiment ancien 1.2.2 Schéma. Sur le schéma unifilaire proposé en annexe repérer les onduleurs permettant que transformer l’énergie continue fournie par les panneaux solaires en énergie alternative raccordée au réseau. Surligner : en rouge les conducteurs du réseau alternatif 240 V 50 Hz, en jaune les conducteurs du réseau continu issu des panneaux solaires, en vert le réseau de liaison à la terre. 1.2.3 Capteurs solaires. Les panneaux solaires installés sont tous les mêmes, de référence SST 185W- 72M. Tracer sur un diagramme I=f(V) les trois points de fonctionnement M0 « à vide », Mcc « en court-circuit » et Mn « à puissance maximale ». 2 Evaluation de la puissance disponible. 2.1 Bâtiment ancien (2). Les panneaux solaires sont raccordés en série pour former des « chaînes » (strings en anglais) ce qui permet d’élever la tension en gardant le même courant. 2.1.1 Combien de panneaux sont montés en série dans chaque chaîne ? 2.1.2 Quelle est la tension maximale aux bornes d’une chaîne ? Que devient cette tension en fonctionnement en charge ou « à puissance maximale » ? xdproduction21.doc 1/6 04/03/2013 Application Production d'énergie photovoltaïque ... Chap. 1&2 Les chaînes sont alors raccordées en parallèle sur l’onduleur en aval de Q3 pour additionner les courants fourni par les panneaux. 2.1.3 Combien de chaînes sont raccordées sur l’onduleur de ce bâtiment ? Quel est le courant fourni par l’ensemble des panneaux en charge ? Quelle est la puissance maximale Pm2c disponible coté continu ? 2.1.4 Le rendement des onduleurs est estimé à 96,8 %, quelle puissance Pm2tri peut être renvoyée au réseau ? 2.2 Bâtiment récent (1). Le bâtiment récent dispose de deux onduleurs. L’un fournit un système de tensions et de courants triphasés comme précédemment, l’autre est monophasé. 2.2.1 En tenant le même raisonnement que pour le bâtiment ancien, déterminer la puissance maximale Pm1tri disponible en sortie de l’onduleur triphasé. 2.2.2 En tenant le même raisonnement que pour le bâtiment ancien, déterminer la puissance maximale Pm1mono disponible en sortie de l’onduleur monophasé. 2.3 Bilan gobal. 2.3.1 En utilisant le théorème de Boucherot qui permet d’additionner les puissances actives, déterminer la puissance totale Ptot que peut fournir cette installation dans les conditions optimales. 2.4 Estimation énergétique. 2.4.1 Déterminer la surface S d’un panneau solaire et en déduire son rendement n. 2.4.2 Déterminer l’énergie moyenne annuelle reçue Ear par l’ensemble des panneaux de l’installation en un an. 2.4.3 En déduire l’énergie Eaf réellement fournie au réseau de distribution raccordé. 2.4.4 Pour tenir compte du non ajustement de l’orientation fixe des panneaux un facteur de k=0,72 est appliqué aux grandeurs précédentes, avec un tarif d’achat de 51 centimes d’euro du kWh, estimer le gain obtenu en 1 an. 3 Annexes. 3.1 Précisions ... Energie lumineuse Energie continue xdproduction21.doc Energie alternative Panneau solaire Onduleur Rendement Rendement 2/6 Réseau Compteur 04/03/2013 Application Production d'énergie photovoltaïque ... Chap. 1&2 3.2 Raccordement des panneaux. 3.2.1 Bâtiment ancien. xdproduction21.doc 3/6 04/03/2013 Application Production d'énergie photovoltaïque ... Chap. 1&2 3.2.2 Bâtiment récent. xdproduction21.doc 4/6 04/03/2013 Application Production d'énergie photovoltaïque ... Chap. 1&2 3.3 Schéma unifilaire xdproduction21.doc 5/6 04/03/2013 Application Production d'énergie photovoltaïque ... Chap. 1&2 3.4 CEEG-SST 185W- 72M SERIES Valeurs données pour un éclairement optimal de 1000W/m². 3.5 Rayonnement solaire. La carte ci-dessous indique la réception énergétique moyenne annuelle par m² (unité : kWh/m²/jour) en provenance du soleil. xdproduction21.doc 6/6 04/03/2013
