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Quel est le rendement d'une solution Photovoltaïque ?

Comme tout systèmes de conversion d’énergie, une installation photovoltaïque est caractérisée entre autre par son rendement. Nous allons voir ici comment exprimer ce rendement indépendamment des diverses typologies de systèmes photovoltaïques rencontrées. Le calcul de ce rendement permet alors de rendre compte de la qualité de fonctionnement d’une installation.

Le fonctionnement d’une installation photovoltaïque est décrit par l’équation suivante :

E = Hi x S x η
avec
  • E [kWh/an] : Energie électrique produite en aval du système sur un an.
  • Hi [kWh/m2.an] : Irradiation globale reçue dans le plan des modules
  • S [m2] : Surface du champs de module photovoltaïque
  • η : rendement global du système

Le rendement global du système inclus l’ensemble des pertes provoquées par ses composants, des modules jusqu’au point d’injection du courant alternatif Courant alternatif ou AC (alternative courant en Anglais). C’est un courant périodique représenté par une sinusoïdale et dont le sens change régulièrement. Il est caractérisé par sa fréquence exprimée en hertz (Hz) sur le réseau de distribution. Il peut être séparé en deux si l’on souhaite extraire le rendement des modules en conditions standard de test (STC) :

η = ηstc x ηsystème et ηstc = Pc / (Gstc x S)

avec

  • ηstc : rendement des modules dans les conditions standards (1000 W/m2 à 25°C).
  • ηsystème : autres rendements caractérisants la typologie de l’installation (type d’intégration mais aussi onduleur Onduleur Transforme le courant continu produit par un champ photovoltaïque en courant alternatif identique à celui du réseau de distribution. , pertes dans les câbles). Ce rendement se situe entre 0,7 et 0,8 pour des installations classiques.
  • Pc [Wc] : Puissance crête Puissance crête Valeur de référence permettant de comparer les puissances des panneaux entre elles. La puissance crête est obtenue par des tests effectués en laboratoire, sous une irradiation de 1 000w/m2, une température de 25°, la lumière ayant le spectre attendu pour une pression atmosphérique de 1,5 AM. du champs photovoltaïque
  • Gstc [W/m2] : Valeur standard d’éclairement utilisée par les fabricants pour caractériser un module photovoltaïque lors de sa fabrication. Elle est égale à 1000 W/m2.
  • S [m2] : Surface du champs de module photovoltaïque

La production photovoltaïque dépend donc de 3 composantes : l’irradiation reçue, la puissance crête et le rendement du système appelé aussi ratio de performance (PR, dans la littérature anglophone). C’est ce dernier coefficient qui peut être utilisé pour quantifier la performance d’un système. Son utilisation permet d’obtenir un indicateur de performance indépendant de la puissance crête du système, de sa localisation géographique et des orientation et inclinaison du champ. Le ratio de performance d’un système fonctionnant de manière satisfaisante se situe autour de 0,75. Les éléments dont dépend ce coefficient sont :

  • le rendement de l’onduleur et son adaptation aux caractéristiques du champs photovoltaïque.
  • la présence de masques (proche et lointain)
  • les pertes dans les câbles
  • la température de fonctionnement des modules
  • la qualité d’appairage des modules selon leurs caractéristiques réelles (mismatch)
  • la typologie de câblage des séries de modules tenant plus ou moins compte des masques proches.
  • la tolérance sur la puissance crête de l’installation (divergence entre puissance théorique nominale et puissance réellement installée)

Lors du dimensionnement d’un système, on s’attachera à maximiser ce coefficient, alors que les autres termes de la dernière équation (Hi et Pc) seront uniquement affectés par la localisation, l’inclinaison et l’orientation du champ, le type et la surface de modules employés.



Qu'est ce que l' Energie Solaire Photovoltaïque ? Comment ça marche ?

L'énergie solaire photovoltaïque est une énergie électrique produite à partir du rayonnement solaire qui fait parti des énergies renouvelables. La cellule photovoltaïque est un composant électronique qui est la base des installations produisant cette énergie. Elle fonctionne sur le principe de l'effet photoélectrique. Plusieurs cellules sont reliées entre-elles sur un module solaire photovoltaïque, plusieurs modules sont regroupés pour former une installation solaire. Cette installation produit de l'électricité qui peut être consommée sur place ou alimenter un réseau de distribution.
 
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Vos Questions en matière d' Economie d' Energie :

 

Quelle économie espérer grâce à une installation de panneaux solaires photovoltaïques ?

Vous allez pouvoir bénéficier de 4 niveaux d' aides qui sont :
- le crédit d' impôt ( 8000 € pour un couple )
- l'engagement de rachat de l'électricité que vous produisez par EDF pendant 20 ans, à des tarifs de rachat extrêmement attractifs (0.58 € / kwh pour une installation <= à 3 kWc sur votre résidence principale en remplacement des tuiles. Ceci correspond à un revenu annuel entre 1700 et 2000 €, qu'il s'agit d'affiner par notre diagnostic personnalisé.
- taux de TVA réduit à 5.5 % sur le matériel et la pose pour toute habitation de plus de 2 ans.
- non imposition des revenus annuels.

Quelle rentabilité ?

L' investissement dans un générateur solaire photovoltaïque sur votre habitation principale vous permet de bénéficier d'une rentabilité exceptionnelle et sans risque : entre 10 et 17 % annuelle sur 20 ans.
Une autre façon d'exprimer cela, vous gagnerez de l'ordre de 1000 € / an net de tout, en effectuant dans les conditions actuelles ( cf 4 niveaux d'aides ci dessus, prévues en 2010 ) cet investissement.

Actualités Photovoltaïques ( Source : ADEME )

L ' Article de la Semaine :

Les tarifs d’achat de l’électricité solaire publiés ce matin au Journal Officiel

 

 

Logo Agence de l'environnement et de la maîtrise de l'ÉnergiePhotovoltaïque : ajustement des tarifs au 1er septembre 2010

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