PV Autonome

BBBBelelelelppppowowowoweeeerrrr

Installations photovoltaques -

Systmes autonomes


Installations photovoltaques autonomes

Principe dun systme PV autonome

Une installation photovoltaque (PV) est dite autonome ou isole quand elle nest pas relie un rseau de distribution. Le systme PV autonome permet de fournir du courant lectrique des endroits o il ny a pas de rseau. Il se rvle particulirement adapt pour des applications comme une pompe dans le jardin, lclairage en zone isole, lalimentation de bornes tlphoniques le long de lautoroute, etc. Pour ces applications il nest pas toujours possible de mettre en place un rseau dalimentation classique, soit cause de contraintes techniques, soit pour des raisons conomiques.

Le systme autonome doit tre capable de fournir du courant aux consommateurs pendant la priode de lanne de moindre irradiation lumineuse. Si on a besoin du courant toute lanne, la priode de moindre irradiation est lhiver (pour lEurope). Pendant cette priode, il faudra plus de panneaux pour couvrir les mmes besoins quen t. Les batteries donnent une autonomie au systme pour des applications nocturnes ou quand les panneaux ne fournissent pas assez de courant.

En conclusion, pour dimensionner un systme autonome et dterminer le nombre de modules photovoltaques ncessaires, on se base sur la consommation pendant la priode de moindre irradiation au cours de laquelle on veut faire fonctionner les applications.

La production totale ncessaire est calcule simplement en additionnant les consommations de chaque appareil en service, comme prsent dans lexemple ci-dessous. La puissance lectrique de chaque appareil est note avec une estimation du temps pendant lequel on veut employer lappareil. Ces chiffres donnent une ide de la consommation globale et autorisent le calcul du nombre de panneaux solaires requis.

Tableau: exemple de calcul pour une maison isole en Belgique

Application

Puissance lectrique (W)

Dure demploi sur un

jour (h)

Nombre dunits

Consommation (Wh)

- Ordinateur

- Tlvision

- Frigo

- Lampes

60 W

80 W

50 W

11 W

1/2 h

3 h

Toute la journe (= 16 h)

3 h

1

1

1

3

30 Wh

240 Wh

800 Wh

3 x 33 Wh = 99 W

Total 1 169 Wh

Dans cet exemple, la consommation lectrique par jour est de 1,169 kWh (1 kWh = 1 000 Wh)


Comme nous lavons dj vu plus haut, un module solaire produira une certaine quantit dnergie (Wh) par jour, qui dpendra de la rgion et de la priode. Une installation de 1 kWc (soit 1 kilowatt crte, +/- 10 m) produira, en Belgique, plus de 100 kWh par mois pendant lt alors que la mme installation produira en hiver seulement 20 kWh.

Les panneaux doivent tre capables de fournir toute lanne lnergie ncessaire. Le nombre de panneaux mettre en place est dtermin par la priode avec la moindre irradiation, c'est--dire lhiver dans cet exemple-ci. Les autres mois offrant plus de confort dun point de vue nergtique.

Composants dun systme PV Autonome

Dune manire gnrale, un tel montage peut se schmatiser comme suit :

Groupement de batteries en 12 ou 24V

Modules solaires en parallle

Junction box + Junction box -

Rgulateur

Utilisateurs DC

Junction box principe

Utilisateurs AC

Production PV - 1kWc en Belgique

22 48 64 95 111 102 113 103 75 57 35 18

843 721

1574

2098

3115

3639

3344

3705

3377

2459

1869

1148

590

0

500

1.000

1.500

2.000

2.500

3.000

3.500

4.000

Jan Fv Mar Avr Mai Juin Juil Aot Sep Oct Nov Dc Total

Production mensuelle (kWh / mois)

Production journalire (Wh / jour))


Les diffrents composant de linstallation de base :

Les modules (ou panneaux) solaires. Source dnergie du systme, les modules photovoltaques produisent de lnergie lectrique partir de la lumire solaire.

Le rgulateur stabilise lnergie dlivre par le module solaire de manire ce que celle-ci puisse tre stocke dans des batteries et soit utilisable pour des application en courant continu (DC = Direct Courant)

Les batteries constituent le moyen de stockage pour entreposer lnergie produite par les modules

Londuleur transforme lnergie disponible DC dans les batteries en nergie alternative 230V. (AC = Alternative Courant)

Les consommateurs DC et AC. En fonction des applications, applications DC (12/24V) ou AC (230V) peuvent tre relis au systme autonome.

Les modules solaires chargent un groupe de batteries. Les batteries librent lnergie au moment o celle-ci est demande. Le rgulateur rgle le processus de chargement des batteries lectroniquement. Ce groupement de batteries est prvu pour donner une meilleure autonomie au systme. Celle-ci est tablie en fonction de lnergie ncessaire (en nombre de Wh / jour) et du nombre de jours dautonomie dsir.

Applications dun systme autonome

Cas 1: Eclairage 15 lampes

-/ 10 lampes Solsum CFL 11W avec 12V DC

+ 5 lampes Labcraft Batten Light T5 BL 13 Voltage 12V DC Lumen 800 Lm Puissance 13 W Poids 0,44 kg Longueur 57,3 cm

Dure dutilisation quotidienne des lampes : 3 heures / jour

-> Energie ncessaire : 525 Wh / jour

Cas 2: Eclairage 10 lampes + petite consommation additionnelle

-/ 10 lampes Solsum CFL 11W avec 24V DC

Dure dutilisation quotidienne des lampes : 3 heures / jour

+ Consommation additionnelle de 1500Wh / jour

-> Energie ncessaire : 1830 Wh / jour


Un systme PV autonome doit tre capable de fournir lnergie ncessaire (nombre de Wh) au moment voulu. En Europe et en Afrique, les ensoleillements sont diffrents, cest pourquoi un systme ncessitera, pour une mme application, plus de modules en Europe quen Afrique. Entre les priodes dt et dhiver, on constate aussi une forte variation dirradiation.

Application de ces deux cas en Europe

Europe Ensoleillement Cas 1: Eclairage Cas 2: Eclairage + petite consommation de 1500 Wh

Region I Production moyenne / jour 2490 Wh / kWp Moins bon mois : Dcembre 680 Wh / kWp par jour

Puissance: 220 Wp

5 panneaux P 40-36 GET AK 1 rgulateur PR 1515 Groupe de batteries 140 Ah / 12V

Prix: 2 950 (HTVA)*

Puissance: 735 Wp

7 panneaux M 120-72 GET AK 1 rgulateur PR 3030 Groupe de batteries 230 Ah / 24V 1 onduleur AJ 1300-24

Prix: 7 000 (HTVA)*

Region II Production moyenne / jour 3650 Wh / kWp Moins bon mois : Dcembre 1875 Wh / kWp par jour

Puissance: 198 Wp


Prix: 2 750 (HTVA)*

Puissance: 525 Wp


Prix: 5 900 (HTVA)*

* Les prix sont entendus hors TVA et sont valables jusquau 31.12.2007. Les marchandises sont au dpart dans le magasin Bruxelles. Belpower se rserve le droit des changement sur les systmes prsents ci dessus en fonction de la disponibilit des marchandises. Dventuelles adaptations de prix peuvent en dcouler.

Region I

Region II


Application de ces deux cas en Afrique

Afrique Ensoleillement Cas 1: Eclairage Cas 2: Eclairage + petite consommation de 1500 Wh

Rgion I Production moyenne / jour 4000 Wh / kWp Moins bon mois : Aot 3350 Wh / kWp par jour

Puissance: 132 Wp

2 panneaux P 60-36 GET AK 1 rgulateur PR 1515 Groupe de batteries 90Ah / 12V

Prix: 2 200 (HTVA)*

Puissance: 480 Wp


Prix: 5 450 (HTVA)*

Rgion II Production moyenne / jour 4550 Wh / kWp Moins bon mois : Dcembre 3850 Wh / kWp par jour

Puissance: 132 Wp


Prix: 2 200 (HTVA)*

Puissance: 420 Wp


Prix: 5 150 (HTVA)*

Rgion III Production moyenne / jour 5100 Wh / kWp Moins bon mois : Juillet 4675 Wh / kWp par jour

Puissance: 100 Wp

1 panneaux M 120-72 GET AK 12V 1 rgulateur PR 1515 Groupe de batteries 90 Ah / 12V

Prix: 2 000 (HTVA)*

Puissance: 360 Wp


Prix: 4 800 (HTVA)*

* Les prix sont entendus hors TVA et sont valables jusquau 31.12.2007. Les marchandises sont au dpart dans le magasin Bruxelles. Belpower se rserve le droit des changement sur les systmes prsents ci dessus en fonction de la disponibilit des marchandises. Dventuelles adaptations de prix peuvent en dcouler.

Rgion I

Rgion II

Rgion III


Sunny Island Onduleur

Panneaux solaires

Batteries

Gnrateur Diesel

Eolienne

Onduleur

Systme PV autonome pour des installations de puissances plus leves

Lorsquun clairage ou une petite application de quelques Wh par jour sont requis, les applications prsentes ci-dessus offrent une bonne solution.

Dans le cas o ces installations ne suffisent pas, une installation sur mesure peut toujours tre calcule. Voici quelques donnes ncessaires pour ce calcul :

Pays / rgion de linstallation Liste des applications

Utilisateurs DC avec une certaine dure dutilisation dsire pour chacun deux

Utilisateurs AC avec une certaine dure dutilisation dsire pour chacun deux

Autonomie requise (pour le dimensionnement du groupe de batteries) Profil dutilisation (schma expliquant quand chaque application est

active)

En fonction de la puissance, linstallation peut tre relie un systme autonome de base (panneaux, rgulateur, groupe de batteries et ventuellement onduleur).

Pour des ralisations plus grandes (>2 3kW), il existe un autre principe dinstallation. Avec un systme Sunny Island (SI) on peut monter jusqu 78 kW avec une application autonome. Ce systme peut coupler des panneaux photovoltaques dautres sources dnergie comme lolien, lhydraulique, la co-gnration, le diesel, etc.

Belpower peut raliser une tude pour linstallation dsire moyennant le payement de 450 qui sont dduit de la facture finale lors de linstallation.

Le schma de principe dune installation de ce type est donn ci-dessous :


Autre application des systmes autonomes: La Pompe Hydraulique PV

La pompe solaire Solaflux peut pomper de leau jusqu une profondeur de 150 m relativement peu dnergie. Pour des profondeurs infrieures 50 m, des dbits de 550 650 litres / jour sont accessibles.

Les modules solaires (1 ou 2 modules de 108 Wp) sont joints sur le rgulateur de la pompe. En journe, le rgulateur na, grce aux modules solaires, pas besoin de batteries pour alimenter la pompe. Tant que le soleil est prsent et que les panneaux livrent suffisamment de puissance, la pompe peut donc rester en service. Durant la nuit, la pompe peut ventuellement aussi tre alimente avec un petit groupe de batteries afin que leau puisse tre pompe.

Dimensions cylindre 760 mm x 98mm Poids 14kg Voltage dentre 20 70V DC Accessoires Cbles lectriques 3 x 2,5mm2 jusque 80m 3 x 4 mm2 > 80m

Installations photovoltaques autonomes Corde de scurit Corde Polypropylne de 8 mm

3 modles possibles :

Piston 3 mm Petit dnivel, grand dbit Piston 2,6 mm Profondeur moyenne, dbit moyen Piston 2 mm Plus grandes profondeurs avec un dbit plus petit

La pompe est prvue pour fonctionner sans difficult dans une eau trouble et dans un milieu corrosif.

Prix

Le prix indicatif pour cette installation comprenant la pompe, la bote de rgulation et 2 modules solaires est de 3 068,- (prix sans TVA et valable jusquau 31.12.2007. Les marchandises sont entreposes dans le magasin Bruxelles)

Panneaux solaires (2 panneaux de 108 Wp)

Pompe hydraulique Solaflux

Diffrentes profondeurs et dbit sont possibles

Rservoir de stockage deau

Rgulateur


Autre application des systmes autonomes: Luminaires et lampadaires PV

En jardin, en terrasse, ou dans les alles, cette gamme de 8 luminaires et lampadaires photovoltaques permet, grce aux diodes LED de teintes blanches et ambres et ses modules photovoltaques raccords des batteries performantes lautonomie particulirement confortable, un clairage tout en douceur sans pose de cbles lectriques.

Documents

PV Autonome