Projet de Production d

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• Projet de Production dénergie électrique propre.

Par -Lucas Dewancker -Nicolas Brunet -Rodolphe
Picot
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• Sommaire
• Mise en situation
• Estimation des besoins électriques
• Quels sont les différents moyens de production
  électrique pour notre installation ?
• Choix du système le plus adapté écologiquement
• Optimiser linstallation.

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Situation Géographique La cabane des Clots est
située à l'altitude de 1450m dans le parc
régional du Vercors, à l'Est de Villard de Lans.
Villard de Lans
Cabane des Clots
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Problématique générale  Comment produire de
lénergie électrique nécessaire pour alimenter
les équipements électriques de ce chalet en
limitant notre impact environnemental  ?
On souhaite une autonomie énergétique de 2 jours
pour effectuer des relevés scientifiques
plusieurs fois par mois
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Estimation des besoins (approximatifs) en Watts
Heures/Jour (Wh/j) des personnes dans le chalet
Appareil Voltage (V) Puissance nominale (W) Temps dutilisation (h) Consommation journalière (Wh/j)
Eclairage 230 40 4 160
Système de mesure 230 40 8 320
Ordinateur Portable 230 60 2 120
Chargeur téléphone portable 230 40 2 80
TOTAL 680 Wh/j
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Quels sont les différents moyens de production
dénergie électrique à notre disposition ?
Système de production dénergie électrique Avantages Inconvénients Adapté à notre situation
Eolien Energie disponible sur place et gratuite. Très peu de rejets de co2 Génie civil à prévoir.(architecture) Perturbation des vents en fonction de lenvironnement. Stockage de lénergie Oui
photovoltaïque Energie disponible sur place et gratuite. Très peu de rejets de co2 Stockage de lénergie. Production dénergie liée à la météo Oui
Turbine gaz Production délectricité sur-mesure Installation lourde a mettre en place. Rejet de co2 Non
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Chaudière bois Bois disponible sur places et peu cher. Peu de rejet de co2 Installation lourde a mettre en place. Manutention élevé (stockage et extraction du bois) Non
Hydroélectrique Peu de rejet de co2 Difficile à mettre en place géographiquement. Génie civil. Non
Groupe électrogène Peu encombrant facilement transportable Transport de lessence. Nuisances bruit et pollution . Oui
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• Comparaison du rejet de CO2 en fonction des types
  dénergies ?

Il est établi par notre équipe, en fonction du
degré de durabilité de lénergie. Il prend en
compte deux critères le co2 produit et le coût
rapporté au kwh produit. Energie
renouvelable qui combine un prix de revient au
kWh très intéressant pour une faible émission de
CO2. Ce type est durable, (presque) inépuisable
et lénergie grise qui en découle a un faible
impact environnemental. Energie
(renouvelable ou fossile) ayant un prix de
revient intéressant mais un cycle de vie assez
péjoratif pour la planète. Energie fossile.
Son impact environnemental est fort dans la
mesure où ses stocks sont non renouvelables et
nécessitent des transformations et extractions
lourdes de conséquences sur notre environnement
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BILAN

• Parmi tous cest moyen de production électrique,
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• types de production ressortent particulièrement
• Le photovoltaïque.
• Léolien.
• Le groupe électrogène.

• On choisit parmi ces 3 solutions, lénergie
  photovoltaïque car
• Lénergie primaire utile à son fonctionnement
  est disponible sur place et est gratuite.
• Elle produit suffisamment dénergie pour
  subvenir à nos besoins.
• Linstallation est facilement réalisable
• Son émission de co2 est nul pendant son
  fonctionnement

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• Nous allons maintenant
• Déterminer les besoins matériels au bon
  fonctionnement de linstallation
• Déterminer le type de technologie de panneaux
  photovoltaïque qui correspond le mieux à notre
  installation

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3.1Estimation de lensoleillement Temps
d'ensoleillement heures / jour On trouve 2000h
densoleillement par an, soit une moyenne de 5,5
h/j
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3.2 Estimation de la capacité de stockage
(batterie) Capacité de la batterie en
Ampère/heure (puissance en Wh/j x nb. de jours)
(tension batterie x rendement batterie x
décharge maxi) Q (680 2) / (120,80,8)
177 A/H Soit 2 batteries de 100 AH branchés en
parallèle
3.3 Estimation de la puissance du panneau
solaire puissance du panneau en Watts /crête
puissance journalière totale en Wh/j (temps
densoleillement x rendement de la batterie x
coefficient de pertes)
Coefficient de pertes panneau solaire (en ) 0.75
Rendement des batteries (en ) 0.8
Tension nominales des batteries (V) 12
Décharge maximum des batteries (en ) 0.8
Nombre de jours dautonomie souhaités (J) 2
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Pc 680 Wh/j (5.5 heures x 0,8 x 0,75) 206
Wc On choisit 2 panneaux de 110 Wcrête

• Quelle technologie de panneau photovoltaïque faut
  il choisir ?
• 3 technologies existent
• Monocristallin ,
• Polycristallin ,
• Amorphe

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Monocristallin Polycristallin Amorphes
C'est incontestablement le meilleur. Issus directement du cristal originel, ils possèdent la cristallisation la plus régulière, garante du meilleur rendement, 14 à 16 pour les modules commerciaux. Leur fabrication rend difficile cependant la création de modules de petites puissances (Trop chers). Les garanties actuelles(1) sont de 25 ans, les durées de vie largement supérieures à 30 ans. Ils présentent des surfaces unies, régulièrement teintés, dont la couleur varie du gris anthracite au bleu fluorescent. Les modules sont généralement constitués de 36 cellules en série. Gamme de puissance de 15 à  200W et plus. Directement issus des sciures et autres chutes de la fabrication des monocristallins. Ces derniers cristaux sont refondus, et coulés en lingots. Les cellules obtenues présentent cet aspect de gros cristaux. La durée de vie est sensiblement identique aux précédents, les garanties vont de cinq à vingt-cinq ans selon les qualités, les rendements oscillent entre 10 et 14 Il s'agit là de dépôt de silicium, toujours obtenu à partir des chutes de mono-cristallin, ces dépôts, en plusieurs couches, sont extrêmement fins et déposés sur une feuille de verre. Une gravure par faisceaux laser permet de créer les cellules qui prennent alors l'aspect de bandes verticales ou horizontales. La couleur est généralement brune, les rendements sont faibles et oscillent entre 4 et 6 environ. Les garanties sont généralement de cinq ans, quelquefois dix, rarement plus. Ils représentent la meilleure opportunité pour les petits systèmes de faible et très faible puissance. Gamme usuelle 0.25 à 15 Watts crête
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Quel est le bilan énergétique d'un système PV
?    Ou  Pendant combien de temps un panneau
photovoltaïque doit-il fonctionner afin de
remplacer l'énergie utilisée pour sa
fabrication?  La réponse à ces questions a été
le sujet de plusieurs études - Il faut de 2 à 4
ans pour un système PV utilisant des cellules
poly cristallines. Les variations sont dues au
climat local et à l'inclinaison des modules (en
toiture ou en façade)  - Il faut moins de 15 à 18
mois pour un système PV utilisant des modules
photovoltaïques amorphes. Avec une durée de vie
jusquà 30 ans, on peut dire qu'un système
photovoltaïque va produire de l'électricité sans
aucune pollution pendant près de 90 de sa vie.
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• On choisit des panneaux de type polycristalin
• Pour son rendement presque identique
• à celui du monocristalin
• son coût moindre
• son impact écologique

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(No Transcript)
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Choix du onduleur
Londuleur est lélément qui permet de convertir
lénergie en tension continue que délivre Les
panneaux en tension alternative dont on besoin
léclairage, le système de mesure, ordinateur
portable, le chargeur téléphone portable.
Choix du contrôleur de charge
Un régulateur de charge est branché comme élément
de liaison entre le générateur photovoltaïque et
l'accumulateur dans les systèmes. Il régule et
surveille le processus de chargement. Ses autres
fonctions comprennent entre autre la protection
contre une décharge profonde de l'accumulateur.
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Comment orienter nos panneaux photovoltaïques
?
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Etude de zone dombre Les masques

• Pour fonctionner de manière optimale, une
  installation photovoltaïque doit être soumise à
  aussi peu dombrages que possible. Cependant,
  certaines contraintes liées au lieu
  d'installation (présence de montagne, d'arbres,
  cheminée, poteau électrique) ne peuvent être
  évitées moyennant un coût raisonnable.
• Il est nécessaire dans ce cas d'évaluer
  précisément les pertes induites par ces ombrages
  qui peuvent intervenir sur tout ou partie des
  panneaux en différentes saisons et à certains
  moments de la journée.
• Le relevé de masques (relevé des ombrages) permet
  d'obtenir les informations nécessaires au calcul
  de ces pertes. Il est nécessaire de connaître
  l'orientation et l'inclinaison prévues des
  panneaux pour effectuer ce calcul.

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Relevé des performances du panneau photovoltaïque
en fonction de son orientation ( à 13h).
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Voici linstallation sur laquelle on a travaillé
au lycée Durzy