Kits solaires photovoltaïques

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L’énergie solaire en Afrique

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L’ Afrique est souvent considérée et désignée comme le «Continent du soleil» (Sun continent) c.a.d le continent où l’influence du Soleil est le plus important.

Selon la « Carte du monde du Soleil« , l’ Afrique reçoit beaucoup plus de temps d’ensoleillement au cours de l’année que tout autre continent de la Terre. Tous les endroits les plus ensoleillés de la planète se trouvent en Afrique.
L’ Afrique est dominé par un intéressant ciel surtout au niveau des déserts (ex: Sahara , Namib , Kalahari ). Cependant, les régions situées le long de l’équateur sont considérablement plus nuageuses que les régions tropicales et subtropicales les plus ensoleillées.
L’ensemble du continent est favorisé par une grande durée d’ensoleillement à l’exclusion des grandes zones de forêts tropicales (les Forêts guinéennes de l’Afrique de l’Ouest et une grande partie du bassin du Congo), étant donné que les régions désertiques et de la savane d’Afrique sont comme les régions de la terre les plus dénuées de nuages.

Le Sahara oriental / Afrique du nord est particulièrement connue pour ses records d’ensoleillement : la région expérimente non seulement la plus grande durée annuelle de soleil (le soleil y brille approximativement jusqu’à 4300 heures) mais aussi les valeurs moyennes annuelles les plus élevées de rayonnement solaire (le maximum enregistré étant à plus de 220 ​​kcal / cm²).
La zone contient beaucoup de vastes étendues arides et semi-arides ensoleillées dans le nord, dans le sud, et dans une moindre mesure dans l’est: environ deux cinquièmes du continent sont désert, et donc en permanence ensoleillés.
La combinaison de tous ces facteurs géographiques et climatiques est la cause de l’énorme potentiel solaire de l’Afrique. Cela donne à l’énergie solaire le potentiel d’apporter de l’énergie à pratiquement tout endroit en Afrique sans la nécessité d’installation coûteuses.
La répartition des ressources solaires en Afrique est assez uniforme, avec plus de 85% du paysage du continent recevant une irradiation horizontale solaire globale ou plus de 2000 kWh / (m² an).

Les réserves d’énergie solaire de l’Afrique

En outre, les réserves théoriques de l’énergie solaire de l’Afrique sont estimées à 60.000.000 TWh / an, ce qui représente près de 40% du total mondial, ce qui fait certainement de l’Afrique le continent le plus riche en énergie soleil dans le monde.
La baisse des coûts d’équipement solaires devraient augmenter de manière significative le nombre d’installations solaires en Afrique. Une prévision rapporte que le marché PV annuel du continent augmentera à 2,2 GW en 2018.
Les futures installations solaire en Afrique auront tendance à ne pas se trouver dans les zones climatiques équatoriales et subéquatoriales qui sont situées dans la partie occidentale de l’Afrique centrale, généralement près de l’équateur, mais qui s’étendent aussi loin au nord et au sud que le 8e ou le 9e parallèle dans les deux hémisphères, car ils sont systématiquement liés à la couverture nuageuse quasi permanente. Par conséquent, les pays africains qui se trouvent entièrement dans cette zone humide comme la République du Congo, la Guinée équatoriale, le Gabon, le Libéria et Sierra Leone sont de loin les moins favorisés en matière d’énergie solaire de tout le continent africain. En revanche de nombreux pays africains perpétuellement ensoleillés comme l’Egypte , la Libye , le Niger et la Namibie pouvaient compter sur leurs ressources solaires pour développer d’énormes quantité d’énergie sur une grande échelle et à des prix réduits.

Les plus grandes centrales solaires du monde

Le Royaume du plan solaire du Maroc, qui est l’un des plus grands projets d’énergie solaire dans le monde et estimé à environ 9 milliards de dollars a été introduit en Novembre 2009 dans le but d’établir 2000 MW (mégawatt) d’énergie solaire d’ici 2020.

Une centrale photovoltaïque de 50 MW est prévue pour Garissa au Kenya , une ville située à l’équateur où le soleil brille pendant environ 3144 heures par an en moyenne. Il est prévu d’y produire environ 76.473 MWh / an. [22]

Une centrale photovoltaïque de 155 MW est prévue pour le Ghana , et devrait être achevé en 2015.
Une centrale solaire de 75 MW a commencé la production le 13 Septembre, 2013 à Kalkbult, en Afrique du Sud dans le Northern Cape (par l’entreprise Scatec Solar). Deux autres installations photovoltaïques seront complétées par la même société en 2014. Celles-ci seront situés à Linde dans le Cap Nord et à Dreunberg dans le Cap oriental, les deux régions ensoleillées offrant les meilleures conditions en terme d’énergie solaire dans le monde.

Au total, ces 3 plants fourniront de l’énergie pour environ 90.000 ménages sud-africains.

Il existe également de nombreuses installations solaires modulaires à petite échelle mises en œuvre à travers le continent au niveau des villages et des ménages.

Carte du monde de l’irradiation solaire globale horizontale
Carte du monde de l'irradiation solaire globale horizontale

Carte du monde de l’irradiation solaire globale horizontale

(source : https://en.wikipedia.org/wiki/Solar_power_in_Africa)

Performance des kits photovoltaïques

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Taille des kits

Les kits photovoltaïques sont généralement classés en trois segments de marché distincts : kit sur toit résidentiel, kit sur toit commercial, et kits de taille industrielle. Leurs capacités vont de quelques kilowatts à plusieurs centaines de mégawatts. Un kit résidentiel typique est en moyenne de 10 kilowatts et est monté sur un toit en pente, tandis que les kits commerciaux peuvent atteindre un mégawatt et sont généralement installés sur une faible pente ou même sur des toits plats.

Bien que les kits de toit montés soient petits et présentent un coût plus important par watt que les grandes installations de taille industrielle, ils représentent la plus grande part du marché. Il y a, cependant, une tendance croissante vers de plus grandes centrales électriques de taille industrielle, en particulier dans une région nommée « Sun belt » (en français la « ceinture du Soleil ») de la planète (Article Wikipedia sur la « Sun Belt »).

Kits à échelle industrielle

Le principale fonction des parcs ou fermes solaires est de fournir une alimentation en énergie pour un grand nombre de consommateurs. L’électricité produite est injectée dans le réseau de transmission alimenté par les centrales de production raccordées au réseau, ou combiné avec un ou plusieurs générateurs d’électricité domestiques pour alimenter un petit réseau électrique. Dans de rares cas, l’électricité produite est stockée ou utilisée directement de manière autonome.

Les kits photovoltaïques sont généralement conçus pour assurer le rendement énergétique le plus élevé pour un investissement donné. Certaines centrales photovoltaïques de grandes tailles telles que Solar Star, Waldpolenz Solar Park et Topaz Farm solar peuvent couvrir des dizaines ou des centaines d’hectares et ont des sorties de puissance jusqu’à plusieurs centaines de mégawatts. (Article Wikipedia sur la station « Solar Star » en Californie).

Kit sur toit

Un petit kit photovoltaïque est capable de fournir suffisamment d’électricité pour alimenter en courant alternatif une seule maison, ou même un dispositif isolé sous forme de courant alternatif ou continu électrique. Par exemple, les satellites militaires et observateurs terrestres, les lampadaires, les panneaux de construction et de la circulation, les voitures électriques, les tentes solaires, et les avions électriques peuvent contenir des kits photovoltaïques intégrés qui peuvent fournir une alimentation auxiliaire sous la forme d’AC ou courant continu, en fonction de la conception et de la demande de puissance.

En 2013, les kits de toiture ont représenté 60 pour cent des installations dans le monde

En 2013, les kits de toiture ont représenté 60 pour cent des installations dans le monde. La mise au point de nouvelles installations photovoltaïques est également en train de migrer de l’Europe vers les pays de la Sunbelt où l’opposition aux fermes solaires au sol est moins accentuée.

Installation photovoltaïques intégrées au bati

(Article Wikipedia sur les installations photovoltaïques intégrées au bâti)

Dans les zones urbaines et suburbaines, les réseaux photovoltaïques sont couramment utilisés sur les toits pour compléter la consommation d’énergie; souvent le bâtiment aura une connexion au réseau électrique, auquel cas l’énergie produite par le générateur photovoltaïque pourra être revendue. Certains services publics, tels que Solvay Electric à Solvay, NY, utilisent les toits de clients commerciaux et les poteaux téléphoniques pour soutenir l’utilisation de panneaux photovoltaïques. Les arbres solaires sont des tableaux qui, comme leur nom l’indique, imitent l’apparence des arbres, et la nuit peuvent fonctionner comme des lampadaires. (Découvrez l’eTree, l’arbre solaire multifonction)

Les incertitudes des revenus au fil du temps se rapportent principalement à l’évaluation de la ressource solaire et à la performance du kit lui-même. Dans le meilleur des cas, les incertitudes sont généralement de 4% de la variabilité en année climatique, 5% pour l’estimation de la ressource solaire (dans un plan horizontal), 3% pour l’estimation de l’irradiation dans le plan du réseau, 3% pour le pouvoir Evaluation des modules, 2% pour les pertes dues à la saleté et les salissures, 1,5% pour les pertes dues à la neige, et 5% pour les autres sources d’erreur.

Le suivi de la performance du réseau peut faire partie des accords contractuels entre le propriétaire du tableau, le constructeur, et l’utilitaire d’achat de l’énergie produite. Récemment, une méthode pour créer des «jours de synthèse» à l’aide de données météorologiques facilement disponibles a permis de prédire la performance des kits photovoltaïques avec un degré élevé de précision. Cette méthode peut être utilisée pour déterminer ensuite les mécanismes de perte à l’échelle locale – tels que ceux de la neige ou les effets de revêtements de surface (par exemple hydrophobe ou hydrophile) sur les salissures ou les pertes de neige. L’accès à l’Internet a permis une nouvelle amélioration de la surveillance et de la communication de l’énergie.

Les kits dédiés sont disponibles à partir d’un certain nombre de fournisseurs. Pour le kit solaire PV qui utilise les micro inverseurs, les données d’alimentation du module sont fournies automatiquement. Certains kits permettent la mise en alerte de performance qui déclenchent des avertissements lorsque les limites sont atteintes. Ces solutions fournissent des données pour le propriétaire du kit et le programme d’installation. Les installateurs sont en mesure de surveiller à distance les installations multiples, et voir ainsi d’un coup d’ œil l’état de leur base entière.

Source : (https://en.wikipedia.org/wiki/Photovoltaic_system)

Croissance du marché photovoltaïque

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Croissance du marché photovoltaïque

En 2015, le marché PV mondial est en croissance rapide et se rapproche rapidement de la marque 200 GW – environ 40 fois la capacité installée en 2006. Les kits photovoltaïques contribuent actuellement à environ 1 pour cent de la production d’électricité dans le monde entier.

Evolution de la puissance solaire raccordée

Evolution de la puissance solaire raccordée. (Source : http://www.enr.fr/userfiles/files/Panorama2015.pdf)

Les kits photovoltaïques contribuent actuellement à environ 1 pour cent de la production d’électricité dans le monde entier.

Les meilleurs installateurs de kits photovoltaïques en termes de capacité sont actuellement la Chine, le Japon et les États-Unis, tandis que la moitié de la capacité mondiale est installée en Europe, avec l’Allemagne et l’Italie fournissant 7% à 8% de leur consommation d’électricité domestique respective en solaire PV.

Avenir de l’énergie photovoltaïque

L’Agence internationale de l’énergie compte sur l’énergie solaire pour devenir la plus grande source mondiale d’électricité d’ici 2050, avec l’énergie solaire photovoltaïque et l’énergie solaire thermodynamique à concentration contribuant respectivement à 16% et 11% de la demande mondiale.

Source : (https://en.wikipedia.org/wiki/Photovoltaic_system)

Vidéo : centrale solaire thermodynamique

 

Distribution des kits Photovoltaïques à travers le monde

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Distribution des kits Photovoltaïques à travers le monde

Il y a plusieurs millions de kits PV distribués partout dans le monde, principalement en Europe, avec 1,4 millions de kits seulement en Allemagne. En Amérique du Nord avec 440.000 kits aux États-Unis, l’efficacité énergétique de conversion d’un module solaire classique est passée de 15 à 20 pour cent au cours des 10 dernières années. un kit PV récupère l’énergie nécessaire à sa fabrication en environ 2 ans.

un kit PV récupère l’énergie nécessaire à sa fabrication en environ 2 ans.

Dans les endroits particulièrement irradiés, ou lorsque la technologie à film mince est utilisé, le soi-disant temps de récupération de l’énergie diminue à un an ou moins. Les incitations financières, préférant des tarifs de rachat pour l’énergie solaire ont également fortement soutenu l’installation de kits photovoltaïques dans de nombreux pays. Le coût actualisé de l’électricité à partir de kits photovoltaïques à grande échelle est devenue compétitive avec les sources d’électricité classiques dans une liste croissante des régions géographiques, et la parité réseau a été atteinte dans environ 30 pays différents.

Source : (https://en.wikipedia.org/wiki/Photovoltaic_system)

Les kits photovoltaïque à travers le monde

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Les kits photovoltaïque à travers le monde

Environ 99 pour cent de tous les pays européens et 90 pour cent de tous les kits d’énergie solaire aux États – Unis sont connectés au réseau électrique,les kits hors-réseau sont un peu plus fréquents en Australie et en Corée du Sud.

Les kits photovoltaïques utilisent rarement le stockage de la batterie. Cela pourrait changer bientôt, lorsque les incitations gouvernementales pour le stockage de l’énergie distribuée seront mises en œuvre et que les investissements dans les solutions de stockage deviendront peu à peu économiquement viable pour les petits kits. Un panneau solaire d’un kit résidentiel PV typique est monté en rack sur le le toit au lieu d’être intégré dans le toit ou sur une façade de l’immeuble. Dans ce cas cela est nettement plus cher.

Les centrales solaires sont montées au sol, avec des panneaux solaires fixes inclinés plutôt que d’utiliser des dispositifs de suivi coûteux. Le silicium cristallin est le matériau le plus utilisé dans 90 pour cent des modules solaires produites dans le monde enter, tandis que le film mince qui est son rival a perdu des parts de marché au cours des dernières années. Environ 70 pour cent de toutes les cellules et modules solaires sont fabriqués en Chine et Taiwan, ne laissant que 5 pour cent aux européens et fabricants US.

Environ 70 pour cent de toutes les cellules et modules solaires sont fabriqués en Chine et Taiwan, ne laissant que 5 pour cent aux européens et fabricants US

La capacité installée pour les deux, les petits kits de toit et les grandes centrales solaires croît rapidement et à parts égales, bien qu’il y ait une tendance notable vers les kits de taille industrielle.

Les nouvelles installations se déplacent de l’Europe vers les régions les plus ensoleillées, comme le Sunbelt aux États – Unis, qui sont moins opposés aux fermes solaires.

Poussé par les progrès technologiques et l’augmentation de l’échelle de fabrication et de sophistication, le coût de l’énergie photovoltaïque est en déclin continu.

Source : (https://en.wikipedia.org/wiki/Photovoltaic_system)

Vidéo : la plus grande centrale solaire d’europe est sur les rails (source: le Figaro)

Les différents Kits photovoltaïques

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Différents distinctions de kits photovoltaïque

Un kit photovoltaïque convertit le rayonnement du soleil en électricité utilisable. Il comprend le générateur solaire et l’équilibre des composants du kit. Les kits photovoltaïques peuvent être classés selon divers aspects, tels que, connectés au réseau vs. autonomes kits, intégré au bâtiment par rapport aux kits montés en rack, les kits de services publics vs résidentiels, distribués vs. kits centralisés, sur le toit par rapport aux kits montés au sol, suivi par rapport aux kits à inclinaison fixe, et les nouveaux vs kits construits modernisés. D’autres distinctions peuvent inclure des kits avec microinverters contre kit avec onduleur central, les kits utilisant le silicium cristallin par rapport à la technologie à film mince, et des kits avec des modules de fabricants chinois vs. US et européen.

Schéma des composants d’un Kit photovoltaïque

Schéma de kit photovoltaïque

Schéma de kit photovoltaïque (source : wikipedia)

Source : (https://en.wikipedia.org/wiki/Photovoltaic_system)

Kits photovoltaïques

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Qu’est ce qu’un kit photovoltaïque ?

Un kit photovoltaïque, également appelé kit solaire photovoltaïque, ou kit PV, est un kit d’alimentation destiné à utiliser l’énergie solaire au moyen de l’énergie photovoltaïque. Il se compose d’un assemblage de plusieurs composants, comprenant des panneaux solaires pour absorber et convertir la lumière du soleil en électricité. Un onduleur solaire pour changer le courant continu électrique en courant alternatif, ainsi que le montage, le câblage et d’autres accessoires électriques pour mettre en place un kit de travail. Il peut également utiliser un kit de suivi solaire pour améliorer la performance globale du kit et inclure une solution de batterie intégrée. En outre, les systèmes photovoltaïques convertissent la lumière directement en électricité et ne doivent pas être confondus avec d’autres technologies, telles que l’énergie solaire concentrée ou énergie solaire thermique, utilisé pour le chauffage et le refroidissement.

Différents types de kits photovoltaïques

Les kits photovoltaïques peuvent être petits, montés sur un toit ou intégrés aux kits de bâtiments avec des capacités pouvant être de plusieurs dizaines de kilowatts, aux grandes centrales de centaines de mégawatts.

De nos jours, la plupart des kits photovoltaïques sont connectés en réseau, tandis que les kits hors réseau ou kits autonomes ne représentent qu’une plus petite partie du marché.

Prix des kits photovoltaïques

En raison de l’exponentielle de croissance de l’énergie photovoltaïque les prix des kits PV ont rapidement diminué ces dernières années. Toutefois, ils varient selon le marché et la taille du système. En 2014, les prix des résidentiels 5 kilowatts systèmes aux États-Unis étaient d’environ 3,29 $ par watt, alors que dans le marché allemand, les prix pour les systèmes allant jusqu’à 100 kW sur le toit ont été de 1,24 € par watt. De nos jours les modules solaires photovoltaïques représentent moins de la moitié du coût global du système en laissant le reste aux composants restants et aux coûts accessoires, qui comprennent l’acquisition de clients, ce qui permet le travail d’installation et les coûts de financement.

Lien utile : « Énergie solaire photovoltaïque » – Article sur Wikipedia

Source : (https://en.wikipedia.org/wiki/Photovoltaic_system)