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Energie
Photovoltaïque: Technologies et applications
M.Sc. M.Sc. Yassin Bouyraaman, Université de Paderborn, Alger, 15 novembre [email protected]
Contexte du photovoltaïque
Besoins énergétiques ne cesse a augmenter
Dominance d’utilisation des énergies conventionnelles
Changement climatique
- problèmes environnementaux (effet de serre)
- augmentation rapide du concentration de CO2
- dommages économiques causés par les catastrophes
naturelles (en 2005 : 230 Mrd. US$)
Energies renouvelables – la solution des problèmes
Transformation rapide du système énergétique
Création des marchés pour les nouvelles technologies
Intégration des énergies renouvelables dans le système
énergétique
Investissements dans le domaine des énergies renouvelables
Investissements mondiales dans les ER
Top 10 - des investisseurs dans les énergies renouvelables dans le monde
Mrd. US-$
www.forbes.com
Investissements dans le secteur les énergies renouvelables en Allemagne
Source: Bundesregierung. BMU, DLR/ZSW, Stand : 3/2011
PV : 13 Mrd. €
Production d’électricité en Europe 2010
European Union: Sustainable Energy week Source: Statistisches Bundesamt , Status: 2009
Total3 374,2 TWh
Production d’électricité en Allemagne 2010
www. Unendlich-viel-energie.deSource: Statistisches Bundesamt , Status: 01/2011
nucléaire
gaz naturel
lignite
charbon
énergies renouvelables
photovoltaïque
hydro
biomasse
éolienne
autres
Pourquoi la promotion du photovoltaïque ?
L’énergie produite est directement de l’électricité
Délai d’installation des parcs rapide
Application à toutes les échelles (Mini-grid, Off-grid et réseaux énergétiques)
Besoin en maintenance très limité
Les coûts de production des panneaux décroissent rapidement
Production de l’électricité même en présence d’une couverture nuageuse
Développement du Marché de photovoltaïque en Allemagne
Source: Energieverbraucher.de, Stand : 6/2011
Puissance installée: ca. 18 MWp
Approvisionnement énergétique : 12 TWh
Emplois dans le secteur ER en Allemagne
Croissance : ca. 129%
120000 dans le secteur ES
60000 employés dans le secteur PV
Source: Mercateo, M. Schnauss
Variété des cellules
Cellules monocristallines Cellules polycristallines Cellules couche mince Cellules organique Cellules colorées
1ère génération
à base silicium cristallin Technologie rigide
En phase commerciale
Rendement entre 12 – 25%
Convenables pour les régions ensoleillées (Algérie par ex.)
Source: lesolar
2ème génération
couche minces Moins cher car moins de matière première
En phase commerciale
Rendement entre 5% et 20%
Source: Outilssolaires , lesolar
Ci- amorphe
cdTe
CIGS
3ème génération
Nouvelles technologiques Cellules Multi-jonctions, cellule à concentration
Rendement jusqu' à 40%
En phase d’industrialisation et commercialisation
Très cher
Source: ecourja, solarserver
Rendement de certaines cellules
Silicium cristallin c-Si
Monocristallin
Polycristallin
<25%
<20%
Couche mince
Si - amorphe
CIS/CIGS
<10%
<20%
CdTe <16%
Si- nanocristallin <10%
Cellule Multi-jonction 40%
Hauts standards de qualité Haute performance Haute fiabilité Basse tolérance Longue garantie
Variété des modules
Source: Simens, Laumanns,SunWare,directindustry
Capacité de production élargies Automatisation Produits de haute qualité
Production novatrice
Source: Solar Fabrik, Q-Cells
Grands systèmes posés au sol 100 kWp – 1MWp : 6% > 1 MWp : 17%
Photo: Voltwerk
immeubles collectifs, bâtiments publics & sociaux, fermes, bâtimentscommerciaux 10-100 kWp
Photo: Solarwatt Photo: Solarwatt59%
< 1%
petits systèmes - habitationsprivées 1-10 kWp
Photo: Schüco
23%
18%
Photo: Solarwatt
PV- intégré dans lesbâtiments Plus de 500.000 systèmes
photovoltaïques déjà installés
98% des systèmes sont connectés au réseau
Systèmes photovoltaïques à toutes échelles
Plus grand parc solaire photovoltaïque en Allemagne
Source: Photovoltaik.eu, Lausitzer Rundschau, Geosol
Puissance totale installée : 78 MWp Nombre de PV-modules : 330 000 Surface de 2000 000 m² La production totale d’électricité peut couvrir les
besoins de ca. 25.000 familles
Système de montage
Photo: Lausitzer Rundschau
Photo: PV-MagazinePhoto: Geosol
Systèmes photovoltaïques pour la mobilité
Source: M. Schnauss, Solon Herbert, Kopf, SunWare, Sunovation
Stations-services solaires Carports chargent des
véhicules électriques Chargement des Portables
Systèmes isolés pour les régions éloignées
Source: solar 23, worldpress.com, www.energeable.com
Mini-réseaux photovoltaïques Solar Home systems Electrification rurale Pompage de l'eau
Système photovoltaïque simple pour pompage de l’eau
Source: Prof. Krauter (PI insitut Berlin)
Module photovoltaïque Utilisation d'une pompe à eau avec un moteur á courant continu
Systèmes photovoltaïques : différentes technologies
Source: solar-tracking.fr, shsolar.es, krist-versicherungsmakler.de
Rendement supérieur de 30% (Système tracker) Hauteur plus importantes, d'où une utilisation des sols sous les
panneaux plus importante Technologie plutôt employée dans des régions très
ensoleillées pour compenser les coûts de production
Conseils pour augmenter le rendement des systèmes photovoltaïques - pour l'Algérie
Orientation et inclinaison du système PV par rapport à la position du Soleil – Position des modules au sud – inclination verticale optimale entre 25°– 35°
Mise en considération des coefficient de température lors de l`achat des panneaux photovoltaïques – Une perte de puissance de 10 – 15% à haute température – Utilisation des systèmes de refroidissements
La qualité des PV-Modules
Stratégies de développement
Amélioration des matériaux de cellules pour un bon rendement de conversion
Développement des cellules organique
Utilisation efficace de stockage électrique
Utilisation des onduleurs intelligents
Intégration des réseaux intelligentes – Smart Grid
Smart Home
Secteur d'énergie :1. Une intégration à 100% des énergies renouvelables dans le systèmes énergétique en 2050 est
réalisable2. La part d‘énergie dans le mix énergétique en 2020 en Allemagne: 5-10% en 2030 : 25-30%
Secteur économique:1. Investissements doivent atteindre 200 Mrd. € p.a. en 20202. Accès des nouveaux acteurs au marché énergétique
Offre d'emploi:1. Actuellement ca. 170000 employés (60000 dans PV), on prévoit 500000 (200000 dans PV)
en 2020
Secteur de l'environnement : réduction des émissions de CO2
Résumé
Technologie:
1. Avancement de la technologie photovoltaïque (Amélioration des matériaux)
2. La production des modules PV a haute qualité (Control et certification)
3. La durée de vie des PV-module est (25 ans – 30 ans)
Secteur économique:
1. Les entreprises allemandes ont des projets de référence dans le monde entier
2. La fiabilité de la partenariat dans le secteur énergétique entre les deux pays
Dans quelle mesure l'Algérie peut profiter de l'Allemagne dans le domaine du photovoltaïque ?
Merci pour votre attention!
Yassin Bouyraaman
Tel. : +49 5251 60 – 2303Fax : +49 5251 60 – 3235
Email: [email protected]: www.nek.upb.de
