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Energie Alternative Et Systèmes Photovoltaïques

Energie alternative et systèmes photovoltaïques

En raison de la sécheresse constante, les problèmes environnementaux, ainsi que l'utilisation d'investissements financiers importants de la part des gouvernements du monde entier, deviennent de plus en plus difficiles pour la construction de nouvelles centrales hydroélectriques, nucléaires et thermiques.

Les combustibles fossiles (pétrole transformé en essence, diesel et autres dérivés, charbon de bois, gaz naturel, etc.) s'épuisent à une vitesse étonnante, alors que la consommation d'énergie continue de monter en flèche.

La technologie de l'énergie solaire est de plus en plus présente

C’est la principale préoccupation du monde entier: comment résoudre cette situation qui semble irréversible?

La solution a toujours été présente depuis les temps les plus reculés: connectez le plus grand générateur d'énergie propre, recyclable et constante de notre système planétaire: le "SOL" directement à notre réseau électrique.

Et comment faire ça?

Utilisant une technologie basée sur les systèmes photovoltaïques, qui existe depuis plusieurs décennies, mais en raison du coût très élevé de la production de cellules photovoltaïques, ce procédé et son utilisation étaient limités à un nombre restreint de personnes ou d'entreprises, et les gouvernements du monde n'étaient pas très motivés..

Qu'est-ce que la technologie photovoltaïque?

La technologie photovoltaïque est une technologie qui convertit le rayonnement solaire directement en électricité.
Le procédé le plus connu pour la production d'énergie solaire consiste à utiliser des cellules solaires ou photovoltaïques.

cellules photovoltaïques

Chaque panneau solaire est composé de modules qui relient plusieurs cellules photovoltaïques.

Les cellules photovoltaïques doivent être protégées de l'environnement par leur fragilité et sont généralement insérées entre des feuilles de verre.

Lorsqu'il faut plus d'énergie qu'une cellule ne peut en produire, les cellules sont connectées électriquement pour former un module photovoltaïque (panneau solaire).

Un mètre carré de modules peut produire en moyenne 100 W / h (Watts / heure) d'énergie. Les modules sont connectés les uns aux autres pour générer l'électricité nécessaire (somme des tensions).

Il est important de ne pas confondre avec les panneaux de radiateurs solaires que l’on trouve souvent sur les toits des maisons et dont la fonction est de capter la chaleur du soleil (énergie thermique) pour chauffer l’eau de la résidence.
Alors que la technologie photovoltaïque vise à transformer le rayonnement solaire directement en électricité.

Comment fonctionne une cellule photovoltaïque de base?

Les cellules photovoltaïques fonctionnent selon un phénomène physique fondamental appelé «effet photoélectrique» et peuvent être: monocristallines, polycristallines ou amorphes.

structure cellulaire photovoltaïque cristalline


Lorsqu'un nombre suffisant de photons entrent en collision avec une plaque semi-conductrice, telle que le silicium, ils peuvent être absorbés par leurs électrons à la surface.

L'absorption d'énergie supplémentaire permet aux électrons (avec une charge négative) d'être libérés des atomes.
Les électrons deviennent mobiles et l'espace qui reste est rempli par d'autres électrons d'une couche inférieure du semi-conducteur.

Par conséquent, un côté de la plaque de silicium a une concentration en électrons supérieure à l'autre, ce qui donne lieu à une tension électrique (tension) entre les deux côtés.
La connexion des deux côtés avec un conducteur électrique (fil) permet aux électrons de circuler de l'autre côté de la plaque générant du courant électrique.

Comment fonctionne le panneau photovoltaïque?

Ce courant électrique en mode continu peut être stocké dans des batteries pour une utilisation ultérieure ou constante dans des équipements adaptés à ce type de courant.

Ou bien, il peut être utilisé dans des équipements fabriqués pour le courant alternatif en utilisant parmi eux un dispositif appelé "Inverter", qui transforme le courant continu en alternance.

Nous aurons des explications plus spécifiques sur les types d’investisseurs ci-dessous.

Un module photovoltaïque est composé d’un ensemble de cellules montées sur une structure rigide et connectées électriquement. Normalement, les cellules sont connectées en série pour produire des tensions plus importantes.
(La connexion en série de la somme de la tension en volts et en parallèle maintient la tension et augmente la puissance en watts).

Comment l'énergie générée par les panneaux photovoltaïques est mesurée

L'énergie produite par un module photovoltaïque, qu'il s'agisse d'un panneau ou d'une tuile solaire, est mesurée en Wp (Watt-peak).

Quelle est la différence entre W, Wp, Wh et kWh?

W (Watt) est une unité de mesure de la puissance (équivalente à un Joule par seconde).
La puissance est la quantité d’énergie fournie par une unité de temps.

Wh (wattheure) est une unité de mesure d'énergie générée.
Ex: un équipement fabriqué pour générer une puissance de 10 W et utilisé pendant 3 heures équivaut à 10 x 3 = 30 Wh.

Wp (Watt-pic) est l'unité de mesure utilisée pour les panneaux photovoltaïques.
Désigne la puissance en W fournie par un panneau dans des conditions spécifiques et reproduite en laboratoire.

C'est la puissance maximale qu'un panneau peut fournir dans des conditions idéales.
(Ex: un panneau de 100 Wc utilisé pendant 12 heures - avec irradiation (incidence de la lumière solaire) et dans des conditions de laboratoire spécifiques - produira 1 200 Wh ou 1,2 kWh)

bâtiments avec panneaux solaires

kWh (kilo-watt-heure) sont 1000 Wh, où k correspond à 1000 pour toute unité de mesure.
Comme par exemple, kWp et kW qui sont respectivement 1000 Wp et 1000 W.

kWh est l'unité de mesure utilisée comme paramètre dans le service public local facturant notre facture d'électricité (comme on l'appelle communément).

Durée de vie d'un système photo voltaïque

systèmes photovoltaïques

Un système photovoltaïque connecté au réseau a une durée de vie de 30 à 40 ans. La plupart des panneaux photovoltaïques sont garantis, pendant 25 ans, de produire au moins 80% de la puissance nominale.

Les investisseurs sont garantis 5 à 10 ans et ont une durée de vie estimée à 10 à 15 ans. Ils peuvent être remplacés. Certains micro-onduleurs (modèles spéciaux) ont une durée de vie encore plus longue, allant jusqu'à 25 ans.

Les batteries les plus connues et les plus utilisées ont une durée de vie de quatre ans et les batteries spéciales peuvent atteindre 10 à 15 ans, toujours en fonction du bon fonctionnement et de la conception du système.

Onduleurs et contrôleurs de charge

énergie photovoltaïque

Onduleurs:

Équipements qui transforment le courant continu (CC produit par la cellule photovoltaïque) en courant alternatif (CA) et ajustent la tension (tension) en fonction des besoins. Les onduleurs connectés au réseau ont également pour fonction de synchroniser le système avec le réseau.

Contrôleurs de charge:

Utilisé dans des systèmes isolés (système non connecté au secteur ou à des endroits ne bénéficiant pas du secteur traditionnel) et contrôlant la charge des batteries.

Piles:

Utilisé pour stocker de l'énergie et la fournir normalement la nuit dans des systèmes isolés.

Législation en vigueur et ABNT concernant la production d'électricité indépendante.

- Le décret 2.003 / 96 régit la production d'énergie électrique des producteurs d'énergie indépendants (PIE) et des constructeurs automobiles (PA) et le décret 2.655 / 98 régit le marché de gros de l'électricité (MAE) et définit les règles d'organisation de l'opérateur national. du système électrique (ONS).

- La résolution 112/1999 du 18 mai 1999 définit les conditions nécessaires à l’enregistrement ou à l’autorisation de création, d’agrandissement ou d’amélioration de centrales produisant des sources d’énergie de remplacement, y compris les centrales photovoltaïques.

- Résolution normative 482/2012 - ANEEL (micro-génération connectée au réseau électrique local).
Aneel Resolution réglementant l’utilisation de l’énergie excédentaire produite par l’énergie solaire convertie en crédit par le concessionnaire local, mais pas en quantités conformément à la législation brésilienne, différente des autres pays qui paient en espèces l’excédent produit et vendu au concessionnaire local.

D'autres pays suivent les normes internationales IEC 61215 et IEC 61730.

- Dans le domaine de la normalisation, l'Association brésilienne des normes techniques (ABNT), par l'intermédiaire du comité d'étude CE-82.1 (Systèmes de conversion photovoltaïque à énergie solaire) du Comité brésilien de l'électricité (COBEI), s'est employée à élaborer des normes techniques. liés aux systèmes photovoltaïques connectés au réseau.

Le CE-82.1 prépare des normes de protection contre les surtensions dans les systèmes photovoltaïques (projet de norme ABNT 03: 082.01-011), entre autres.

- La norme ABNT NBR 5410, qui régit les installations électriques à basse tension et qui a été récemment révisée, constitue un autre document normatif important pour l'installation de systèmes photovoltaïques solaires intégrés aux bâtiments urbains et interconnectés au réseau électrique.

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