Installations solaires photovoltaïques : dimensionnement, installation et mise en oeuvre, maintenance Sylvain Brigand

Résumé

Produite à partir du rayonnement solaire, l'électricité photovoltaïque est une énergie renouvelable qui présente de nombreux avantages : absence d'émission de gaz à effet de serre, production au plus près du lieu de consommation, possibilité de consommation sur place ou d'alimentation d'un réseau de distribution, fiabilité des systèmes, adaptabilité à des besoins variés. En outre, la maturité du marché et de la technologie permet des solutions architecturales et esthétiques accomplies, offrant aux concepteurs des opportunités nouvelles. Cet ouvrage vise à donner une information pratique et complète sur les aspects techniques du fonctionnement, du dimensionnement et de la mise en oeuvre de tous les types d'installations solaires photovoltaïques. Il présente également les critères et conditions de choix des différents types de matériels et composants des systèmes. Les premiers chapitres expliquent simplement les mécanismes physiques de conversion de la lumière en électricité et décrivent les différents éléments d'une installation. Sont ensuite abordés la conception et le dimensionnement de projets photovoltaïques raccordés ou non au réseau. La pose et l'entretien des différents systèmes, garants d'un fonctionnement durable et d'une production constante, font l'objet d'un chapitre détaillé. Une étude de cas permet d'illustrer la mise en place d'un projet photovoltaïque, de sa conception à sa mise en service. Enfin, la diversité des possibilités d'utilisation et d'intégration dans le bâti est illustrée au moyen d'une quinzaine de réalisations, présentées sous forme de fiches techniques. Cet ouvrage s'adresse aussi bien aux architectes et aux maîtres d'ouvrage qui souhaitent intégrer des installations solaires photovoltaïques dans leurs projets, qu'aux maîtres d'oeuvre et entreprises en charge de la conception et de la mise en place de ces systèmes.

Auteur :
Brigand, Sylvain
Éditeur :
Paris, Éd. "Le Moniteur",
Genre :
Guide pratique
Langue :
français.
Note :
Notes bibliogr. Index
Mots-clés :
Nom commun :
Systèmes photovoltaïques -- Conception et construction | Générateurs photovoltaïques -- Conception et construction
Description du livre original :
1 vol. (280 p.) : ill., couv. ill. en coul. ; 24 cm
ISBN :
9782281114973.
Domaine public :
Non
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Table des matières

  • Mentions légales.
  • Notice explicative.
  • Quatrième de couverture.
  • Sommaire.
  • Introduction.
  • Chapitre 1. Généralités.
    • 1.1. Définition.
    • 1.2. Unité de grandeur.
    • 1.3. Énergie solaire.
    • 1.4. Applications photovoltaïques.
      • 1.4.1. Installation photovoltaïque autonome.
        • 1.4.1.1 Domaine spatial.
        • 1.4.1.2 Domaine professionnel.
        • 1.4.1.3 Domaine domestique ou agricole.
        • 1.4.1.4. Domaine de l'électronique.
      • 1.4.2. Installation photovoltaïque raccordée au réseau.
        • 1.4.2.1. Centrale photovoltaïque terrestre.
        • 1.4.2.2 Installation sur bâtiment.
        • 1.4.2.3 Installation intégrée au bâtiment.
      • 1.4.3. Installation photovoltaïque hybride.
    • 1.5. Avantages et inconvénients.
    • 1.6. Références.
  • Chapitre 2. Principe de fonctionnement d'une cellule photovoltaïque.
    • 2.1. Conversion photovoltaïque.
      • 2.1.1. Photoconductivité.
        • 2.1.1.1. Structure électronique des atomes.
        • 2.1.1.2. Principe du photocourant.
      • 2.1.2. Dopage des semi-conducteurs (silicium).
        • 2.1.2.1. Dopage de type n (négatif).
        • 2.1.2.2. Dopage de type p (positif).
    • 2.2. Absorption de la lumière.
      • 2.2.1. Absorption.
        • 2.2.1.1. Aspect ondulatoire.
        • 2.2.1.2. Aspect corpusculaire.
      • 2.2.2. Facteurs limitant l'absorption.
    • 2.3. Caractéristiques électriques de la cellule photovoltaïque.
      • 2.3.1. Courbe caractéristique courant-tension.
      • 2.3.2. Points de fonctionnement idéaux.
      • 2.3.3. Puissance-crête.
      • 2.3.4. Facteur de forme.
    • 2.4. Références.
  • Chapitre 3. Composants du système photovoltaïque.
    • 3.1. Cellule et module photovoltaïque.
      • 3.1.1. Cellule solaire.
        • 3.1.1.1. Technologie à base de silicium cristallin.
          • Silicium multicristallin.
          • Silicium monocristallin.
          • Silicium en ruban.
        • 3.1.1.2. Technologie des couches minces.
          • Silicium amorphe.
          • Couches minces polycristallines.
          • Tellurure de cadmium.
      • 3.1.2. Module photovoltaïque.
        • 3.1.2.1. Assemblage des cellules.
        • 3.1.2.2. Encapsulation des cellules.
        • 3.1.2.3. Boite de connexion.
        • 3.1.2.4. Caractéristiques techniques d'un module photovoltaïque.
    • 3.2. Onduleur.
      • 3.2.1. Caractéristiques techniques.
        • 3.2.1.1. Puissance nominale.
        • 3.2.1.2 Puissance de pointe ou surcharge.
        • 3.2.1.3 Consommation à vide ou en attente (stand-by).
        • 3.2.1.4 Tension d'entrée et de sortie.
        • 3.2.1.5. Distorsion harmonique.
        • 3.2.1.6. Rendement.
          • Rendement maximal.
          • Rendement européen.
        • 3.2.1.7. Durée de vie.
      • 3.2.2. Technologie.
        • 3.2.2.1. Onduleurs pour installations raccordées au réseau.
          • Production constante de puissance maximale.
          • Protection de découplage.
          • Onduleur modulaire (puissance nominale de 0,1 à 0,7 kilowatt).
          • Onduleur centralisé (puissance nominale de 1 à 1 000 kilowatt).
          • Onduleur de rangée ou string (puissance nominale de 0,7 à 5 kilowatt).
        • 3.2.2.2. Onduleurs pour installations isolées.
          • Onduleur à onde carrée.
          • Onduleur à onde sinusoïdale modifiée.
          • Onduleur à onde sinusoïdale.
    • 3.3. Stockage d'énergie.
      • 3.3.1. Batteries.
        • 3.3.1.1. Définition.
        • 3.3.1.2. Technologie.
          • Batteries au plomb.
          • Batteries à plaques.
          • Batteries tubulaires (stationnaires).
          • Types de batteries.
            • • Les batteries ouvertes,.
            • • Les batteries fermées ou étanches.
        • Alliages de plomb.
        • Batteries au nickel.
          • • Batteries au Nickel Cadmium..
          • • Batteries au Nickel - Hydrures..
        • Batteries au lithium.
          • • Batteries au lithium-métal..
          • • Batteries au lithium-ion..
          • • Batteries au lithium polymère..
        • Autres technologies.
          • - supercondensateurs ou volants d'inertie.
          • - batteries métal-air :.
          • batteries redox :.
          • air comprimé :.
        • 3.3.1.3. Paramètres caractéristiques des batteries solaires (plomb acide).
          • Capacité.
            • Effet de la température sur la capacité de la batterie.
          • Autocharge.
          • Autodécharge.
          • Cycles et durée de vie.
          • Rendements.
          • Résistance interne.
          • Densité énergétique.
        • 3.3.1.4. Groupement de batteries.
          • Montage en série.
          • Montage en parallèle.
          • Montage en parallèle et en série.
      • 3.3.2. Régulateur de charge.
        • 3.3.2.1. Fonctions du régulateur.
          • Protection contre les surcharges.
          • Protection contre les décharges profondes.
          • Autres fonctions.
            • • Rôle protecteur..
            • • Compensation thermique..
            • •Communication d'informations..
        • 3.3.2.2. Technologies des régulateurs.
          • Régulateur shunt.
          • Régulateur « série ».
          • Régulateur M P P T.
        • 3.3.2.3. Critères de choix.
    • 3.4. Dispositif de protection.
      • 3.4.1. Protection contre la foudre.
        • 3.4.1.1. Protection primaire.
        • 3.4.1.2. Protection secondaire.
          • Liaison équipotentielle.
          • Parafoudre.
            • -l'éclateur (technologie d'amorçage) :.
            • - la varistance (technologie d'écrêtage) :.
      • 3.4.2. Protection spécifique au photovoltaïque.
    • 3.5. Récapitulatif des composants d'une installation photovoltaïque.
      • 3.5.1. Modules photovoltaïques.
        • Fonction.
        • Typologie.
        • Application.
        • Dimensionnement.
        • Remarques.
      • 3.5.2. Onduleur.
        • Fonction.
        • Typologie.
        • Application.
        • Dimensionnement.
        • Remarques.
      • 3.5.3. Batteries.
        • Fonction.
        • Typologie.
        • Application.
        • Dimensionnement.
        • Remarques.
      • 3.5.4. Régulateur.
        • Fonction.
        • Typologie.
        • Application.
        • Dimensionnement.
        • Remarques.
    • 3.6. Références.
      • 3.6.1. Normes.
      • 3.6.2. Bibliographie.
  • Chapitre 4. Rendement.
    • 4.1. Rendement photovoltaïque (cellules/module) et conditions S T C.
      • 4.1.1. Influence de l'éclairement.
      • 4.1.2. Influence de la température.
    • 4.2. Rendement du système.
  • Chapitre 5. Conception et dimensionnement du système.
    • 5.1. Paramètres influant sur le dimensionnement.
      • 5.1.1. Données météorologiques.
        • 5.1.1.1. Gisement solaire.
          • Irradiation.
          • Rayonnements.
        • 5.1.1.2. Variations du rayonnement global.
        • 5.1.1.3. Réverbération du sol.
        • 5.1.1.4. Autres facteurs.
      • 5.1.2. Données environnementales : ombrages.
    • 5.2. Calcul de dimensionnement.
      • 5.2.1. Calcul du besoin en énergie d'une installation autonome.
      • 5.2.2. Calcul de la puissance des modules photovoltaïques.
        • 5.2.2.1. Notion de nombre d'heures équivalentes.
        • 5.2.2.2. Période d'ensoleillement.
        • 5.2.2.3. Pertes énergétiques.
          • Pertes en courant.
          • Pertes en tension.
          • Pertes thermiques.
          • Pertes de dispersion.
          • Autres pertes.
      • 5.2.3. Choix de la technologie des modules.
        • 5.2.3.1. Système autonome.
        • 5.2.3.2. Système relié au réseau.
      • 5.2.4. Calcul du stockage d'énergie d'une installation autonome.
        • 5.2.4.1. Dimensionnement des batteries.
          • Durée d'autonomie.
          • Capacité des batteries.
          • Technologie des batteries.
        • 5.2.4.2. Dimensionnement du régulateur.
      • 5.2.5. Dimensionnement de l'onduleur.
        • 5.2.5.1 Installation autonome.
        • 5.2.5.2 Installation reliée au réseau.
          • Tension de sortie.
          • Puissance nominale.
          • Tension d'entrée.
    • 5.3. Références.
  • Chapitre 6. Mise en œuvre du système photovoltaïque.
    • 6.1. Pose des modules photovoltaïques.
      • 6.1.1. Types de support.
        • 6.1.1.1. Supports mobiles ou suiveurs du soleil.
        • 6.1.1.2. Supports fixes.
      • 6.1.2. Types d'équipements.
        • 6.1.2.1. Équipement en surimposition.
          • Installations au sol.
          • Installations rapportées sur toiture-terrasse.
          • Installations surimposées à un bâtiment.
        • 6.1.2.2. Équipement en intégration.
          • Modules standard.
            • • Système avec sous-face étanche..
            • • Système sans sous-face étanche..
            • Façade et bardage.
          • Modules non standard.
            • • Modules transparents ou semi-transparents..
            • • Membranes d'étanchéité photovoltaïques..
            • • Membranes synthétiques monocouches.
            • • Membrane d'étanchéité bitumineuse (mono- ou bicouche)..
            • • Bacs photovoltaïques..
          • Autres produits photovoltaïques (tuiles).
      • 6.1.3. Câblage des modules.
        • 6.1.3.1. Règles de câblage.
          • Branchement des fils au bornier.
          • Presse-étoupe.
        • 6.1.3.2. Mise en série ou en parallèle des modules.
      • 6.1.4. Connectique photovoltaïque.
    • 6.2. Câblages.
    • 6.3. Précautions de protection.
    • 6.4. Pose de l'onduleur.
    • 6.5. Pose du régulateur.
      • 6.6.2. Règles de raccordement des batteries.
        • 6.6.2.1 Mise en parallèle.
        • 6.6.2.2 Mise en série.
        • 6.6.2.3 Sécurité.
    • 6.7. Prévention de chute en hauteur.
      • 6.7.1. Réglementation.
      • 6.7.2. Équipement de protection collective (EPC).
        • 6.7.2.1. Garde-corps.
        • 6.7.2.2. Dispositifs de recueil souples.
        • 6.7.2.3. Échafaudages.
          • Échafaudages à pied fixe.
          • Échafaudages sur console suspendue.
          • Échafaudages roulants.
          • Vérifications réglementaires.
          • Classement des échafaudages.
            • Plateforme élévatrice mobile de personnel (PEMP).
      • 6.7.3. Équipement de protection individuelle (E P I).
        • 6.7.3.1 Système d'arrêt de chute.
        • 6.7.3.2 Système d'ancrage.
    • 6.8. Entretien et maintenance.
      • 6.8.1. Générateurs photovoltaïques.
        • 6.8.1.1. Nettoyage des modules.
        • 6.8.1.2. Inspection visuelle et recherche d'éventuelles dégradations.
        • 6.8.1.3. Élagage.
      • 6.8.2. Onduleur.
      • 6.8.3. Régulateur.
      • 6.8.4. Batterie.
        • 6.8.4.1. Entretien des bacs, batteries et connexions.
        • 6.8.4.2 Contrôle des connexions et contacts.
        • 6.8.4.3 Contrôle du niveau d'électrolyte des batteries ouvertes.
        • 6.8.4.4 Suivi et mesures.
      • 6.8.5. Cahier de bord.
    • 6.9. Références.
      • 6.9.1. Réglementation.
      • 6.9.2. Normes.
      • 6.9.3. DTU - NF DTU.
      • 6.9.4. Bibliographie.
  • Chapitre 7 Étude de cas.
    • 7.1. Présentation du projet.
    • 7.2. Caractéristiques du site d'implantation.
      • 7.2.1. Visite du site.
        • 7.2.1.1. Relevé.
        • 7.2.1.2. Entretien avec le maître d'ouvrage.
      • 7.2.2. Recherche des données météorologiques de la station de référence.
      • 7.2.3. Niveau kéraunique.
    • 7.3. Projet photovoltaïque.
      • 7.3.1. Généralités.
        • 7.3.1.1 Intégration au bâti et étanchéité.
        • 7.3.1.2 Devenir de l'électricité.
      • 7.3.2. Surfaces « équipables ».
    • 7.4. En toiture.
      • 7.4.1. Modules.
      • 7.4.2. Structure support.
      • 7.4.3. Puissance installée.
    • 7.5. Local technique.
      • 7.5.1. Onduleurs.
        • 7.5.1.1. Avantages du produit proposé.
        • 7.5.1.2 Principe de dimensionnement.
        • 7.5.1.3 Raccordement des modules aux onduleurs.
          • En série.
          • En parallèle.
      • 7.5.2. Connecteurs, câbles et protection.
        • 7.5.2.1. Côté courant continu ).
        • 7.5.2.2. Côté c a (Courant Alternatif ).
      • 7.5.3. Emplacement des matériels dans le local technique.
    • 7.6. Acquisition des données.
    • 7.7. Bilan de production - Bilan environnemental.
      • 7.7.1. Production annuelle du système installé.
      • 7.7.2. CO2 et déchets évités.
    • 7.8. Synthèse financière - Rentabilité.
    • 7.9. Mise en œuvre.
      • 7.9.1. Equipements et matériel.
      • 7.9.2. Liaisons, raccordements et protections.
      • 7.9.3. Travaux complémentaires.
      • 7.9.4. Livraison et stockage du matériel.
      • 7.9.5. Implantation des modules.
      • 7.9.6. Mise en œuvre du circuit électrique.
      • 7.9.7. Essais.
      • 7.9.8. Qualité du chantier.
      • 7.9.9. Délai de réalisation.
    • 7.10 Références.
      • 7.10.1. Réglementation.
      • 7.10.2. Normes.
  • Chapitre 8. Réglementation.
    • 8.1. Raccordement au réseau.
      • 8.1.1. Démarches administratives.
      • 8.1.2. Attestation de conformité.
        • RÉFÉRENCES.
    • 8.2. Labellisation des installateurs.
      • 8.2.1. Quali P V.
      • 8.2.2. Points solaires de la charte Qualisol.
    • 8.3. Garantie volontaire des produits innovants.
      • 8.3.1. Avis technique (A Tec).
      • 8.3.2. Appréciation technique d'expérimentation (A T Ex).
      • 8.3.3. Pass'Innovation.
    • 8.4. Références.
      • 8.4.1. Réglementation.
      • 8.4.2. Norme.
      • 8.4.3. Bibliographie.
  • Chapitre 9. Exemples de réalisations.
    • 9. 01. Générateur photovoltaïque intégré en toiture d'une maison individuelle.
      • 9. 02. Générateur photovoltaïque intégré en toiture d'une maison individuelle.
      • 9. 03. Générateur photovoltaïque intégré en toiture d'une maison individuelle.
      • 9. 04. Générateur photovoltaïque intégré en toiture d'une maison individuelle.
      • 9. 05. Tuiles solaires de type Biosol en toiture d’une mairie.
      • 9. 06. Générateur photovoltaïque intégré en toiture d'une crèche.
      • 9. 07.Générateur photovoltaïque intégré en toiture d'un entrepôt.
      • 9. 08. Générateur photovoltaïque intégré en toiture d'un hangar.
      • 9. 09. Générateur photovoltaïque intégré en toiture d'une usine.
      • 9. 10. Brise-soleil sur un boulodrome.
      • 9. 11.Générateur photovoltaïque intégré en façade.
      • 9. 12. Verrières et murs-rideaux sur un atelier de mécanique.
      • 9. 13. Verrières et murs-rideaux sur un atelier de mécanique.
      • 9.14. Auvent, coursive, verrière et câblage de membrane amorphe.
      • 9. 15. Surimposition sur poste source haute tension et brise-soleil.
      • 9. 16. Borne Internet autonome.
  • Organismes de référence.
  • Fin de la lecture de :

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