Transition énergétique des bâtiments grâce à la production photovoltaïque avec onduleurs de chaîne. (1/4)

Présentation générale et première partie (activation).

Principe - Intention pédagogique  :

Cette séquence peut être proposée en première année de BTS FED au second semestre. Les ressources élaborées permettent aux élèves d’approfondir les connaissances sur les matériels utilisés dans la production d’énergies renouvelables
L’installation solaire photovoltaïque appelée "Phébus" injecte depuis plus de 30 ans sa production d’énergie dans le réseau électrique BT du lycée Hippolyte Fontaine. La tour Elithis de Dijon est un bâtiment tertiaire qui est aussi composé d’une installation photovoltaïque dont la structure est similaire (onduleur de chaîne).
L’objectif de la séquence est :

• D’analyser la composition et le principe de fonctionnement de ce type d’installation photovoltaïque,
• De vérifier leurs performances,
• De connaître les contraintes de mise en œuvre et les caractéristiques qui influent sur la production électrique,
• De valider la réduction de l’impact environnemental qu’elles engendrent,
• D’identifier les critères à prendre en compte pour répondre aux besoins électriques des bâtiments.

Ces différentes activités permettront aux élèves de travailler les compétences professionnelles. Elles font référence à une documentation technique de l’installation solaire photovoltaïque Phébus (lien ici). [4]

Contexte de l’étude :

Le secteur du bâtiment constitue un poste majeur de consommation énergétique en France, avec une part de 44 % et plus de 123 millions de tonnes de CO₂ émises chaque année. Pour répondre aux objectifs de performance énergétique et de réduction des émissions, la transition énergétique s’appuie notamment sur l’intégration de la production photovoltaïque locale, permettant de limiter l'impact environnemental de la demande électrique des bâtiments.

Contenu de la ressource :

La ressource proposée se décompose en quatre parties :

Activation (Durée: 1h) :
Avec une animation, on fait apparaitre les besoins de production électrique d’origine photovoltaïque pour différents bâtiments (tertiaire, commercial, habitat…) dans le contexte de transition énergétique des bâtiments . Cette phase permet d’introduire les activités à suivre.

Activité A1 : Performances de l’installation photovoltaïque Phébus (Durée: 5 h en groupe + 1 h en classe)

Problématiques étudiées :
Ce type d’installation est-il adapté pour une installation sur un bâtiment désirant atteindre le label BBC ?
Quelles sont ses performances énergétiques ?
Cette installation réduit-elle vraiment l’impact environnemental de la consommation électrique du bâtiment ?

Activité A2 : Performances de l’installation photovoltaïque de la tour Elithis (Durée: 2 h en groupe)
La tour Elithis de Dijon est un bâtiment tertiaire composé d’une installation photovoltaïque qui est un des systèmes lui permettant de s’approcher de la classification « bâtiment à énergie positive ».
Quels sont les critères et contraintes lui permettant d’avoir le niveau le plus élevé d’autoconsommation ?
Quelles sont les raisons pour lesquelles la position de son champ photovoltaïque n’est pas du tout identique à celle de l’installation Phébus ?

Synthèse des activités A1 et A2  (Durée: 2 h en classe)

Une Synthèse des activités A1 et A2 est proposée afin de structurer les savoirs associés aux installations photovoltaïques raccordées au réseau avec onduleurs de chaîne

Pour chaque partie, il est fourni :

• Le document de travail élève.
• Des éléments de correction.
• Le dossier technique nécessaire.

Lien vers la documentation technique de l’installation solaire photovoltaïque Phébus. [4]