Transition énergétique des bâtiments grâce à la production photovoltaïque avec onduleurs de chaîne.

Activité A1 : Performances de l’installation photovoltaïque Phébus. (2/4)

Principe - Intention pédagogique  :

Après la phase d’activation, l’objectif de cette première activité A1 d’une durée de 6h est d’analyser la composition et le principe de fonctionnement de ce type d’installation photovoltaïque, puis de vérifier ses performances.
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.

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). [3]

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 :

L’installation solaire photovoltaïque appelée "Phébus" est installée au sein du lycée Hippolyte Fontaine (voir le dossier technique fourni). L’injection de sa production d’énergie dans le réseau électrique BT de l’établissement permet de réduire la consommation d’électricité issue du réseau de distribution.
Ce type d’installation à onduleur de chaîne (onduleur-coupleur MPPT centralisé) est-il adapté pour une installation sur un bâtiment désirant atteindre le label BBC (voire BEPOS) ?
Quelles sont ses performances énergétiques ?
Cette installation réduit-elle vraiment l’impact environnemental de la consommation électrique du bâtiment ?

La ressource proposée se décompose en cinq parties indépendantes qui  peuvent être abordées dans n’importe quel ordre ou peuvent être réparties par groupe d’étudiant pour une restitution devant la classe.

Partie A - Structure matérielle de l’installation : compatibilité modules photovoltaïques – onduleur (Durée : 1,5 h en groupe)
L’objectif de cette partie est de vérifier que le nombre et le couplage des modules photovoltaïques sont compatibles avec l’onduleur-coupleur afin que l’installation photovoltaïque puisse fonctionner correctement dans toutes les situations.

Partie B - Vérification des performances actuelles de l’onduleur-coupleur de l’installation Phébus. (Durée : 0,5 h en groupe)

L’objectif de cette partie est de vérifier que l’onduleur-coupleur conserve ses performances initiales.

Partie C - Impact du masque solaire sur la production électrique de la centrale photovoltaïque (Durée : 1,5 h en groupe)

L’objectif de cette partie est d’étudier les critères à prendre en compte pour le positionnement d’un champ photovoltaïque.

Partie D - Gain environnemental de la production électrique issue d’installation photovoltaïque(Durée : 0,5 h en groupe)

L’objectif de cette partie est d’étudier l’impact environnemental d’une installation photovoltaïque.

Partie E - Vérification des performances de l’installation photovoltaïque de la centrale Phébus (Durée : 1 h en groupe)

L’objectif de cette partie est de vérifier les performances énergétiques de l’installation photovoltaïque au bout de 30 années de production.

Partie F - Synthèse de l’activité : (Durée : 1h en groupe).

Utilisation de ce type d’installation photovoltaïque pour un bâtiment BBC (voir BEPOS)

Pour chaque partie, il est fourni :

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

Notes complémentaires de l’auteur  :

Il est à noter que le document de correction de l’activité A1 fourni au format word (PV_A1_Performances Phébus LHF COR) ne correspond pas exactement aux contenus à aborder avec les étudiants (le contenu du document est plus riche) et n’est pas conçu pour être exploité avec les étudiants.
Ce document correspond plutôt à une ressource pour les enseignants leur permettant d’avoir une vision plus approfondie du domaine technique abordé afin d’avoir du recul pour répondre à certaines questions des étudiants.

La synthèse de l’activité est plutôt prévue en exploitant oralement les diapositives 1 à 15 du diaporama « Synthese Installations PV Phebus Elithis »).
 

Lien vers la documentation technique de l’installation solaire photovoltaïque Phébus. [3]