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La revue de presse de l’inauguration de Belvesol 4 & 5 :

• Article dans diverses revues régionale et Nationale :

  

  revue de presse

&

• Article du journal ” le Republicain d’Uzés” : 

  

  Article Républicain

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Le jour de l’inauguration, sur site, Christian MALYE, directeur technique à la Générale du Solaire s’est chargé de présenter à tous les invités le fonctionnement des panneaux et des parcs ainsi que les perspectives de productions et l’avenir et les enjeux autour du photovoltaïque.

Comment restituer une présentation aussi clairement si ce n’est par son auteur lui même. A notre demande, ci dessous, Christian MALYE a produit un descriptif qui permet à tout un chacun d’y voir plus clair.

Bonne lecture.
Julien GAUCHARD

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Centrales photovoltaïques de Belvézet : Belvesol 4 et Belvesol 5

Descriptif technique des centrales

par Christian MALYE, Directeur Technique à la 

 GENERALE DU SOLAIRE

“Le 26 octobre 2017 a eu lieu l’inauguration des deux centrales photovoltaïquesBelvesol 4 et belvesol 5 construites sur le plateau qui surplombe de village de Belvézet.

Ces deux centrales s’inscrivent dans la continuité des projets Belvesol déjà en service sur le même site dont la puissance s’élève à 20MWc.
A la différence des trois précédents projets dont les modules sont montés sur des structures fixes, ces deux dernières centrales sont construites sur des structures suiveuses appelées « trackers 1 axe ».
La puissance unitaire de ces deux centrales est de 5,5MWc soit un total de 11MWc construits sur une surface au sol de 20,6 hectares.
Ces deux centrales totalisent 41 504 modules photovoltaïques SILIA de 265Wc de puissance unitaire câblés par chaines de 23 modules sur 1808 trackers 1 axe.

Fonctionnement d’une centrale photovoltaïque
Une centrale photovoltaïque est constituée de :
a/ Un capteur de lumière : le module photovoltaïque communément appelé panneau solaire.
b/ Un système d’intégration (support pour tenir le module) : un tracker 1 axe.
c/ Un convertisseur de tension : un onduleur qui convertit le courant continu des modules en courant alternatif.
d/ Un transformateur Haute Tension pour élever la tension à 20 000V.
e/ Un point de raccordement pour la mise en place du compteur de production et le raccordement au réseau EDF.

Les modules sont destinés à capter le rayonnement solaire pour le transformer en électricité. Les modules sont ici de type silicium polycristallin constitués d’une plaque en verre de 1m x 1,66m dans laquelle ont été encapsulées 60 plaquettes de silicium cristallisé de 0,3mm d’épaisseur dopées par adjonction d’une pellicule de phosphore d’un côté et de bore de l’autre afin de pouvoir créer « l’effet photovoltaïque », le tout étant enfermé dans un cadre en aluminium de 5cm d’épaisseur. Chaque module pèse 18kg .
Les modules vont produire une énergie électrique qui sera variable en fonction de la lumière à laquelle ils seront exposés. Comme cette énergie n’est pas constante, il est nécessaire de fixer une base de référence afin de déterminer la puissance d’un module. La puissance électrique d’un module est la puissance produite par ce module lorsqu’il est soumis à un rayonnement solaire de 1 000W/m².
Dans notre cas la puissance électrique du module est de 265Wc (Watts crêtes). Cela signifie que lorsque le rayonnement solaire est de 1 000W/m² sur le plan du module, celui ci produira 265W électrique. Le matin, lorsque le soleil éclaire à 200W/m² le module ne produira que 53W électrique. La puissance produite augmentera jusqu’à midi et décroitra jusqu’au soir.
Les deux centrales de Belvesol 4 et 5 produisent donc 11 000kW de puissance électrique lorsque le soleil éclaire à 1000W/m² (en milieu de journée par jour de beau temps entre avril et septembre)
Il est à noter que le soleil peut parfois éclairer à plus de 1000W/m², les modules photovoltaïques produiront donc dans ce cas plus de 265W électriques.
Les modules produisent une électricité de type « courant continu » à une tension de 31V.
Les modules sont raccordés à un onduleur dont le rôle est de transformer le courant continu en courant alternatif compatible avec le réseau électrique auquel il va être connecté. Cependant, connecter chaque module individuellement à l’onduleur serait extrêmement gourmand en câble.
On crée donc des chaines (strings) de modules raccordés en série entre eux dans la limite de la tension admissible à l’entrée des onduleurs. Dans notre cas, les modules sont groupés par strings de 23 pour une tension maxi d’entrée onduleur à 713V.
Toujours pour une question d’économie de câbles, les strings sont regroupés entre eux par une mise en parallèle dans la limite de l’intensité admissible à l’entrée des onduleurs. Cette mise en parallèle est réalisée dans des boites de jonctions posées sous les châssis supports. Il y a 40 boites de jonctions par centrale, soit 80 au total.

Afin de pouvoir être correctement exposés au soleil, les modules sont posés sur des châssis suiveurs nommés « trackers 1 axe ».
Le rôle des trackers est de permettre d’exposer les modules face au soleil dans l’axe Est-Ouest afin d’augmenter la production globale de la centrale de 15% par rapport à des tables fixes orientées plein sud avec une pente nord/sud de 20°.
Idéalement, les trackers devraient également avoir une pente de 20° mais cela est impossible à réaliser. En effet, compte tenu de leur longueur, la partie nord se situerait alors à plusieurs dizaines de mètres du sol et la prise au vent serait alors préjudiciable pour la résistance mécanique de l’installation.
Chaque tracker supporte 1 string de 23 modules montés sur deux rangées en position paysage. La longueur d’un tracker est de 20m.
Les trackers sont alignés par bandes de 5 reliés en eux par un système de cardant mécanique qui permet une certaine souplesse dans l’axe longitudinal mais reste rigide dans l’axe de rotation. Ainsi en mettant un seul système de commande sur le tracker central, on peut commander en rotation les cinq trackers simultanément. Ceci permet de limiter le nombre d’équipements de motorisation et de commande.
Les trackers sont pilotés pas un ordinateur qui calcul en permanence la position du soleil dans le ciel et qui envoie aux moteurs l’ordre de rotation pour positionner les modules en permanence face au soleil. La position se recale toutes les 10mn.
Il y a 902 trackers par centrale soit 1 804 trackers sur tout le site.
L’électricité produite par les panneaux solaires est envoyée dans des modules de conversion appelés onduleurs dont le rôle est de transformer l’énergie courant continu en courant alternatif 50Hz conforme au réseau EDF.

Chaque centrale comporte 5 onduleurs de 1 000 kW répartis dans deux locaux techniques : 2 000 KW et 3 000 kW.
Afin de limiter la section des câbles électriques, la tension de sortie des onduleurs est élevée à 20 000V à travers des transformateurs élévateurs situés dans ces mêmes locaux techniques, ces transformateurs sont ensuite reliés à un Poste de Livraison situé en limite de propriété.
C’est dans le Poste de Livraison (le point de raccordement) que se trouve le compteur qui va comptabiliser la production de la centrale.
ENEDIS a enterré un câble haute tension depuis le Poste Source d’Uzès pour raccordé les postes de livraisons et permettre ainsi d’injecter l’énergie produite dans le réseau EDF.
La production annuelle de chaque centrale est estimée en moyenne à 9 000 000 kWh soit un total de 18 000 000kWh pour tout le site.
En fonctionnement normal, la centrale est entièrement automatique. Les onduleurs démarrent et produisent leur énergie en fonction de ce que les panneaux solaires sont en mesure de fournir. Le soir toute l’installation s’arrête et se met en position pour redémarrer au lever du soleil le lendemain matin.
Tous les équipements techniques sont reliés à un système informatique de contrôle/commande qui fonctionne seul. Ce système est relié à internet par un raccordement haut débit et peut être accessible depuis n’importe où dans le monde à tout moment.
En cas de problème (arrêt d’onduleur, défaut de tracker, baisse de production, etc.) le système envoi des alarmes par mail et SMS et le responsable d’exploitation se connecte à distance pour analyser le défaut et déclencher une intervention de dépannage pour remettre le système en fonction le plus vite possible. Chaque panne ou arrêt est un manque de production d’énergie lequel est préjudiciable pour l’amortissement financier de la centrale et ne peut pas être rattrapé.
En effet, lorsque le soleil éclaire les panneaux solaires, ceux-ci se mettre alors en « charge » et peuvent produire de l’énergie. Cette charge « existe » uniquement si elle est utilisée. Si cette charge n’est pas injectée au réseau, elle va diminuer jusqu’à s’éteindre à la nuit tombée. Si le système n’a pas fonctionné pour récupérer l’énergie disponible dans les panneaux au moment où elle existait, cette énergie sera définitivement perdue. Le lendemain sera une autre journée avec un autre potentiel de production d’énergie, etc.
La production varie énormément en fonction de la saison et de l’irradiance de jour.

Chaque centrale sera en mesure de produire 55 000 kWh par jour de grand beau temps au mois de juillet et 400kWh par jour de temps très couvert au mois de décembre. La moyenne de décembre étant de 9 600 kWh/jour pour une moyenne de 40 200 kWh/jour en juillet. Ces écarts montrent à quel point le photovoltaïque est dépendant des saisons et des caprices du temps.
De même, la production peut passer brutalement du 10 000kW à 1000kW en quelques secondes lorsqu’un nuage passe au-dessus de la centrale un jour de forte production.
Pour cette raison, l’énergie produite est injectée directement dans le réseau EDF, lequel permet par son maillage de compenser les variations de production liées au temps (une centrale en plein soleil à Avignon va compenser le manque de production d’une centrale sous la pluie à Belvézet).
La compensation de l’écart été/hiver est pour le moment réalisée par nos centrales nucléaires, hydrauliques ou thermiques mais l’évolution des systèmes de stockages d’énergie évolue actuellement très rapidement, tirée par les besoins liés aux transports (voitures électriques) et par de très lourds investissements en recherche et développement dans tous les segments de recherche sur les systèmes de stockages. Nous voyons apparaitre chaque année sur le marché de nouvelles technologies qui nous permettent d’espérer pouvoir dans un futur très proche pouvoir construire des centrales qui seront en mesure de répondre entièrement aux besoins énergétiques de l’entourage immédiat des centres de production et ce sans besoin de compensation par le réseau EDF les jours de manques.
Les technologies de panneaux solaires évoluent également à grand pas. Le silicium atteint ses limites en capacité de conversion avec un rendement qui n’évoluera plus beaucoup. Les laboratoires de recherche ont découvert de nouveaux matériaux capables de transformer l’énergie solaire en électricité et atteigne déjà en moins de 5 ans les mêmes rendements que ce que nous avons actuellement avec nos panneaux en silicium (actuellement 23%), et ce à un coût de fabrication 5 fois moins élevé.

Le rayonnement solaire à Belvézet est de l’ordre de 1567 kWh/m² par an au niveau du sol.
Il faut actuellement 30m² de panneaux solaires pour couvrir les besoins d’une famille qui consommerait 10 000kWh par an. Si les panneaux avaient un rendement de 80%, 8m² suffiraient pour produire cette même énergie. Avec un système de stockage permettant de garder le surplus de production de l’été pour l’hiver, la toiture d’une petite maison serait suffisante pour couvrir tous les besoins énergétiques : chauffage, lumière, cuisine, véhicule électrique, etc.

Nous sommes au début d’une révolution technologique qui chaque année perfectionne les outils qui permettent de capter et transformer cette source inépuisable et gratuite d’énergie que le soleil nous envoie.
En 2010, les spécialistes annonçaient la parité réseau pour 2017. Nous y sommes pour les prix d’achat des particuliers (l’autoconsommation est maintenant rentable) mais pas encore tout à fait pour les coûts sur le marché de gros. Cependant, les spécialistes n’avaient pas perçu l’arrivée des nouvelles technologies qui vont non seulement permettre d’atteindre cette fameuse parité réseau mais vont permettre, en réduisant les coûts, d’accélérer l’augmentation du parc photovoltaïque Français, une des conditions nécessaires à la réduction rapide du parc nucléaire.
Belvézet et son important site de production d’énergie solaire est donc un des acteurs de cette profonde transformation que nous abordons actuellement et qui prépare notre future à une meilleur qualité de vie.”