Nous savons que parmi les types d'énergie renouvelable qui existent dans le monde, le solaire est le plus avancé et le plus connu. L'endroit où l'énergie solaire est transformée en énergie électrique pour pouvoir l'utiliser se trouve dans le installation photovoltaïque. Il existe de nombreux types de centrales photovoltaïques et chacune a ses caractéristiques et ses capacités.
Dans cet article, nous allons vous parler des caractéristiques d'une centrale photovoltaïque, des types qui existent et de leurs avantages par rapport aux centrales de production d'énergie à base de combustibles fossiles.
Caractéristiques d'une installation photovoltaïque
Une centrale photovoltaïque est une centrale électrique qui utilise l'effet photovoltaïque pour convertir l'énergie solaire en énergie électrique. L'effet photovoltaïque se produit lorsque des photons frappent un matériau et parviennent à déplacer des électrons, créant un courant continu.
une centrale photovoltaïque Il se compose essentiellement de modules photovoltaïques et d'onduleurs. Les panneaux photovoltaïques sont chargés de convertir le rayonnement solaire. À son tour, l'onduleur convertit le courant continu en courant alternatif avec des caractéristiques similaires à celles d'un réseau.
Dans ce type de système solaire, toute l'électricité produite est injectée dans le réseau de distribution. Cette opération conduit à un meilleur rendement du dispositif, puisque toute l'énergie ainsi générée est utilisée.
La plus grande centrale photovoltaïque au monde est Parc solaire de Bhadla en Inde avec une capacité installée de 2.245 XNUMX MW. Le coût total de l'installation est de 1.200 XNUMX millions d'euros. L'énergie photovoltaïque est considérée comme une source d'énergie propre car elle ne produit pas de gaz polluants.
Composants principaux
Les principaux composants que tout type d'installation photovoltaïque doit avoir, quel que soit son type, sont les suivants :
- Panneaux solaires: Les panneaux photovoltaïques sont l'épine dorsale d'une installation de ce type. Ils sont constitués de cellules photovoltaïques qui captent l'énergie du soleil et la convertissent en électricité à courant continu.
- Inverseurs : L'électricité générée par les panneaux solaires est du courant continu, mais la plupart des appareils et systèmes électriques utilisent du courant alternatif. Les onduleurs transforment l'électricité du courant continu en courant alternatif, la rendant compatible avec l'usage domestique et l'intégration au réseau électrique.
- Ouvrages d'appui : Les panneaux solaires sont installés sur des structures conçues pour les maintenir en place, assurer leur bonne orientation vers le soleil et leur protection contre les intempéries.
- système de stockage (optionnel): Certaines centrales photovoltaïques peuvent intégrer des systèmes de stockage d'énergie, tels que des batteries, pour stocker l'électricité excédentaire produite pendant la journée et l'utiliser la nuit ou en période de faible rayonnement solaire.
- tour météo. C'est là que différentes conditions météorologiques sont analysées pour déterminer la quantité de rayonnement solaire reçue ou attendue.
- Lignes de transport. Ce sont les lignes qui transportent l'énergie électrique vers les centres de consommation.
- Salle de contrôle: Il est chargé de superviser le lieu où fonctionnent tous les éléments de la centrale photovoltaïque.
L'un des aspects fondamentaux des centrales photovoltaïques est que les composants électriques doivent être dimensionnés pour tenir compte des augmentations possibles de la puissance installée de la centrale dans le futur.
Types de centrales photovoltaïques
Comme nous l'avons mentionné précédemment, il existe différents types de centrales photovoltaïques en fonction de la demande, de la puissance électrique et de nombreux autres aspects à prendre en compte. Voyons quels sont les principaux types qui existent :
- Centrales photovoltaïques isolées : Ces centrales sont situées dans des zones reculées où il n'y a pas d'accès au réseau électrique conventionnel. Ils utilisent des panneaux solaires pour produire de l'électricité et la stocker dans des batteries pour une utilisation ultérieure. Ils sont idéaux pour des applications telles que les fermes, les stations météorologiques ou les balises de navigation.
- Installations photovoltaïques connectées au réseau : Ces centrales sont raccordées au réseau de distribution d'électricité classique. Ils produisent de l'électricité à grande échelle et l'injectent directement dans le réseau, ce qui permet de la distribuer aux consommateurs. Ces centres peuvent être de deux types :
- Centrales photovoltaïques à grande échelle : Aussi appelées centrales solaires à ciel ouvert, elles sont constituées d'un grand nombre de panneaux solaires disposés sur une grande surface. Ils peuvent occuper des terres inoccupées, telles que des déserts ou des zones rurales, et générer une quantité importante d'électricité.
- Centrales photovoltaïques sur toitures : Ces centrales sont installées sur les toits de bâtiments résidentiels, commerciaux ou industriels. Ils utilisent les espaces disponibles sur les toits pour produire de l'électricité et alimenter la consommation interne ou encore injecter l'énergie excédentaire dans le réseau électrique.
- Centrales photovoltaïques flottantes : Ces usines sont construites dans des plans d'eau, tels que des lacs ou des réservoirs. Des panneaux solaires flottent à la surface de l'eau et produisent de l'électricité. Cette approche présente plusieurs avantages, tels que la conservation des sols, la réduction de l'évaporation de l'eau et des rendements plus élevés en raison de l'effet de refroidissement de l'eau.
- Centrales photovoltaïques portables : Ces centrales sont conçues pour être transportées et déployées à différents endroits selon les besoins. Ils sont généralement utilisés dans des situations d'urgence ou dans des zones temporaires où l'électricité est nécessaire, comme le camping ou des événements en plein air.
Comment fonctionne une installation photovoltaïque
Dans la salle de commande, le fonctionnement de tous les équipements de la centrale est supervisé. En salle de contrôle, il reçoit les informations des tours météorologiques, des onduleurs, des armoires de courant, des centres de sous-stations, etc. Le processus de conversion de l'énergie solaire photovoltaïque en électricité est le suivant :
Conversion de l'énergie solaire en courant continu
Les cellules photoélectriques sont chargées de capter le rayonnement solaire et de le convertir en électricité. Généralement, sont constitués de silicium un matériau semi-conducteur qui facilite l'effet photoélectrique. Lorsqu'un photon entre en collision avec une cellule solaire, un électron est libéré. L'électricité est produite sous forme de courant continu par la somme de nombreux électrons libres.
La capacité de production d'électricité dépendra des conditions météorologiques (rayonnement, humidité, température...). En fonction des conditions météorologiques à chaque instant, la quantité de rayonnement solaire que les cellules photovoltaïques recevront sera variable. Pour cela, une tour météorologique est construite dans la centrale solaire.
Conversion CC à CA
Les panneaux photovoltaïques génèrent du courant continu. Cependant, L'énergie électrique qui circule dans le réseau de transport le fait sous forme de courant alternatif. Pour ce faire, le courant continu doit être converti en courant alternatif.
Tout d'abord, l'alimentation CC des panneaux solaires est acheminée vers l'armoire CC. Dans cette armoire, le courant est converti en courant alternatif par un onduleur. Le courant est ensuite délivré à l'armoire AC.
Transport et fourniture d'électricité
Le courant arrivant dans l'armoire AC n'est pas encore prêt à alimenter le réseau. Par conséquent, l'énergie électrique générée passe par un centre de conversion où il est adapté aux conditions de puissance et de tension des lignes de transport pour une utilisation dans le centre de consommation.
J'espère qu'avec ces informations, vous pourrez en savoir plus sur ce qu'est une installation photovoltaïque et ses caractéristiques.