Energie photovoltaïque

Code UE : USEE2W

  • Cours
  • 3 crédits

Responsable(s)

Elie KAFROUNI

Objectifs pédagogiques

Ce module a pour objectif d'apprendre à chaque élève, de mettre en œuvre des systèmes photovoltaïques. Ce module est composé de 2 parties. :
  • Composants : le but de cette partie est de
    • connaître les composants d'un système photovoltaïque
    • Savoir caractériser les différents constituants une installation photovoltaïque
    • Être en mesure d'assurer la maintenance de systèmes photovoltaïques.
  • Systèmes : le but de cette partie est d'implanter et d'exploiter un système photovoltaïque et d'en assurer la maintenance dans les contextes économiques locaux.

Contenu

Énergie photovoltaïque : composants
  • Composants de base d'un système photovoltaïque
    • La cellule photovoltaïque : structure et fonctionnement
    • Le module photovoltaïque, technologie
    • L'onduleur : rôle, données techniques, montages possibles
    • Stockage d'énergie électrique : technologie et choix d'accumulateurs
    • Les autres composants d'une installation photovoltaïque : les câbles, le boîtier de raccordement pour le générateur (BRG), l'interrupteur principal du courant continu, le compteur électrique
    • Protection d'une installation photovoltaïque contre les surtensions et la foudre
    • Protection d'une installation photovoltaïque contre les courts-circuits
    • Les différents types d'obstacles au rayonnement solaire
    • Les outils d'aide à l'analyse des ombres, les solutions contre les ombres
    • Évaluation du temps de montage et des coûts
    • Estimation du rendement d'une installation
    • Logiciel d'aide à la conception d'une installation photovoltaïque
  • Intégration au bâti ou structure d'intégration, contraintes
    • Panneaux solaire posés sur la toiture
    • Panneaux solaire intégrés à la toiture
    • Montage de panneaux solaire en terrasse
    • Montage de panneaux solaire en brise soleil
  • Conception d'applications
    • Conception d'une installation photovoltaïque reliée au réseau électrique (maison individuelle, bâtiment industriel et bâtiment public
    • Exemple d'un toit terrasse équipé de panneaux photovoltaïques : dimensionnement de l'installation
  • Travaux pratiques : Modélisation, simulation et Installation d'un système
    • Modélisation à l'aide de logiciel
    • Simulation et analyse de résultats
    • Tests sur une maquette d'un système photovoltaïque
Énergie photovoltaïque : système
  • Dimensionnement d'un système photovoltaïque relié au réseau électrique
    • Étude préliminaire
    • Évaluation des besoins
    • Évaluation du rayonnement solaire disponible
    • Conception de l'installation
    • Montage des modules, connexion des différents modules
    • Montage du boîtier de raccordement pour le générateur (BRG)
    • Liaison (courant continu) du BRG à l'onduleur
    • Montage et raccordement de l'onduleur
    • Systèmes de sécurité, protections (surtensions, court-circuits, etc.)
    • Déclaration de fin des travaux
    • Demande de raccordement au réseau électrique
    • Contrat d'alimentation
    • Exploitation et maintenance
    • Règles de sécurité
  • Dimensionnement d'un système photovoltaïque autonome
    • Définition d'un système autonome
    • Les différents composants d'un système autonome
    • Évaluation des besoins
    • Évaluation du rayonnement solaire disponible
    • Définition des besoins énergétiques
    • Étude préliminaire, conception d'un système autonome
    • Liaisons électriques : dimensionnement des câbles électriques
    • Dimensionnement des éléments de stockage : étude de l'accumulateur
    • Rôle et dimensionnement du régulateur de charge
    • Onduleur autonome
    • Installation, mise en service et maintenance d'un système autonome
    • Règles de sécurité (installation, mise en service et exploitation)
    • Études de cas, exemple : étude d'une alimentation d'un chalet.
  • Acteurs institutionnels, aspects financiers
    • Panorama des différents acteurs institutionnels.
    • Démarches administratives
    • Aides à l'installation d'une centrale photovoltaïque : subventions à l'investissement, crédit d'impôt, tarif de vente de l'électricité produite, amortissement, etc.
    • Étude d'exemples concrets.
  • Règles de sécurité, capacité à intervenir sur une installation électrique
    • Sécurité en cas d'intervention sur une toiture
    • Les dangers du courant électrique : comparaison du courant continu et du courant alternatif
    • Mise en œuvre et exploitation de batteries d'accumulateurs : précautions d'usage.
    • Les habilitations (électrique, etc).

Modalité d'évaluation

  • Contrôle  continu     : 40%
  • Examen final           : 30%
  • Participation            : 05%
  • Travaux pratiques   : 25%

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Lieu(x) Hauts-de-France
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