synthèse des activités photovoltaïques au...

Synthèse des activités photovoltaïques au SIRTASynthèse des activités photovoltaïques au SIRTAAnne Migan, GeePs

Contributions: J. Badosa, F. Lapouge (LMD-X), J. Nassar (LPICM), T. Mambrini (GeePs), M. Pavlov, V. Bourdin (LIMSI), C. Yee Chia et Y. Hong (LMD)

lPlan

PV1 ALEPH

TP PV IDEX LaSIPs Micro‐réseaux du GeePs

Journée Scientifique du SIRTA 222/06/2015

TP‐PV‐IDEX‐LaSIPs

l f b fPlateforme PV1 : objectifs

Ob déli l d d l PV Observer, mesurer, modéliser le comportement des modules PV de différentes technologies en conditions réelles de fonctionnement.

PV1

En laboratoire, les cellules PV sont optimisées dans des conditions standard de test bien éloignées des conditions atmosphériques.


l fPlateforme PV1 : description

PV1

Mono‐cristallinPmax = 250 W= 15%

HITPmax = 240 W= 19%


= 15%Technologie la plus courante

= 19%Meilleurs rendementsHeterojunction with Intrinsic Thin‐layer

l fPlateforme PV1 : descriptionTandem micromorphe CIS CdTe

µc‐Si/a‐Si Cuivre, Indium, Sélénium Tellurure de Cadmium

Tandem micromorphePmax = 128 W= 9,5%Technologie couche mince

CISPmax = 150 W= 12,2%Technologie couche mince

CdTePmax = 82,5 W= 11,4%Technologie couche minceTechnologie couche mince Technologie couche mince Technologie couche mince

PV1





= 19%Meilleurs rendementsHeterojunction with Intrinsic Thin‐layer

l fPlateforme PV1 : descriptionTandem micromorphe CIS CdTe

µc‐Si/a‐Si Cuivre, Indium, Sélénium Tellurure de Cadmium

Tandem micromorphePmax = 128 W= 9,5%Technologie couche mince

CISPmax = 150 W= 12,2%Technologie couche mince

CdTePmax = 82,5 W= 11,4%Technologie couche minceTechnologie couche mince Technologie couche mince Technologie couche mince

PV1



Triple jonction a‐SiPmax = 144 W= 6 7%

622/06/2015


= 19%Meilleurs rendementsHeterojunction with Intrinsic Thin‐layerSilicium amorphe

= 6,7%Technologie couche mince

l fPlateforme PV1 : description


l f é lPlateforme PV1 : premiers résultatsExisteExiste‐‐tt‐‐il une technologie plus robuste que les il une technologie plus robuste que les autres en conditions réelles de fonctionnement ?autres en conditions réelles de fonctionnement ?

Critère de qualité : Ratio de performances

réelleProductionPRnominaleProduction

PR

Conditions atmosphériques : ‐ températurediffus/global‐ diffus/global

‐ faible éclairement‐ spectre solairespectre solaire‐…

Trouver les bonnes corrélations Trouver les bonnes corrélations



Influence de la températurep

Meilleure tenue en température de la technologie HITtechnologie HITcomparée à la technologie silicium cristallin

‐0.30% / OCcristallin

L’augmentation de la températurela température diminue la hauteur de la bande interdite.

‐0.45% / OC


l fPlateforme ALEPH : description

M i i l d tiMaximiser la production électrique PV sans complexifier l’implantation nicomplexifier l implantation ni augmenter les coûts.

a-Si : +29%p-Si : +19%

Développer des modèles lti h i dé i t l

p

multi‐physiques décrivant le comportement du système PV+Réflecteur

1022/06/2015

PV+Réflecteur

Journée Scientifique du SIRTA

l f é lPlateforme ALEPH : résultats

GAIN THEORIQUE(en flux transmis)

CIELCLAIR

DONNEES2014(en flux transmis) CLAIR 2014

En m

i‐saiso

n Vs. PV sans réflecteur +143% +67%

Vs. « PV suiveur » +75% +27%

Journée Scientifique du SIRTA 1122/06/2015 Moy.

Ann. Vs. PV sans réflecteur +71% +25%

Vs. « PV suiveur » +22% +3%

l fPlateforme TP‐PV‐IDEX‐LaSIPs

Financement IDEX + LaSIPs Ecole Polytechnique, M2 REST, M2 PAM/PIE, M2 PRO MATEC/UVSQ,

l h i S d L3 O


Polytech Paris‐Sud, L3 PRO TPE

l lh bCentrale B. Malherbe

Installation d’une centrale hybride pour la recharge dehybride pour la recharge de véhicules électriques

1322/06/2015

l lh bCentrale B. Malherbe

Installation d’une centrale PV de 4 kWc autonome pourPV de 4 kWc autonome pour la recharge de véhicules électriquesélectriques

Analyse du gisement solaire :

Recharge ibl 5 j

Juin Janvier

possible 5 jours par semaine en été

Recharge possible 1 jour par

1422/06/2015

possible 1 jour par semaine en hiver

éMicro‐réseau courant continu

Microgrid DC 48V/300VMulti‐sources, Multi‐charges

Démonstrateur de concept Démonstrateur de concept

Gestion intelligente et flexible de l'énergie à l'échelle d'un bâtiment, g ,en interaction avec le réseau global

Facteur d'échelle de temps de 100 (1 jour = 15 mn ; 1 an = 4 jours)


lConclusion et perspectives Plateforme PV1 :

Acquisition des données depuis un an Acquisition des données depuis un an Fiabilité des mesures Traitement des données cf. poster Hong Yi Bonnes corrélations Spectre solaireModélisation

f p gcf. poster Chia Chun Yee

Modélisation Plateforme ALEPH

Acquisition des données depuis un anModélisation multi‐physiqueModélisation thermique plus approfondieModélisation spectrale

Plateforme TP‐PV‐IDEX

Modélisation spectrale Démonstrateur « taille réelle »

Robustesse du tracker IHM Sujets de TP

1622/06/2015

Sujets de TPMicro‐réseaux

En cours de montagecf. poster T. Mambrini

Merci pour votre attention



Influence de la présence de nuagesp g

PR comparables PR comparables en atmosphère nuageuse Meilleure tenue en ciel clair de la technologie HITgcomparée à la technologie silicium cristallinsilicium cristallin

Lié à la température ou à


pl’énergie des photon

l f é l dbPlateforme PV1 : premiers résultatsInfluence de l’énergie des photons

d

c tref

dc tinc

ba refinc

ba refref

d.RS.E

d.RS.E

d.RS.E

d.RS.EPR

1200

1400

16002014-09-12 AM1.5G

8h9h10h11h12h

1.1

1.15

1.2

FranceWattSharp

b

ba

dq

d.EAPE

800

1000

120013h

dian

ce (W

.m-2

.µm

-1)

1

1.05

PR

APE > 1,895 : Ciel plus bleu que

a

d.q

200

400

600Irra

d

0.85

0.9

0.95, p q

le ciel de référenceAPE < 1,895 : Ciel plus rouge que

le ciel de référence

1600 2014-09-05 AM1.5G8h9h 1,15

1,22014‐09‐05FranceWatt

Sharp

0400 500 600 700 800 900 1000

Wavelength (nm)0.88:00:00 10:00:00 12:00:00 14:00:00 16:00:00 18:00:00 20:00:0

2014‐09‐12

1 91

1.92

le ciel de référence

1000

1200

140010h11h12h13h

e (W

.m-2

)

1,05

1,1

,

1.9

1.91

400

600

800

Irra

dian

ce

0,9

0,95

1PR

1.88

1.89

APE

0

200

400 500 600 700 800 900 1000

Wavelength (nm)0,8

0,85

,

7:30:00 10:00:00 12:30:00 15:00:00 17:30:00 20:00:0

1.86

1.87

08:00 10:00 12:00 14:00 16:00 18:00 20:00

20140912.dat20140905.dat

l f è lPlateforme PV1 : premières conclusionsExisteExiste‐‐tt‐‐il une technologie plus robuste que les il une technologie plus robuste que les autres en conditions réelles de fonctionnement ?autres en conditions réelles de fonctionnement ?

Technologies au Silicium

Stabilitédu PR

Tempé‐rature

Forte irradiance Nuage Couleur du

ciel

g

MonocristallinFranceWatt

HITPanasonic

MicromorpheMicromorpheSharp


l fPlateforme PV1 Pmpp mesurée avec l’Agilent et avec la carte développée au GeePs : mpp g pp

1002014-09-16Agilent

Carte LGEP2014-09-17 2014-09-18 2014-09-19 2014-09-21 2014-09-22 2014-09-23

Les Ulis Dunkerque

20

40

60

80 Carte - LGEP

P mpp

(W)

1602014-09-16Agilent 2014-09-17 2014-09-18 2014-09-19 2014-09-21 2014-09-22 2014-09-23

0

20

7:00:00 10:30:00 14:00:00 17:30:00 7:00:00 10:30:00 14:00:00 17:30:00 7:00:00 10:30:00 14:00:00 17:30:00 7:00:00 10:30:00 14:00:00 17:30:00 7:00:00 10:30:00 14:00:00 17:30:00 7:00:00 10:30:00 14:00:00 17:30:00 7:00:00 10:30:00 14:00:00 17:30:00

FirstSolar (CdTe)

60

80

100

120

1402014 09 16Agilent

Carte - LGEP

P mpp

(W)

2014 09 17 2014 09 19 2014 09 21 2014 09 22 2014 09 23

2122/06/20150

20

40

7:00:00 10:30:00 14:00:00 17:30:00 7:00:00 10:30:00 14:00:00 17:30:00 7:00:00 10:30:00 14:00:00 17:30:00 7:00:00 10:30:00 14:00:00 17:30:00 7:00:00 10:30:00 14:00:00 17:30:00 7:00:00 10:30:00 14:00:00 17:30:00 7:00:00 10:30:00 14:00:00 17:30:00

Sharp (µc‐Si/a‐Si)


Influence de la présence de nuagesp g

l f élPlateforme ALEPH : modélisation



flPV

22/06/2015 Journée Scientifique du SIRTA

Reflector

25

l f élar

Concentration-Shading-Transmission Factor

Plateforme ALEPH : modélisation

ED

Sta

ATLA

BM

AOct. 15, 2014. 13 5013:50

flPV


Reflector

26

l f élar



ED

Sta

ATLA

BM

AOct. 15, 2014. 13 5013:50

flPV


Reflector

27

l f élar



ED

Sta

ATLA

BM

AOct. 15, 2014. 13 5013:50

RsIout

D1 Vbias

↑↑ Ishunt (V )

Iphot

↑

Irec (I V )

Idark IshuntIrec

flPV

(Vj)(Iphot,Vj) Vj Vout


Reflector

28

l f élar



ED

Sta

ATLA

BM

AOct. 15, 2014. 13 5013:50

RsIout

D1 Vbias

↑↑ Ishunt (V )

Iphot

↑

Irec (I V )

Idark IshuntIrec

flPV

(Vj)(Iphot,Vj) Vj Vout


Reflector

29

synthèse des activités photovoltaïques au...

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