François-Xavier CALLENS
Responsable développement des Energies Renouvelables
Présentation Lumiwatt
PROGRAMME
•  Introduction
•  Tour de table - échanges sur les compétences présentes
•  Tweed & exemple d'une opération
•  ...
LE CD2E
POLE D’EXCELLENCE REGIONAL
ACTEUR DE L’ECO-TRANSITION
- 3 -
AUTRES'ACTEURS'ET'
FILIERES'ACCOMPAGNEES'
Ac#vités)globales):)Stratégie,)Prospec#ve)et)Partenariats.))
Sur'l’Innova9on,'l’...
Filière'des'Energies'Renouvelables':''
'
[''''EnR'et'bâ9ment'(filière'éco[construc9on)'
'
[  Pilotage'sous[filières''
[  sol...
CONTEXTE MONDIAL
CHANGEMENT CLIMATIQUE
- 6 -
Changement climatique
•  Inévitable : causes multiples, planétaires
•  Enjeux : le maîtriser et s’adapter.
Potentiel EnR
EVOLUTION MARCHE FRANCAIS
- 9 -
PUISSANCE RACCORDEE
SOURCE HESPUL
AO'CRE':'distorsion'territoriale'
EVOLUTION DE LA DEMANDE
SOURCE SER
EVOLUTIONS TARIF D’ACHAT
SOURCE HESPUL
2016':'fin'du'tarif'd’achat??'
ILLUSTRATIONS
SOURCE HESPUL
- 13 -
SOURCE HESPUL ET SER
DATES DIFFERENTES
- 14 -
PUISSANCE INSTALLEE EN EUROPE
AU 31/12/13
- 16 -
LA TECHNOLOGIE PHOTOVOLTAIQUE
- 17 -
Le photovoltaïque : Comment ça
marche ?
–  Les photons communiquent leur énergie aux atomes :
•  Création d’une charge nég...
Quelles utilisations ?
–  Raccordé / non raccordé au réseau électrique
Le module photovoltaïque produit du
courant continu...
Le Watt crête (Wc)
•  Unité de référence pour mesure la performance des panneaux
solaires
•  Wc = puisssance maximale four...
Les technologies
•  Technologies cristallines:
–  Silicium purifié et découpé en fines lamelles
–  Rendements 12-20%, prix...
Les principales technologies de
cellules photovoltaïques
–  Technologies cristalines:
•  Silicium monocristallin
•  Silici...
Performance des cellules
•  Selon le spectre lumineux
•  Selon l’intensité lumineuse
•  Selon la température des cellules
Technologies cristallines
•  Silicium monocristallin
–  Jonction avant
–  Jonction arrière
•  Rendement : modules 16 à 20%...
Technologies cristallines
Technologies
Couches minces
•  Silicium amorphe
•  Rendement Modules : 6 à 8% (labo : 13%),
•  Peu cher, bon rendement mêm...
Technologies couches minces
Technologies hybrides & multicouches
•  Cellule tandem (empilement de deux
cellules simples)
•  + bon rendement, spectre p...
Evolution du rendement des
cellules solaires
• Nanofils
Les technologies cristallines sont
les plus installées
Jusqu’à présent, l’Europe
tirait le marché
Le marché mondial du
pho...
TEMPS DE RETOUR ENERGETIQUE
- 31 -
Temps de retour énergétique du
photovoltaïque
Conférence'européenne'PV['2009'
Temps de retour énergétique du
photovoltaïque
DURABILITE ET RISQUE
- 34 -
- 35 -
Encrassement
Grèles, chocs, marche sur les
modules : microfissures…
Délamination liè au mauvais
process de fabrication
- 38 -
RECYCLAGE
Economie Circulaire dans le
photovoltaïque
Economie Circulaire dans le
photovoltaïque
Les premiers panneaux photovoltaïques certifiés Cradle to Cradle sont disponibl...
Evolution prix installations
- 41 -
Évolution prix
•  2009 :
–  3kWc : environ 6€/Wc
–  100kWc : environ 5€/Wc
•  2014 :
–  3kWc : environ 3,2€/Wc
–  100kWc : environ 2,3€/W...
AUTOCONSOMMATION :
PRESPECTIVES A MOYEN TERME
- 44 -
Parité réseau :
coût PV=prix marché
Dernier AO CRE / 100-250
kWc : 15,3c€/kWh sur 20 ans
Parité réseau
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Évolution prixÉvolution prix
SECTEUR RESIDENTIEL
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SECTEUR TERTIAIRE
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PERSPECTIVES – OBJECTIFS
REGIONAUX
SOURCE SER
PERSPECTIVES REGIONALES
•  AAP Tertiaire – aides existantes CR
•  Primes autoconsommation résidentiel
•  TRI – Critères Fe...
SOLAIRE A CONCENTRATION
PAS EN FRANCE
- 54 -
- 56 -
Zone du projet
Base du 11/19
Loos en Gohelle
Liévin
Lens
PLATEFORME
TECHNOLOGIQUE
COMPARAISON TECHNOLOGIQUE SOUS NOS LATITUDES
PLATEFORME PROPOSÉE POUR TESTS AVEC FABRICANTS
INFORMATION/SENSIBILISATION/FO...
Bilan des trois premières années
•  Trois années d’analyse réalisées avec le CD2E et l’appui d’écoles
d’ingénieurs (Ensam,...
ANALYSE DES DONNEES DE LUMIWATT
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Analyse données du site
Performance annuelle sur 2013
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'1.200''
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Analyse données du site – exemple 1
Journée à fort ensoleillement
Analyse données du site – exemple 1
Journée à fort ensoleillement et forte température
Analyse données du site – exemple 1
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DEMONSTRATEUR
USAGE DES ENR ELECTRIQUES
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Développements 2014-2016
Plateforme 1
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Développements 2014-2016
Plateforme 2 - UP ENR
usage de la production d’EnR
PRODUCTION*ENR* GESTION*/*MONITORING*
STOCKAGE...
Développements 2015-2016
Plateforme'
maintenance'
Plateforme'
technologique'
solaire'thermique'
Modifica9on'
inclinaison/
o...
cd2e
Rue de Bourgogne - Base 11/19 - 62750 Loos-en-Gohelle
Tél.: +33 (0)3 21 13 06 80 Fax: +33 (0)3 21 13 06 81
www.cd2e.c...
Présentation plateforme lumiwatt
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Présentation plateforme lumiwatt

  1. 1. François-Xavier CALLENS Responsable développement des Energies Renouvelables Présentation Lumiwatt
  2. 2. PROGRAMME •  Introduction •  Tour de table - échanges sur les compétences présentes •  Tweed & exemple d'une opération •  La plateforme énergie répartie – Philippe DEGOBERT •  Gisep – Philippe DEGOBERT •  LumiWatt et LumiWatt 2 - Tristan DEUIGNE •  lunch •  visite de la plateforme LumiWatt - 2 -
  3. 3. LE CD2E POLE D’EXCELLENCE REGIONAL ACTEUR DE L’ECO-TRANSITION - 3 -
  4. 4. AUTRES'ACTEURS'ET' FILIERES'ACCOMPAGNEES' Ac#vités)globales):)Stratégie,)Prospec#ve)et)Partenariats.)) Sur'l’Innova9on,'l’Interna9onal,'les'emplois'et'les'modèles)économiques))) (Economie,'Circulaire'–'Economie'de'Fonc9onnalité'–'Pensée'Cycle'de'Vie.)'en'lien'avec'Europe'2020.' Ac#vités)de)support)et)d’anima#on)dans)le)cadre)du)P.E.R.) GRH,'Interna9onal,'Veille'et'Intelligence''Economique,'Innova9on,'Développement.'Agencement)des)acteurs)et)territoires)) Ac#vités)de)base.)) Sou9en'aux'éco@structures).'Support'spécialisé'aux'filières)et'clusters'ini9és'par'le'CD2E'ou'en'région.'' SEDILAB' ' ' valorisa9on' SEDIMENTS'' ! autour!de! SEDIMATERIAUX .' Sites'et' Sols' Pollués' ' Friches' CLUSTERS''en'lancement' FILIERES' ACCOMPAGNEES' POLE' COMPETITIVITE' Autres'clusters'et' pôles'régionaux'' (autres'P.E.R.,''P'de' C.','filières'…)' ' Territoires' régionaux' +' Euro'Région' ' 4' ECONOMIE'CIRCULAIRE.' ' ' TEAM'².' ' ' ' Innova9on' dans'le' Recyclage''[' déchets''[ nouvelles' ma9ères' premières' INGENIERIE'DE'L’ECOCONSTRCUTION.' ' ' EKWATION' ' ' Pôle'Eco' construc9on' autour!de! VILLAVENIR' REHAFUTUR' HALLE'E.M.' LMCU.' Eco'matériaux' [efficacité' énergé9que'–'' éco' construc9on' CYCLE'DE'VIE'DE''L’EAU' ' ' AQUAPRIS'' ' Pôle'«'cycle' de'l’eau'»' ' ' Préserva9on' ressource'en' eau.'Usage' de'l’eau' ENERGIES'RENOUVELABLES'' ' ' LUMIWATT'' ' Centre'Test' Solaire'PV'+' phase'2'UP' ENR' ' ' Préserva9on' ressources' énergé9ques' Développe' ['ment'de' nouvelles' ressources' PENSEE'CYCLE'DE'VIE' ' ' ' AVNIR' ' Plateforme' ACV' ' ACV.'Eco' concep9on,' Affichage' environne mental' CLUSTER'
  5. 5. Filière'des'Energies'Renouvelables':'' ' [''''EnR'et'bâ9ment'(filière'éco[construc9on)' ' [  Pilotage'sous[filières'' [  solaire'thermique' [  solaire'photovoltaïque' [  Géothermie' ' [  Appui'sous[filières'' [  Bois'Energie' [  H2' [  EMR' [  Biogaz[Méthanisa9on' [  Eolien'
  6. 6. CONTEXTE MONDIAL CHANGEMENT CLIMATIQUE - 6 -
  7. 7. Changement climatique •  Inévitable : causes multiples, planétaires •  Enjeux : le maîtriser et s’adapter.
  8. 8. Potentiel EnR
  9. 9. EVOLUTION MARCHE FRANCAIS - 9 -
  10. 10. PUISSANCE RACCORDEE SOURCE HESPUL AO'CRE':'distorsion'territoriale'
  11. 11. EVOLUTION DE LA DEMANDE SOURCE SER
  12. 12. EVOLUTIONS TARIF D’ACHAT SOURCE HESPUL 2016':'fin'du'tarif'd’achat??'
  13. 13. ILLUSTRATIONS SOURCE HESPUL - 13 -
  14. 14. SOURCE HESPUL ET SER DATES DIFFERENTES - 14 -
  15. 15. PUISSANCE INSTALLEE EN EUROPE AU 31/12/13 - 16 -
  16. 16. LA TECHNOLOGIE PHOTOVOLTAIQUE - 17 -
  17. 17. Le photovoltaïque : Comment ça marche ? –  Les photons communiquent leur énergie aux atomes : •  Création d’une charge négative (électron) et une charge positive (trou) : paire électron-trou. •  Si une connexion extérieure est placée aux bornes de la cellule, les électrons rejoignent les « trous » via la connexion extérieure, donnant naissance au courant électrique. Une cellule comporte trois parties • Zone Dopée de type n : excès d’électrons • Zone Dopée de type p : déficit d’électron. • Une jonction (dite p-n).
  18. 18. Quelles utilisations ? –  Raccordé / non raccordé au réseau électrique Le module photovoltaïque produit du courant continu transformé en courant alternatif via un onduleur. Le courant est directement consommé par les appareils électriques ou peut être réinjecté sur le réseau, ou stocké. –  Alimentation des satellites. –  Alimentation des relais téléphoniques –  Pompage de l’eau, électrification d’un village rural… –  Alimentation des lampadaires, des boitiers appels au secours…
  19. 19. Le Watt crête (Wc) •  Unité de référence pour mesure la performance des panneaux solaires •  Wc = puisssance maximale fournie dans des conditions standard (attention aux extrapolations !): –  Ensoleillement de 1000 W/m² –  Température ambiante : 25°C –  Spectre lumineux correspondant à celui du soleil traversant 1,5 atmosphère –  Exemple : •  Module 150 Wc de 1m² •  Pour un rayonnement solaire incident de 1000W/m², il fournit une puissance de 150 W. le rendement est 15%
  20. 20. Les technologies •  Technologies cristallines: –  Silicium purifié et découpé en fines lamelles –  Rendements 12-20%, prix élevés •  Technologies « couches minces » : –  Dépôts de « poudres » semi-conductrices –  Rendements 5-13%, prix modérés –  Inquiétudes sur les matériaux utilisés •  Technologies hybrides : –  Association des 2 technologies –  Rendements et coûts supérieurs aux technologies de base utililsées
  21. 21. Les principales technologies de cellules photovoltaïques –  Technologies cristalines: •  Silicium monocristallin •  Silicium polycristallin –  Technologies hybrides –  Technologies couches minces •  Silicium Amorphe •  Tellurure de Cadmium •  Disélénure de Cuivre, Indium •  Disélénure de Cuivre, Indium, et Gallium Anti reflet Verre de protection Contact avant Si dopé n Si dopé pContact arrière Source : IRDEP
  22. 22. Performance des cellules •  Selon le spectre lumineux •  Selon l’intensité lumineuse •  Selon la température des cellules
  23. 23. Technologies cristallines •  Silicium monocristallin –  Jonction avant –  Jonction arrière •  Rendement : modules 16 à 20% / 180 Wc/m² (labo : 24,7%) •  Coût élevé, •  rend. faible si faible lumière •  Silicium polycristallin •  Rendement : modules 12-14 % (100 Wc/m2), •  moins cher que monocristallin, •  Faible rendement sous faible éclairage Anti reflet Verre de protection Contact avant Si dopé n Si dopé pContact arrière
  24. 24. Technologies cristallines
  25. 25. Technologies Couches minces •  Silicium amorphe •  Rendement Modules : 6 à 8% (labo : 13%), •  Peu cher, bon rendement même en faible éclairage •  rendement faible en plein soleil (60 Wc/m2) •  CIS/ CIGS •  Rendement Modules : 8 à 13% (Labo : 20,3%) •  faible coût •  CdTe •  Rendement Modules : 11% (Labo : 16,5%) •  faible coût •  Cellule organique •  + faible coût •  - Faible rendement, stabilité Source : IRDEP
  26. 26. Technologies couches minces
  27. 27. Technologies hybrides & multicouches •  Cellule tandem (empilement de deux cellules simples) •  + bon rendement, spectre plus large •  - Coût élevé •  Cellule multijonctions •  + Très bon rendement •  - Coût élevé Source : IRDEP
  28. 28. Evolution du rendement des cellules solaires • Nanofils
  29. 29. Les technologies cristallines sont les plus installées Jusqu’à présent, l’Europe tirait le marché Le marché mondial du photovoltaïque Constance de développement des marchés
  30. 30. TEMPS DE RETOUR ENERGETIQUE - 31 -
  31. 31. Temps de retour énergétique du photovoltaïque
  32. 32. Conférence'européenne'PV['2009' Temps de retour énergétique du photovoltaïque
  33. 33. DURABILITE ET RISQUE - 34 -
  34. 34. - 35 - Encrassement
  35. 35. Grèles, chocs, marche sur les modules : microfissures…
  36. 36. Délamination liè au mauvais process de fabrication
  37. 37. - 38 - RECYCLAGE
  38. 38. Economie Circulaire dans le photovoltaïque
  39. 39. Economie Circulaire dans le photovoltaïque Les premiers panneaux photovoltaïques certifiés Cradle to Cradle sont disponibles ! L'énergie renouvelable va enfin le devenir véritablement avec les premiers panneaux photovoltaïques certifiés Cradle To Cradle au niveau Argent. Car si nous voulons de l'énergie renouvelable, faisons en sorte que les matériaux qui composent les panneaux le soient également (ex : les réserves d'Indium nécessaires à leurs fabrications sont estimées à 19 années seulement !). C'est avec cette intention que la société Sunpower a fait certifier deux de ses modèles, la Série E et la Série X, dont le modèle X est aujourd'hui le plus performant au monde '
  40. 40. Evolution prix installations - 41 -
  41. 41. Évolution prix
  42. 42. •  2009 : –  3kWc : environ 6€/Wc –  100kWc : environ 5€/Wc •  2014 : –  3kWc : environ 3,2€/Wc –  100kWc : environ 2,3€/Wc Évolution prix
  43. 43. AUTOCONSOMMATION : PRESPECTIVES A MOYEN TERME - 44 -
  44. 44. Parité réseau : coût PV=prix marché Dernier AO CRE / 100-250 kWc : 15,3c€/kWh sur 20 ans Parité réseau
  45. 45. - 48 - Évolution prixÉvolution prix
  46. 46. SECTEUR RESIDENTIEL - 49 -
  47. 47. SECTEUR TERTIAIRE - 50 -
  48. 48. PERSPECTIVES – OBJECTIFS REGIONAUX SOURCE SER
  49. 49. PERSPECTIVES REGIONALES •  AAP Tertiaire – aides existantes CR •  Primes autoconsommation résidentiel •  TRI – Critères Feder •  Démonstrateur Lumiwatt 2 VOLONTÉS POLITIQUES - 53 -
  50. 50. SOLAIRE A CONCENTRATION PAS EN FRANCE - 54 -
  51. 51. - 56 -
  52. 52. Zone du projet Base du 11/19 Loos en Gohelle Liévin Lens PLATEFORME TECHNOLOGIQUE
  53. 53. COMPARAISON TECHNOLOGIQUE SOUS NOS LATITUDES PLATEFORME PROPOSÉE POUR TESTS AVEC FABRICANTS INFORMATION/SENSIBILISATION/FORMATION PLATEFORME TECHNOLOGIQUE
  54. 54. Bilan des trois premières années •  Trois années d’analyse réalisées avec le CD2E et l’appui d’écoles d’ingénieurs (Ensam, Centrale Lille) •  Analyse annuelle 2013 •  Une centaine de groupes de visiteurs représentant plus de 2500 personnes Néanmoins, cette plateforme n’a pas pu avoir un rayonnement et une dynamique plus importante du fait du moratoire photovoltaïque de fin 2010 qui a notamment eu deux conséquences : •  bloquer la demande et donc stopper une filière qui en région Nord-Pas de Calais représentait plus de 300 PME-TPE installateurs. •  limiter notamment le développement de formation (même si un programme complet avait été monté), et de la R&D technologique in situ.
  55. 55. ANALYSE DES DONNEES DE LUMIWATT - 60 -
  56. 56. Analyse données du site Performance annuelle sur 2013 '['''' '200'' '400'' '600'' '800'' '1.000'' '1.200'' '1.400'' PRODUCTIVITE)EN)KWh)DC/KWc)SUR)2013) D' N' O' S' A' J***' J' M' A' M' F' J'
  57. 57. Analyse données du site – exemple 1 Journée à fort ensoleillement
  58. 58. Analyse données du site – exemple 1 Journée à fort ensoleillement et forte température
  59. 59. Analyse données du site – exemple 1 Performance trackers [50%' [40%' [30%' [20%' [10%' 0%' 10%' 20%' 30%' 40%' 50%' 'J'' 'F'' 'M'' 'A'' 'M'' 'J'' 'J'' 'A'' 'S'' 'O'' 'N'' 'D'' performance)en)DC)tracker/shed)(exclusion)µm))sur)2013)et)HIT) sur)janvier)) HIT' M'BC' M' P' aSi'TJ' CIS' aSi' CIGS'
  60. 60. DEMONSTRATEUR USAGE DES ENR ELECTRIQUES - 66 -
  61. 61. Développements 2014-2016 Plateforme 1 PRODUCTION*ENR* GESTION*/*MONITORING*
  62. 62. Développements 2014-2016 Plateforme 2 - UP ENR usage de la production d’EnR PRODUCTION*ENR* GESTION*/*MONITORING* STOCKAGE* USAGES* 4'partenaires'différents,'avec' champs'inclinaison'et' orienta9on'complémentaire' 3'technologies'différentes,' pe9tes'puissances' 2'technologies'différentes'
  63. 63. Développements 2015-2016 Plateforme' maintenance' Plateforme' technologique' solaire'thermique' Modifica9on' inclinaison/ orienta9on'des' champs'pv' Centralisa9on' de'données'EnR' Faible'pente'ou' forte' Orienta9on'SE'–'SO' ' Obj':'démonstra9on' pour'les'couches' minces…'
  64. 64. cd2e Rue de Bourgogne - Base 11/19 - 62750 Loos-en-Gohelle Tél.: +33 (0)3 21 13 06 80 Fax: +33 (0)3 21 13 06 81 www.cd2e.com Place aux questions et à la visite

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