Installations photovoltaïques pour site isolé
C’est historiquement la première utilisation des systèmes photovoltaïques, par exemple pour alimenter des relais de télécommunication ou habitats isolés difficiles d’accès et sans raccordement possible au réseau.
C’est aussi actuellement un des seuls moyens de fournir de l’électricité à 2 milliards de personnes qui n’y ont pas accès aujourd’hui.
Le dimensionnement de ces installations nécessite de connaître précisément le profil de charge de l’utilisation et le nombre de jours sans soleil auquel l’installation sera soumise pour définir l’énergie à stocker dans des batteries et donc leur taille et leur type.
Ensuite, il faut calculer la surface de capteurs photovoltaïques pour être sûr de recharger les batteries dans le cas le plus défavorable (plus courte journée hivernale).
Particularités
Cette méthode conduit à des surdimensionnements nécessaires pour assurer la continuité de fonctionnement une ou deux fois par an, mais qui rendent ce type d’installation très onéreux !
A noter que ce type d’utilisation doit représenter environ 20 % du marché du photovoltaïque en 2012, et 40 % en 2030 selon l’EPIA (European Photovoltaic Industry Association).
Stockage
Le stockage est donc un point critique de ce type d’installation.
Il existe plusieurs types de batteries :
Les batteries plomb
Ce sont des batteries qui fonctionnent en cycles (charge-décharge). Les batteries de type ouvert sont conseillées pour éviter des phénomènes de gonflage liés à des charges trop rapides et à un dégagement d’hydrogène important.
Leur avantage est indiscutablement leur coût d’achat, mais leur inconvénient est leur faible durée de vie. Celle-ci dépend de la profondeur des décharges, mais ne dépasse pas 2 à 3 ans dès 50 % de décharge. De plus une décharge profonde peut « tuer » la batterie. L’exploitation d’un site isolé ainsi équipé devra donc intégrer le changement régulier des batteries afin de conserver ses performances de charge.
Les batteries Ni-Cd, ou Nickel-Cadmium
Elles présentent l’avantage d’être beaucoup moins sensibles aux conditions extrêmes de température, de décharges ou charges profondes. Elles ont une durée de vie bien supérieure (5 à 8 ans) mais sont plus chères à l’achat. Cependant, le coût du Wh stocké sur la durée de vie de l’installation sera inférieur à celui obtenu avec les batteries au plomb.
Les batteries Li-ion
Ce sont les batteries de demain pour ce type d’application. Insensibles aux décharges profondes, durée de vie jusqu’à 20 ans. Leur prix encore prohibitif devrait chuter d’ici 2012 avec le démarrage de la production de masse. Elles seront alors les plus économiques pour ce genre d’application.
