SOLAR CLUB CERN

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MAUVAIS TEMPS SUR LE SOLAIRE...

Etude de l'Association Suisse des Electriciens in BULLETIN ElectroSuisse, No10, mai 1999 (voir "Sources")

Pourtant, ça ne commençait pas si mal dans l'éditorial:
    La Suisse est loin d'être en retard dans le domaine de la recherche et de l'application du solaire, et pourtant elle n'a pas de fabricants de panneaux photovoltaïques. A titre d'exemple, les microcellules solaires qui ont été développées par l'Université de Neuchâtel, et qui sont actuellement en phase d'industrialisation. sont reconnues dans le monde entier. Les chercheurs des Ecoles Polytechiques Fédérales de Lausanne et Zurich ont eux aussi obtenu de bons ré-sultats avec leur technologie innovatrice de films minces. C'est ainsi que des progrès étonnants ont été réalisés à Lausanne avec l'utilisation de cellules de silicium sur de grandes surfaces.
     L'intégration de composants du système d'installations solaires est elle aussi importante. Avec leur offre de produits tels que des onduleurs et des systèmes de liaison, les labora-toires de recherche et les entreprises industrielles suisses se positionnent bien sur le marché. La recherche en matière d'intégration d'éléments photovoltaïques dans des bâtiments, c'est-à-dire de panneaux photovoltaïques servant d'éléments de façades ou de toitures, est bien avancée. La technologie joue également un rôle fondamental dans les projets solaires soutenus par la Confédération. Diverses écoles d'ingénieurs dont celles de Berthoud ou de Neuchâtel et l'Institut Paul-Seherrer jouissent ici d'une réputation internationale.
     Même si la Suisse ne peut présenter de vastes programmes d'encouragement tel que c'est le cas en Allemagne (programme d'encouragement pour 10 000 toits) ou aux Etats-Unis (1 million de toits), il n'en existe pas moins plus de 1000 installations photovoltaïques déjà raccordées au réseau suisse, ce qui, mesuré au nombre d'habitants, correspond à un record mondial.

Ulrich Müller, rédacteur UCS

Désolé pour la suite de la démonstration, presque tout le reste est en allemand (pardonnez - et signalez-moi! - les éventuelles fautes d'orthographe), je ne sais pas si je trouverai le temps de faire la traduction (je ne suis pas germanophone), alors, mis à part le premier texte, je ne donne à la fin que le résumé en français des différents documents: Photovoltaikstatistik 1998 Grösster je erreichter Zuwachs
Aus photovoltaischer Sicht war 1998 ein sehr erfolgreiches Jahr. Mit rund 1,7 MWp installierter Leistung aus rund 150 neuen Anlagen war der Zuwachs grösser als je zuvor. Seit Ende 1998 speisen in der Schweiz rund 1100 Solarstromanlagen mit insgesamt 9,1 MWp Leistung ökologischen Strom in das öffentliche Netz ein. Die Schweiz bleibt somit deutlich das Land mit der höchsten installierten Solarstrom-Leistung pro Einwohner. Diese Zahlen gelten jedoch ausschliesslich für netzgekoppelte Anlagen. Dank guter Sonneneinstrahlung erreichte der gemittelte spezifische Ertrag der Anlagen rund 860 Kilowattstunden pro installiertes Kilowatt Spitzenleistung. Das Ziel des Programmes «Energie 2000» (50 MWp) wird kaum noch erreicht werden können, löst doch der neue Spitzenwert nur den bereits schon 1992 erreichten Spitzenzuwachs Von 1,3 MWp ab.

E Christian Meier, Lars Konersmann und Wilfried Blum

Zuwachs 50 gross wie noch nie
Im Jahr 1998 wurde erstmals die Grenze von 1000 PV-Anlagen (Photovoltaik-anlagen), die im Netzverbund betrieben werden, überschritten. Total kamen 1998 etwa 150 Anlagen mit rund 1,7 MWp Nennleistung neu hinzu, Bi1d 1:
(cliquez sur les photos pour avoir leur taille réelle)

Jährlicher Zuwachs sowie kumulierte Leistung bei PV-Anlagen im Netzverbund. Ende 1998 waren 9.1 MWp installierte Leistung am Netz. Der positiv Wachstumstrend der letzten beiden Jahre setzte sich weiterhin fort; die 1998 installierten 1.7 kWp entsprechen einem neuen Rekord.

Dieser neue Wachstumsrekord bestätigt die positive Solarstrom-Entwicklung der letzten beiden Jabre, Tabelle 1:

Der Beitrag der Photovoltaik zur Stromerzeugung in der Scweiz seit 1989. Im Jahre 1998 wurden rund 150 neue Anlagen mit 1.7MWp Nennleistung in Betrieb genommen. Die installierte Gesamteistung stieg auf 9.1 MWp. Bei der Berechnung der Stromproduktion 1998 der reduzierte Breitag der esrst im Verlauf des Jahres erstellen Anlagen berücksichtigt.

Mittlerweile sind in der Schweiz 1100 Anlagen in Betrieb; ihre Stromproduktion betrug rund 7 Mio. Kilowattstunden. Die mittlere Sonneneinstrahlung war 1998 zwar nicht so hoch wie im Rekordjahr 1997, Ilag aber immer noch etwa 2% über dem langjährigen Mittel. Der effektive mittlere Ertrag aller Anlagen betrug 858 Kilowattstunden pro installiertes Kilowatt Spitzenleistung, Bild 2:

Die spezifischen Ertaäge der Photovoltaikanlagen 1998 in kWh/installiertes kWp), aufgeteilt in 50-kWh/kWp-Klassen. Der Mittelwert liegt bei rund 858 kWh/kWp. Als Vergleich sind die Kurven der Vorjahre 1996 und 1997 aufgezeichnet.

Dieser Dnrchschoittswert ist mit Vorsicht zu geniessen, da er sich unter anderem auch aus ertragsmässig nicht opti-mierten Anlagen zusammensetzt wie zum Beispiel Anlagen mit starker Beschattung oder Fassadenanlagen. Dadurch wird der Durchschnitt stark nach unten verschoben. In Bild 3 sind die effektiven mittleren Erträge unter Vernach-1ässigung der Anlagen mit niedriger Produktion dargestellt. Erwartungsgemäss steigen die Durchschnittswerte dabei sofort an. Sofern gute Bedingungen für den Bau einer Solarstromanlage gegeben sind, kann mit einem jährlichen Ertrag Von 900 kWh/kWp und mehr gerechnet werden.
Bild 3:

Mittelwerte der spezifischen Erträge. Die Graphik zeigt, dass bei Vernachlässigung der Anlagen mit geringer Produktion (überdurchschnittliche Beschattung, Fassadenlange usw.) der Mittelwert der spezifischen Ertraäge stark ansteigt. heutzutage liefern Solarstromanlagen ohne scherwiegende Störfaktoren 900 kWh/kWp und mehr.

Internationale Entwicklung
Auch 1998 hat die Schweiz ihren Spit-zenplatz als Land mit der höchsten installierten Leistung pro Einwohner beibehalten können. Mit 30% Wachstumssteigerung gegenüber dem Vorjahr befindet sich Solarenergie momentan im Aufwind. Die grossen Wachstumsziele der Länder wie Deutschland, Holland oder Japan wurden jedoch noch nicht erreicht, Bild 4:

Entwicklung der installierten der Solarstom-Leistung pro Einwohner von Holland, Deutschland und der Schweiz. In der Schweiz setzte sich das starke Wachstum im Beireich Photovoltaik auch 1998 weiter fort. In Deutschland hingegen kam es 1998 zu einem schweren Einbruch.

In Deutschland kam es 1998 sogar zu einem Einbruch von 30%. Auch weltweit ist die PV-Wachstumsrate wegen der Asienkrise gesunken; das Marktwachstum sank von 37% (1997) auf 15% (1998).
Für 1999, wird jedoch erwartet, dass sich die Wachstumsrate wieder auf dem hohen Niveau Von 1997 empendein wird. 1999 sind weltweit zahlreiche Förderungsprogramme für Solarstrom angekündigt. Zum Beispiel ist in der EU ein Projekt für 20 Milliarden Euro geplant, das 500'000 So1ardächer und Solarfassaden in Europa und weitere 500'000 Anlagen in Entwicklungsländern vorsieht. Auch in Japan stehen grosse Pläne in Aussicht. Es ist zu hoffen, dass die vielen Programme erfolgreich uingesetzt werden können.

Langfristiges Verhalten Von PV-Anlagen
Verschlechtert sich die Stromproduktion einer Anlage mit zunehmendem Alter? Eine wichtige Frage, die bis jetzt noch nicht vollst:andig gekl:art ist. Heutzutage rechnet man bei PV-Anlagen mit einer Betriebsdauer Von 25 bis 30 Jahren. Im Bild 5 ist die relative Produktion Von 25 Anlagen über eine Zeitspanne Von 7 kompletten Betriebsjahren aufgezeichnet.
Bild 5, Zeitlicher Verlauf des relativen Anlageertrages:

Die Trendlinie weist auf eine Abnahme des relaiven Ertrages mit zunehmendem Alter der Anlagen hin. Die Messresultate stammen von unabhängigen PV-Anlagen, deren Erträge vom Januar 1992 bis zum Dezember 1998 festgehalten worden sind. Um die Anlagen miteinander zu vergleichen, wurde die effektive Produktion durch die zeitlich und örtlich variierende Einstrahlung dividiert (grobe Witterungsbereinigung)

Die graphische Darstellung der Daten deuter darauf hin, dass die Ertr:age von Solarstromanlagen im Laufe der Zeit tatsächlich leicht abnehmen. Einzig der Wert aus dem Jahre 1994 widerspricht dieser Vermutung. Um genauere Aussagen über das langfristige Verbalten Von Solarstromanlagen machen zu können, werden weitere Untersuchungen nötig sein. Da Photovoltaik eine relativ neue Form der Energiegewinnung ist, sind Daten aus früheren Jahren noch nicht sehr zahlreich. Nur dank der Mithilfe aller Anlagenbetreiber, die alljährlich ihre Daten zur Verfügung stellen, ist es möglich, neue Erkenntnisse zu gewinnen.

Wechselrichter
Entscheidend für den Ertrag von Solaranlagen ist in erster Linie der Wirkungsgrad der Module und ihre Orientierung (Ausrichtung, Beschattung, Aufstellwinkel). Im täglichen Betrieb spielt aber auch die Verfügbarkeit des Wechselrichters eine grosse Rolle. Sobald der Wechselrichter einer Anlage aussteigt, stoppt die gesamte Stromproduktion. Deshalb ist es wichtig, solche Ausfälle schnell zu erkennen und zu beheben.
Die Wechselrichterverfügbarkeit lag 1998 gleich wie im Vorjahr bei 97%, Bild 6:

Die Verfügbarkeit der Wechselrichter betrug 1998 durchschnittlich 97.2%; dies entspricht dem Wert vom Vorjahr. Von den 192 erfassten Anlagen waren 51 Anlagen von Wechselrichterausfällen betroffen, das heisst 26.5% aller Anlagen.

Von den 194 erfassten Anlagen wiesen gesamthaft 51 Anlagen Ausfälle auf, das entspricht 26%. Hochgerechnet hatte jede Anlage einen durchschnittlichen Wechselrichterausfall von 10 Tagen. Betrachtet man nur die von Ausfällen betroffenen Anlagen, dauerte ein Wechselrichterausfall im Durchschnitt 38 Tage. Da diese Zahlen aus Befragungen stammen, könnte die Dunkelziffer noch höher sein.

PV-Anlagen-Betreiberinnen und -Betreiber gesucht:
Um eine möglichst aussagekräftige und repräsentative Statistik zu veröffentlichen, sind wir auf zahlreiche Anlagendaten angewiesen. Falls Sie Ihre Daten zur Verfügung stellen möchten, schreiben Sie an folgende Adresse:
VSE, Frau Martina Huber, Postfach 6140, 8023 Zurich. Selbstverständlich werden Ihre Daten vertraulich behandelt. Am Ende jeden Jahres werden Sie eine vorfrankierte Postkarte erhalten, auf der Sie die produzierten Kilowattstunden Ihrer Anlage eintragen können.

Dank
Dank der Mithilfe von Solaranlagenbetreibern und Anlageinstallateuren, die uns ihre Daten zur Verfügung stellen, werden jedes Jahr neue Erkenntnisse gewonnen. Die Autoren danken allen Personen und Stellen für die Unterstützung zur Bereitstellung der Daten, insbesondere den über 200 Betreiberinnen und Betreibern Von PV-Anlagen in der Schweiz, allen Importeuren und Installateuren sowie den im Solarstrom besonders aktiven Elektrizitätswerken.

Schlussbemerkung
Auch in den nächsten Jabren soll die PV-Energiestatistik weitergeführt werden. Ziel ist es, die Photovoltaikentwicklung in der Schweiz genau zu verfolgen (Bild 7) und auf internationaler Ebene zu vergielchen. Da für 1999 international zahlreiche Förderungsprogramme in Aussicht stehen, wird es 10 der nächsten PV-Energiestatistik viel Neues zu berichten geben.
Bild 7:

Verlauf der über die Schweiz gemittelten und nach PV-Anlagestandorten gewichteten Einstrahlung der letzten 15 Jahre. Die Einstrahlung war 1998 tiefer als im Vorjahr, lag aber trotzdem noch 2% "ber dem langjährigen Mittel. Detaillierte Untersuchungen zeigen, dass dies nicht für die ganze Schweiz gilt und regional grosse Unterschiede bestehen können

Dieser Beitrag ist durch die Unterstützung des Bundesamtes für Energie (BFE) und dem Verband Schweizerischer EIektrizitätswerke (VSE) für das Projekt «Energiestatistik und Qualitätssieherung von Photovoltaikanlagen» entstanden. Für die Schlussfolgerungen sind ausschliesslich die Autoren verantwortlich.

Statistique de l'énergie solaire 1998 (résumé): Augmentation record
1998 a enregistré de très bons résultats sur le plan photovoltaïque. Quelque 150 nouvelles installations photovoltaïques d'une puissance installée totale d'environ 1,7 MWp ont été raccordées au réseau en 1998, ce qui est une valeur record. Ce sont près de 30% de plus que l'année précédente. Quelque 1100 installations photovoltaïques d'une puissance totale de 9,1 MWp alimentent en Suisse le réseau public en électricité écologique. Quant à la puissance installée par habitant, la Suisse reste nettement leader au niveau international. Grâce au bon ensoleillement, le rendement spécifique moyen des installations a été d'environ 860 kilowattheures par kilowatt installé de puissance de pointe. L'objectif du programme fédéral Energie 2000 (50 Mwp) est encore loin d'être atteint; le développement photovoltaïque n'en est pas moins réjouissant en Suisse.

(Jusque-là, ça va!)

Energie solaire en Suisse

Etat de la technologie photovoltaïque et perspectives
Non seulement le public, mais aussi les milieux universitaires, industriels et l'économie électrique s'intéressent de plus en plus à l'énergie solaire. Le présent article met en évidence l'état actuel de la technologie photovoltaïque en Suisse, et en comparaison internationale. Partant de ces constatations, des éléments critiques en matière de photovoltaïque sont identifiés et les futurs défis sont formulés. Selon la définition contenue dans le programme suisse de l'énergie solaire, le système photovoltaïque est discuté en tant que système énergétique. L'état de la recherche et de la technologie est donc présenté sur la base de l'application et les besoins de développement en sont déduits.

(Jusque-là, ça va encore!)

Considérations relatives à l'appréciation de l'électricité solaire du point de vue de l'économie énergétique Le système photovoltaïque, conversion silencieuse et non polluante de l'énergie solaire inépuisable à vue humaine en électricité, correspond pour ainsi dire à la représentation idéale d'un système énergétique durable. Quelle est toutefois l'importance de l'électricité solaire dans notre réseau d'approvisionnement en électricité? Quelle influence l'augmentation de la capacité photovoltaïque a-t-elle sur le parc de centrales conventionnel? De quelle autonomie d'approvisionnement le propriétaire d'une installation photovoltaïque privée dispose-t-il? L'article traite en détail ces questions.

(Même si on commence à soupçonner quelque-chose, jusque-là, ça va aussi!)

Réduction progressive du rendement énergétique d'installations photovoltaïques due à une altération et un encrassement permanents Il n'existe que peu d'informations sur les pertes de puissance et les altérations permanentes des modules solaires terrestres. On a jusqu'à présent supposé que la pluie et la neige suffisaient en Europe centrale à nettoyer naturellement les générateurs photovoltaïques; aucun nettoyage supplémentaire n'avait donc été prévu. Contrairement aux pertes de puissance irréversibles, et de ce fait graves, dues à des délaminations, celles dues à des encrassements permanents peuvent être réparées par des nettoyages périodiques des générateurs photovoltaïques.

Jusque-là, ça semble aller toujours, surtout si l'on sait lire le tableau suivant, porteur d'un espoir sans faille; pour ceux qui ne sont pas familiarisés avec les théories économiques, les courbes du type ci-dessous sont communément appelées "courbes de Marchetti", du nom d'un économiste Italien qui se... targue de représenter l'évolution des marchés économiques selon des «MODÈLES MATHÉMATIQUES SIMPLES» - formule de lui - (trouvant leur tradition -sic- dans les équations de Volterra-Lokta sur la dynamique écologique), et où on y trouve fréquemment employés le terme (tellement à la mode) de "paradigmes"; pour ceux intéressés, vous pouvez lire (sur notre site) un commentaire d'une conférence d'un physicien du CERN au cours duquel ces courbes ont été utilisées pour expliquer que toutes les énergies "traditionnelles fossiles" vont disparaître pour être remplacées par le nucléaire... "renouvelable" (si si si!) de Carlo Rubbia!

J.M. Weingart,"The Helios Strategy, mai 1981!
Energies renouvelables en Suisse, aujourd'hui et à l'avenir Une couche de plus en plus large de la population se rend depuis un certain compte du fait que l'avenir de l'humanité dépend en grande partie d'une utilisation raisonnable de l'énergie. Le fait qu'il soit, entre autres, possible que l'humanité soit elle-même responsable du changement de climat - ceci en raison des émissions de C0₂ liées à tous les processus de combustion - a sensibilisé de nombreux milieux aux questions de l'énergie.
On observe une tendance à consommer de moins en moins de combustibles fossiles et carburants, agents énergétiques prédominants à l'échelon mondial. Du fait de leur production d'électricité exempte de C0₂, l'hydraulique et le nucléaire jouent ici un rôle important. Produisant 97% de son électricité de cette manière, la Suisse arrive en tête du peloton mondial. Dans ce contexte, il convient également de mentionner les économies d'énergie ainsi que l'amélioration du rendement des applications énergétiques et, avant tout, l'utilisation d'énergies renouvelables. Le présent article étudie l'évolution, à ce jour, de l'introduction de nouvelles énergies renouvelables et, en particulier, de l'énergie solaire et le rôle que ces sources d'énergie devraient jouer à l'avenir. Les espoirs sont ici en partie absolument irréalistes.

... ET VOILA LE TRAVAIL !?...
N'hésitez pas à m'adresser vos commentaires et/ou explications éventuelles:
yves.renaud@cern(.ch)