30 ans de production photovoltaïque au lycée Hippolyte Fontaine

30 ans de production photovoltaïque au lycée Hippolyte Fontaine

Une installation solaire photovoltaïque nommée « Phébus » est en activité au sein du lycée Hippolyte Fontaine depuis juin 1994.

Cette centrale solaire fait partie des premières installations photovoltaïques françaises raccordées au réseau électrique.

En 30 années de production, l’énergie injectée dans le réseau électrique de l’établissement a permis d’éviter l’émission de près de 20 tonnes de CO2 (en se basant sur le mix électrique européen moyen) et la production de déchets radioactifs.

Une des premières installations photovoltaïques françaises couplées au réseau électrique

L’installation photovoltaïque a été raccordée au réseau électrique du lycée en juin 1994 dans le cadre d’un programme de recherche et développement co-financé par la Commission Européenne (Phébus 93).

Ce projet a été initié par une association intitulée « Phébus », créée en 1991, et qui deviendra l’association « Hespul » en 2000. Son intérêt était de développer la mise en place de micro-centrales solaires couplées au réseau électrique dont il n’existait aucun exemplaire en France à l’époque.

Il s’agissait de démontrer que cela fonctionnait bien, que c’était simple à installer, facile à utiliser, que la technologie était au point et que c’était tout à fait fiable. Le deuxième objectif était de disposer d’installations de référence en grandeur réelle de production photovoltaïque dans des conditions climatiques, géographiques et humaines très variées.

Jusqu’à cette date, ce type de production était jugé en France sans intérêt et sans avenir par beaucoup… La production photovoltaïque restait limitée aux sites isolés sans possibilité de raccordement au réseau électrique (refuges de montagne, réémetteurs TV, habitats isolés…).

C’est ainsi que 23 projets de centrales photovoltaïques raccordées au réseau électrique ont été développés dans 15 régions françaises, dont celui du lycée Hippolyte Fontaine pour la région Bourgogne.

L’association Hespul cumule plus de trente ans d’expérience sur le terrain en matière de photovoltaïque et facilite l’accès à la connaissance sur le photovoltaïque au travers d’un centre de ressources et d’informations www.photovoltaique.info.

Fonctionnement de la production photovoltaïque

L’installation est composée de 24 panneaux photovoltaïques au silicium monocristallin dont la surface totale est de 15,5m². Ils sont orientés vers le sud avec un angle de 30°.

 

Ces modules photovoltaïques (1800Wc au total) fournissent l’énergie électrique sous la forme d’un courant continu à un onduleur-coupleur central monophasé qui permet :

      • La conversion de l’énergie électrique du courant continu (DC) en courant alternatif (AC).
      • L’exploitation de la puissance électrique maximale que peuvent fournir les cellules photovoltaïques (fonctionnement MPPT : Maximum Power Point Tracking).
      • La sécurité des personnes en se découplant du réseau électrique si un défaut de celui-ci est détecté.

L’onduleur-coupleur PV-WR 1800 (SMA) initialement installé a donné des signes de faiblesse en 2011 après 17 ans de fonctionnement.
La durée de vie d’un onduleur solaire central de système photovoltaïque est plus faible que la durée de vie des modules photovoltaïques, mais on peut considérer que notre onduleur a assuré son fonctionnement sur une durée plus importante que les prévisions.

 

Il a été remplacé par un onduleur-coupleur SunnyBoy 1700 (SMA) en juin 2011 avec des possibilités étendues de surveillance de l’installation (température de l’air extérieur, température des panneaux photovoltaïques, rayonnement solaire, comportement électrique de l’onduleur-coupleur).

 

Les données de fonctionnement de la centrale photovoltaïque sont accessibles sur la plateforme cloud de la société SMA sunnyportal.com et permettent d’effectuer des activités pédagogiques par les étudiants, même en dehors du lycée.

Energie électrique gratuite

Après fabrication des composants, l’énergie électrique injectée dans le réseau électrique est gratuite puisqu’elle est produite à partir de l’énergie solaire.

La variabilité de cette énergie renouvelable en fonction de la saison et de la climatologie (ensoleillement, vent, pluie, neige, température extérieure) impacte directement la production électrique (voir le graphique ci-dessous).

La production électrique de l’installation photovoltaïque Phébus a été de 1660kWh en 1995.

Au bout de 30 années de fonctionnement, la baisse de production annuelle d’électricité n’est que de 8,6% !

Rq : les données de production d’énergie sont comptabilisées depuis le mois de juillet 2011 et, suite à des problèmes informatiques, les données de production électrique ne sont pas totalement comptabilisées en 2013 (9 jours de production non comptabilisés en février), 2015 (19 jours de production non comptabilisés en mars et avril) et 2022 (38 jours de production non comptabilisés en novembre et décembre).

Les fabricants de modules photovoltaïques garantissent généralement une baisse de puissance maximale de 20 % sur 20 ou 25 ans. Les performances des modules du lycée Hippolyte Fontaine sont bien supérieures aux valeurs garanties.

Le temps de retour énergétique de l’installation photovoltaïque du lycée Hippolyte Fontaine est de 4 ans environ : c’est le temps de production en énergie pour rembourser l’énergie nécessaire pour sa fabrication et son recyclage.

L’énergie électrique photovoltaïque est donc réellement gratuite depuis … 1998.

Nouvelle installation photovoltaïque au lycée Hippolyte Fontaine en 2025

Les bâtiments F et B du lycée qui hébergent les ateliers des filières automobile, carrosserie et métallurgie, sont actuellement en rénovation.

 

Ces travaux de réfection à hauteur de 8,144 M€, financés par la Région Bourgogne Franche Comté, vont permettre notamment la création d’ombrières photovoltaïques pour le parking des voitures utilisées pédagogiquement par les lycéens.

  • Février 2022 - Etat initial

Lien pour visualiser le projet de restructuration des ateliers.

 

La nouvelle installation photovoltaïque qui sera mise en place sur l’abri des voitures devra avoir les caractéristiques typiques suivantes :

 

La structure électrique de l’installation sera différente de celle de l’installation « Phébus » étant donné que les modules photovoltaïques ne seront pas tous placés avec la même orientation et la même inclinaison. C’est une contrainte supplémentaire mais cela permettra de récupérer plus d’énergie.

 

Une plateforme de supervision permettra :

      • Supervision de la performance de l’installation et exploitation pédagogique avec les élèves
      • Alertes automatiques localisées
      • Comparaisons inter-sites et multi-sites
      • Détection de défauts au niveau de l’onduleur et des modules
      • Outils de dépannage à distance
      • Rapports de production automatiques spécifiques

Cette installation va permettre au lycée de réduire notablement son impact environnemental et de nouvelles études pédagogiques…

 

Nos formations en lien avec les énergies renouvelables

La centrale photovoltaïque « Phébus » est un support pédagogique pour les différentes formations du lycée Hippolyte Fontaine :

Des activités pédagogiques peuvent être menées à distance pour :

    • Etudier l’impact environnemental d’une installation photovoltaïque : cliquer ici.
    • Concevoir une installation photovoltaïque : cliquer ici.

Francis Cunin, enseignant en domotique et bâtiments communicants