Étude d’une ombrière photovoltaïque sur un parking
Les objectifs de la mission du bureau d'étude pour une ombrière photovoltaïque
Voltania vous accompagne dans la mise en œuvre d’une ombrière de parking photovoltaïque sur la zone souhaitée.
L’enjeu est de trouver une zone qui puisse accueillir du solaire sans contrainte lorsque la toiture bâtiment ne peut être valorisée.
Étude réelle (en version très sommaire présentée ici) qui a donné lieu à la réalisation de l’abri solaire.
Une ombrière photovoltaïque :
Une ombrière est un abri pour le stationnement des véhicules en structure métallique ou bien en bois selon vos attentes.
Cet abri de stationnement solaire permet de couvrir, une ou bien deux places de parking avec un rampant de 6 ou 12ml de long voir plus.
La hauteur à l’égout est de 2.2 à 5 m selon le type de véhicules stationnés (VL ou PL).Un mono-poteau central avec des bracons pour supporter le tout. Les poteaux sont idéalement espacés de 5 à 7.5 ml voir 10 ml.
Le poteau peut être désaxé sur les ombrières de 6ml de rampant. Il est aussi possible de faire un portique (poteau avant +arrière).
Les panneaux photovoltaïques sont fixés sur l’abri voiture à l’aide d’un système d’intégration, ils sont ensuite connectés entre eux, raccordés à des onduleurs placés en tête de poteaux.
L’énergie verte produite grâce à cet aménagement est ensuite injectée sur un point de livraison (TGBT ou PDL Enedis).
Installer des panneaux solaires assurent le couvert et une étanchéité relative.
Cet abri voiture améliore également le confort des usagers en les protégeant par temps de pluie (chaleur, intempéries …) pendant leurs achats.
L'étude du site de la future centrale solaire
La première étape en amont de l’installation d’une ombrière solaire photovoltaïque est la réalisation d’une étude de sol qui permettra le dimensionnement des fondations. Dans le cas des ombrières lestées, cela n’est pas nécessaire.
Les fondations sont composées de micropieux insérés dans le sol. Si les micropieux ne sont pas suffisants, il sera nécessaire de prévoir la mise en œuvre de massifs en béton armé.
La structure de l’ombrière solaire photovoltaïque est dimensionnée sur mesure, en fonction de votre projet, de votre parking et des normes EUROCODES liées à votre localisation notamment (neige/vent).
Pour le montage de la structure de cet abri solaire, seuls des engins légers sont utilisés. Une fois cette structure montée, les panneaux solaires photovoltaïques sont installés et raccordés grâce à un système de rails drainants avec une inclinaison de 5°.
Les onduleurs solaires photovoltaïques sont placés en tête de poteau et les passages de câbles électriques sont enterrés (lot VRD : tranchées +pose de TPC) pour le AC et aérien pour le DC.
Il est nécessaire se renseigner auprès de la mairie ou de la DREAL (Direction régionale de l’environnement, de l’aménagement et du logement) pour connaître en amont les autorisations nécessaires pour réaliser votre projet.
Le calepinage des modules photovoltaïques
L’objectif de cette partie d’étude est de définir la quantité de panneaux photovoltaïques qui peuvent être installés sur l’abri solaire.
Dans le cadre de ce projet, nous valorisons l’espace disponible au niveau du parking de ce Stade Aquatique.
Nous tenons compte de l’ombrage des différents obstacles (arbres, bâtiments…) pour permettre une rentabilité de projet optimale.
Calculs de la production réelle en fonction de la position géographique
L’ensoleillement est un point crucial sur la production de l’énergie solaire photovoltaïque. Les simulations de production de l’énergie photovoltaïque sont donc estimées avec l’historique de l’ensoleillement réel du site de production grâce aux données météo du site le plus proche.
L’orientation des ombrières solaires est souvent dictée par celles des places de stationnement.
Le choix des composants du générateur photovoltaïque :
Le choix des composants du générateur solaire photovoltaïque est centrale quant à la robustesse et la performance de votre type d’installation. La structure de l’ombrière et la qualité des matériaux est un premier point (acier, bois, galva …). Inclinaison de la structure impactera la performance du générateur. Cependant, une ombrière ne peut pas être trop inclinée à cause de la prise de vent.
Chaque panneau photovoltaïque possède des caractéristiques techniques et des performances propres, lors de nos simulations, nous utilisons les caractéristiques techniques des modules solaires de haute performance.
Pour rappel, la technologie des cellules photovoltaïques évolue très rapidement et la performance de celle-ci est en constante augmentation.
Panneau photovoltaïque :
- Puissance : 281,22 kWc
- Modules : 860 modules Sunpower
- Garantie : 25 ans productibles
- Garantie : produit 12 ans
- Top 10 classements Bloomberg des fabricants de modules PV
- Marque : Sunpower 327 COM
Les onduleurs photovoltaïques :
Ils sont le cœur de votre générateur. Au de-là de convertir le courant continu en courant alternatif, ils vont aussi intégrer à leur solution des calculateurs appelés MPPT (Maximum Power Point Tracker) qui vont analyser en temps réel le potentiel énergétique maximal de votre centrale. Ils intègrent aussi un système de monitoring pour suivre à distance et en temps réels les performances de votre générateur.
Il est important de choisir la bonne solution adaptée à votre besoin et à votre application.
Des onduleurs SolarEdge ont été choisis pour ce projet solaire. Ils sont associés à des optimiseurs qui intègrent un MPPT. Dans le cadre de ce projet, il y a un optimiseur pour 2 PV ce qui permet de gérer la problématique d’ombrage du site.
La simulation 3D et la simulation de l'impact des ombres portées
Le géopositionnement du générateur dans l’espace ainsi que le calepinage via un logiciel de dessin assisté 3D nous permet de tenir compte lors de nos calculs des ombres portées, du rayonnement solaire en fonction des saisons et de l’heure de la journée.
L’objectif ici était d’établir une production au plus proche de la réalité et de prendre les mesures nécessaires en cas d’un impact jugé trop important des masques proches.
Le MOA (maîtrise d’ouvrage) ne souhaitant pas abattre les arbres, nous avons proposé la mise en œuvre des optimiseurs Solar Edge.
Nous pouvons ainsi définir votre productible photovoltaïque
Les différentes simulations et données techniques permettent d’établir votre productible photovoltaïque avec un taux de probabilité de 90%. Cela prenant en compte la géographie, la topographie, le matériel, ses performances, la conception du générateur, la météo des années passées ainsi que l’environnement (ombre, obstacles …).
Retour sur investissement :
Ce qui est pris en compte pour le calcul du retour sur investissement.
- Taxe Enedis TURPE
- Contrat de maintenance photovoltaïque préventive annuel
- Le renouvèlement des onduleurs entre 8 et 12 ans
- L’augmentation du prix de l’électricité (+3%/an
- Taux d’inflation : 2%
- Assurances
- Productible PV moyen sur 20 ans
Rentabilité financière de la centrale électrique solaire
La rentabilité de votre installation repose non seulement sur le prix de prélèvement de votre électricité (nous avons considéré le tarif extrait des factures d’électricité transmises en considérant les heures d’été et d’hiver et les heures pleines et creuses) mais également sur la façon dont vous consommez votre énergie électrique. Les calculs effectués dans le cadre de la préfaisabilité permettent d’établir les résultats suivants :
Que dit la législation sur les parkings photovoltaïques ?
Dans un contexte de transition énergétique, l’Assemblée a adopté vendredi 9 décembre une obligation d’équiper les grands parkings extérieurs de plus de 1500 m² d’ombrières photovoltaïques. Une mesure qui vise à accélérer la production d’énergies renouvelables.
Initialement, le projet prévoyait un nombre de places définit (à partir de 80 places), cependant l’assemblée a choisi de préciser l’obligation en définissant un nombre de m².
Un amendement a également été adopté, doublant ainsi les sanctions en cas de manquements (de 20 000 à 40 000€).
Les députés ont voté des amendements réduisant la portée des dérogations en donnant la possibilité « d’adaptation » plutôt que « d’exonération ».
Les différents échéanciers à suivre
Il y a différents échéanciers concernant l’installation des couvertures de parking à suivre :
- Dès maintenant, pour les parkings extérieurs de plus de 1500 m² dont la demande d’autorisation d’urbanisme a été déposée après le 10 mars 2023 ;
- Avant juillet 2026, pour les couvertures de parking extérieures existantes de 10 000 m² et plus ;
- Avant juillet 2028, pour les parkings extérieurs existants dont la superficie est comprise entre 1 500 m² et 10 000 m².
Coupler des bornes de recharge de véhicules électriques aux ombrières photovoltaïques
Les objectifs de la mission bureau d'étude IRVE
Le projet consiste à intégrer des bornes de recharge de véhicules électriques à une ombrière de parking photovoltaïque sur la zone souhaitée. L’expertise de Voltania réside dans la conception, l’installation et la maintenance de borne de recharge de véhicules électriques.
Fort d’une expertise reconnue et d’une expérience acquise grâce au photovoltaïque depuis près de 15 ans, Voltania est en mesure de proposer à chaque client un projet solaire adapté à ses attentes.
Recharger son véhicule électrique avec un générateur d'énergie solaire :
Cette recharge se présente comme une option innovante à la recharge de véhicules électriques via une borne de recharge.
Elle se distingue et se caractérise par l’autoconsommation, les panneaux photovoltaïques vous permettent d’assurer une production d’électricité, de stocker l’énergie solaire, ainsi que de la consommer en rechargeant votre véhicule électrique.
Pour pouvoir utiliser cette option de recharge de véhicules électriques, il faut tenir compte de plusieurs paramètres à prendre en compte en amont :
- La puissance de la borne de recharge
- Une approximation du nombre d’utilisateurs
- L’espace disponible
- L’orientation possible et l’ensoleillement dont vous disposez
- Le budget alloué pour ce projet
L’évolution de ces facteurs d’électricité influe directement dans le choix des modèles à utiliser et pour la validité du projet final.
Il est important de comprendre le fonctionnement des bornes de recharge reliées à des panneaux photovoltaïques.
L'étude du site d'implantation des bornes de recharge :
La première étape à réaliser en amont de la conception du projet IRVE est l’étude du site. Cette étape permet d’élaborer le plan du site et le dimensionnement électrique. Les bornes de recharge ainsi que le type de prise utilisée sont ensuite sélectionnés.
Il existe 5 différents types de bornes :
- Charge lente : Prise renforcée (Pcharge < 3,7kW)
- Charge semi-accélérée/accélérée : Wallbox (3,7 kW < Pcharge < 22 kW)
- Charge semi-accélérée/accélérée : Borne sur pied (3,7 kW < Pcharge < 22 kW)
- Borne rapide (50 kW < Pcharge < 150 kW)
- Borne ultra-rapide (150kW < Pcharge )
Voltania s’occupe ensuite, si le client le souhaite, de la demande de prime ADVENIR en montant avec lui le dossier administratif.
Une fois l’offre présentée et validée par le client le projet peut être réalisé.
Pour rappel : Advenir est un programme de subvention, financé par les Certificats d’Économies d’Energie (CEE), pour la fourniture et l’installation d’un point de charge.
Pour plus de précisions vous pouvez vous rendre directement sur le site internet : https://advenir.mobi/
Pour terminer, une réunion sur site et une formation pour l’accès aux bornes sont réalisées avec le client.
Que dit la législation ?
01/01/2025 : Obligation d’équiper les parkings existants de bornes de recharge de véhicules électriques :
5% du total de places de stationnement du parking doivent être équipées.
Exemple : Un parking possédant 200 places de stationnement devra équiper 10 places de stationnement en borne de recharge pour véhicule électrique.
En 2021, 49 914 points de recharge ont été installés en France.
Le coût varie en fonction de la taille de l’ombrière photovoltaïque.
Le coût est d’environ : 160€/m².
La première étape en amont de l’installation d’une ombrière solaire photovoltaïque est la réalisation d’une étude de sol qui permettra le dimensionnement des fondations. Dans le cas des ombrières lestées, cela n’est pas nécessaire.
Les fondations sont composées de micropieux insérés dans le sol. Si les micropieux ne sont pas suffisants, il sera nécessaire de prévoir la mise en œuvre de massifs en béton armé.
La structure de l’ombrière solaire photovoltaïque est dimensionnée sur mesure, en fonction de votre projet, de votre parking et des normes EUROCODES liées à votre localisation notamment (neige/vent).
Pour le montage de la structure de cet abri solaire, seuls des engins légers sont utilisés. Une fois cette structure montée, les panneaux solaires photovoltaïques sont installés et raccordés grâce à un système de rails drainants avec une inclinaison de 5°.
Les onduleurs solaires photovoltaïques sont placés en tête de poteau et les passages de câbles électriques sont enterrés (lot VRD : tranchées +pose de TPC) pour le AC et aérien pour le DC.
Il est nécessaire de se renseigner auprès de la mairie ou de la DREAL (Direction régionale de l’environnement, de l’aménagement et du logement) pour connaître en amont les autorisations nécessaires pour réaliser votre projet.
Dans certains cas, l’espace ne peut être optimisé avec une ombrière de parking photovoltaïque :
- un ensoleillement qui n’est pas optimal
- des obstacles
- un site qui n’est pas adapté
Les composants du prix d’une ombrière photovoltaïque sont : les fondations, la structure métallique, les VRD et la partie photovoltaïque.
Il y a plusieurs avantages à installer une ombrière de parking photovoltaïque :
- le confort : par temps de pluie et de canicule, une voiture abritée est un réel plus pour vos usagers ou pour une flotte de véhicules
- la visibilité : le générateur solaire produit de l’énergie verte sous vos yeux et ceux des clients/partenaires
- le choix technique : la couverture de votre bâtiment ne peut être valorisée, votre parking peut accueillir sans contrainte un abri solaire
- l’électro mobilité : couplez vos générateurs photovoltaïques avec des bornes de recharges de véhicules électriques : produisez et roulez à l’électricité verte
Une aide financière est mise en place par l’état : la prime à l’autoconsommation. Elle fluctue en fonction de la puissance installée et est versée sur 5 ans. Son montant est dégressif.
De plus, certaines collectivités proposent des aides à l’autoconsommation pour les entreprises. Renseignez-vous auprès des acteurs locaux.
