DT n05 Janvier 2001

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Les calculs ci-dessous sont approximatifs mais permettent nanmoins de donner une bonne ide de la

manire dont sont dimensionnes les installations solaires.

Dfinition des variables N(L) Nombre de lampes N(tv) Nombre de tlvision et de magntoscope

T(x) Nombre dheures dutilisation de lobjet x C(x) Consommation de lobjet x

Ec Energie consomme Ep Energie produite

Ir Irradiation k Constante de perte dEnergie

Cap Capacit de la batterie. N Nombre de jours dAutonomie

D Coefficient de dcharge U Tension de linstallation

Dimensionnement des panneaux solaires

Lnergie consomme chaque jour peut-tre approche par la formule suivante :

Ec = (T(L)*N(L)*C(L)) + (T(tv)*N(tv)*C(tv))

En prenant pour hypothse :

C(x) = 10 W T(L) = 4 h N(L) = 6 h C(tv) = 80 W T(tv) = 2 h N(tv) = 1 h

Lnergie consomme dans chaque cole (Ec) slve donc approximativement 400 Wh / jour

Nanmoins, il existe des pertes dnergie, et il est ncessaire de produire davantage dnergie quil en

est consomme. Par consquent, il nous faut dsormais calculer lnergie quil est ncessaire de produire

pour faire fonctionner les utilisations (lampes, magntoscope et tlvision) : Ep

Ep = Ec / k

Le coefficient k prend en compte lincertitude mtorologique, linclinaison non corrige des modules, la

non optimalit du point de fonctionnement des modules (vieillissement, poussires,), le rendement de

charge et de dcharge des batteries, le rendement du rgulateur et de londuleur, et des pertes dans les

cbles et les connexions. Pour notre type dinstallation, le coefficient k est en gnral compris entre 0.55

et 0.65. Nous prendrons pour valeur k = 0.55

do Ep = 727 Wh / jour

Pour produire cette nergie, il sera ncessaire dinstaller un gnrateur (panneaux solaires) dune

puissance gale Pc. Cette puissance, dnomme puissance crte, dpend de lirradiation de la rgion

o est situe linstallation. On applique la formule suivante :

Pc = Ep / Ir

Au Burkina Faso, lirradiation est gnralement de 6 kWh / m2 / jour, soit un peu moins de deux fois

suprieure lirradiation qui existe en moyenne en France.

Ainsi, Pc = 121 Wc

La puissance unitaire des panneaux solaires utiliss est de 55 Wc. Il sera donc ncessaire dinstaller 3

panneaux solaires dans chaque cole, soit une puissance crte installe de 165 Wc.

DOSSIER THEMATIQUE - Courrier ES n05 Janvier 2001

Dimensionnement dune installation solaire autonome

en site isol (montagne, Burkina Faso)

DT n05 Janvier 2001

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Dimensionnement des batteries.

La capacit totale des batteries peut tre approche par la formule suivante :

Cap = (Ec* N) / (D*U)

En zone tropicale, on choisit gnralement de 3 5 jours dautonomie. Nous prendrons N = 3 jours pour

les coles car, au contraire dun dispensaire qui conserve des vaccins, on peut admettre un risque de

coupure de courant beaucoup plus lev. Les batteries utilises pour les installations sont des batteries

de camion, et non des batteries spcial solaire de meilleures performances mais plus chres et de

disponibilit rduite dans la province du Sangui. La profondeur de dcharge maximale acceptable pour

ces batteries est de 0.5

Ainsi, Cap = 200 Ah. 2 batteries de 120 Ah seront donc ncessaires.

Dimensionnement des rgulateurs. On spare souvent pour le calcul les deux fonctions du rgulateur : la charge et la dcharge. Le

dimensionnement de la rgulation de charge ( lentre) est fonction de la puissance du gnrateur.

Lintensit admissible du courant dentre du rgulateur doit tre suprieure la valeur maximale produite

par le gnrateur. Les panneaux utiliss fournissent individuellement un courant dune intensit maximale

de 3 ampres (A). Les modules tant en parallle, puisque nous sommes en 12 V, lintensit maximale

fournie est donc de 9 A.

Le dimensionnement de la rgulation de dcharge ( la sortie) est fonction de la puissance totale des

rcepteurs (ou utilisations). Lintensit admissible du courant de sortie du rgulateur doit tre suprieure

la valeur maximale appele par les rcepteurs. La puissance totale pour les rcepteurs (monts en

parallle) est de (6 x 10) + 80 soit 140 W. En appliquant la formule P = U x I, on obtient I = 11.7

Par consquent, il sera install des rgulateurs de tension dentre admissible suprieure 9 A et de

tension de sortie admissible suprieure 12 A.

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