
2/7

I. Introduction

Certains sites, habitations, ferme ou autres, ne sont pas ou ne peuvent pas tre relis au rseau public de

distribution car il est techniquement trop complexe dtendre le rseau jusqu eux (en zone montagneuse par

exemple) ou parce que le cot dune telle opration nest pas justifi par rapport dautres solutions

existantes. Ces sites sont appels sites isols .

Pour autant, il est souvent indispensable davoir accs llectricit afin dassurer quelques services de

base tels que lclairage, la production de froid, ou encore lalimentation dun poste de radio Ces sites

peuvent alors tre aliments en lectricit par lnergie solaire photovoltaque.

II. La production de llectricit par les panneaux solaires photovoltaques

Le cahier de charge :

Le panneau solaire PV :

permettent de transformer le rayonnement du soleil en

courant lectrique.

constitu dun assemblage en srie de cellules

individuelles encapsules dans un support unique.

Le nombre de cellules fixe la tension nominale (pour

un module comportant de 16 20 cellules, la tension

nominale est de 6 V ; de 32 40 cellules, 12 V), alors

que la taille des cellules impose le courant crte (une

cellule de 5 cm 5 cm dlivre 600 mA ; de 11 cm

11 cm, 2,5 A .

Influence des conditions environnementales sur la

production des panneaux solaire PV :

Influence de lensoleillement:

Lorsque lensoleillementdiminue, La tension change un

peu, mais le courant dcrot ce qui entrane une diminution

de la puissance produite.

I nf luence de la tempratur e :

La temprature a des effets importants sur une cellule.

Lorsque la temprature augmente, la puissance diminue, le

courant augmente lgrement, mais la tension dcrot (de

lordre de0,0023 V/C pour le silicium).

La puissance crte (Pc)

Dsigne la puissance mesure aux bornes dune

module photovoltaque dans les conditions de test

standard : E = 1 000 W/m ; AM = 1,5 ; Tj = + 25 C.

Les caractristiques courant-tension et de

puissance :

Une cellule gnre du courant continu en fonction de

la tension. La caractristique I =f (U) dpendprincipalement de deux paramtres : lclairement

(E) et la temprature de la jonction de la cellule (Tj) .


3/7

III. Linstallation photovoltaque dune ferme:

a.

Cahier des charges :

Cette tude vise la conception et le dimensionnement dun systme de gnration dlectricit pour

lalimentation dune ferme isole du rseau de distribution dlectricitsitue Ait Amira proche dAgadir.

Le tableau ci-dessous montre le besoin journalier en nergie :

charges Nombre Puissance

unitaire

Nombre dheures

dutilisation

Puissance

totale

Energie totale

Prise pour pc 1 100 2 100 200

Prise pour tl 1 60 6 60 360

Rfrigrateur 1 90 24 90 2160

Eclairage 5 25 5 125 625

pompe pour irriguer

les cultures

1 1500 8 1500 12000

pompe pour traire

les vaches

1 500 1 500 500

PTOT=2 375W E TOT=15 845 Wh

Situati on gographique :

Les coordonnes gographiques de la ferme

Laltitude :30843Longitude :9231

lvation par rapport au niveau de la mer :130m

Dtermination de linclinaison du gnrateur PV :

A travers lapplication PVGIS, il semble dune inclinaison des modules de 30 pour orientation Sud

permettre de recevoir globalement sur une anne, le maximum densoleillement.

Autonomie des batteri es : Lautonomie doit tre de 3 jours en cas de mauvais temps.

le panneau solaire, dont le rle est de dlivrer

lnergie la charge, ainsi qu la batterie ;

la batterie, dont le rle est de stocker lnergie et de

la restituer lorsque lensoleillement est insuffisant ;

le rgulateur, dont le rle est de rguler la charge et

la dcharge de la batterie ;

londuleur, dont le rle est dassurer la conversion

continu-alternatif. il permet dalimenter les

rcepteurs en courant alternatif partir du courant

continu.


4/7

b. Dimensionnement des Panneaux photovoltaque

a. Etape 1 : Bilan des puissances et des nergies

La puissance totale et lnergie totale quotidienne consomme par linstallation:

La Puissance totale: Pc = 2 375 W

Lnergie totale : Ec = 15 845 Wh/jour

b. Etape 2 : Calcul de lnergie produire

Pour que les besoins du client soit assurs il faut que lnergie consomme (Ec) gales lnergie produite

(Ep) un coefficient prs

Calcul de lnergie produire : Ep :

k: Constante de perte dEnergie

Wh

Pour les systmes avec parc batterie, le coefficient k est en gnral compris entre 0,55 et 0,75. La valeur

approche que lon utilise pour les systmes avec batterie sera souvent de 0,65.

c. Etape 3 : Calcul de la taille du gnrateur photovoltaque installer

La puissance crte des panneaux installer dpend de lirradiation du lieu dinstallation. On la calcule en

appliquant la formule suivante :

= 3 822 Wc

: La puissance crte totale installer.

21 Panneaux qui seront mis en parallle.

Donc la surface occupe par les panneaux est un peu prs de 27 m2.

:La puissance crte unitaire du panneau.

Ir : Lirradiation quotidienne moyenne annuelle (kWh/m/jour) gale 6.5 pour notre cas.

N: Nombre des panneaux solaires installer.

c. Dimensionnement du parc des batteries

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

C: capacit de la batterie en ampre.heure (Ah)

Nj: nombre de jour dautonomie


5/7

D: dcharge maximale admissible.

U: tension de la batterie (V)

Le parc batterie sera constitu daccumulateur de 2 V/ 960 Ah:

18 accumulateurs mis en srie pour une tension de 36V

2 lots de 18 accumulateurs mis en parallle pour une capacit de 1920Ah

d.

Dimensionnement des rgulateurs

Le choix seffectue en gnral en fonction de la tension (12 V, 24 V, 36 V, 48 V) et du courant maximal

venant des panneaux solaires ; 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 5.44 A, soit une valeur maximale de 114.24 A sous 36 V.

Vu que le march est limit en rgulateurs qui supportent un courant intense en entre nous avons

opt rpartir ce courant sur 3 rgulateurs de 45A max.

e. Choix de londuleur

Le choix de londuleur se fait en tenant compte de la puissance de la charge et la tension de

conversion, dans notre cas on a une puissance de 2375 W et une conversion en 230V partir de 36V

impose par le systme (batteries et rgulateurs).

De ce fait on a fait recours un onduleur 36 V/ 230 V de puissance 3000 W de type (CTP-

3000W).

f. Calcul des sections

Le dimensionnement des cbles se fait de telle sorte ce que les pertes joules (Pj=RI2) soient

minimes et que les chutes de tensions dans les cbles ne dpassent pas 2% daprs la norme.

Donnes complmentaires :

Chute de tension maximale entre panneaux Rgulateurs ; Rgulateur Batterie et batterie

onduleur = U = 2%

Conducteurs en cuivre ( = 1,6 10-8

.m).

Calcul du courant de sortie dun groupe de panneaux:

I = P/U = 190 x 7 / 36 = 36,9 A

Calcul de la section des conducteurs entre le groupe de panneaux et le rgulateur :

U = 36 x 0,02 = 0,72 V donc R max de la ligne est R= U /I = 0,72 /36,2= 0,0195

S = (.L)/R= (1,6 x 10-8

x 12) / 0,0195 = 9,84 mm2.

Nous allons prendre donc des cbles de 10 mm.

Calcul de la section entre Rgulateurs et les batteries :

Le courant max que peut fournir le rgulateur est 40A avec une distance de 3 m qui le spare des

batteries. Tout calcul fait donne R=0,019 do S=2,5 mm

2

.


6/7

Calcul de la section entre Rgulateurs et londuleur:

Dans tous les cas le courant la sortie des trois rgulateurs ne va pas dpasser une valeur de 40 x3 soit

Imax=120 A ce qui donne une rsistance gale 0,006 .alors la section sera de 6mm2pour une distance

de 2m.

Schma simplifi dun systme PV

IV. Devis estimatif

Dsignation Nombre

dunits

Cout

unitaire

Cout total

(DH)

Rfrence

Accumulateur 2lots de

18acc

6000 12000Batterie

tubulaire Gel

2V/960 Ah

Panneausolaire

21 2900 60900 BlueSolarmonocristal 190W

Rgulateur 3 1250 3750

ET4415BND 45A/36V

Onduleur 1 4550 4550 CTP-3000W

36 V/230 V

Cble solaire 6

mm2

4m 40 160 Cable VICTRO
http://www.ecolodis-solaire.com/cable-solaire-107/cable-solaire-6-mm2-victron-avec-connecteurs-mc4-longueur-1-m-992http://www.ecolodis-solaire.com/cable-solaire-107/cable-solaire-6-mm2-victron-avec-connecteurs-mc4-longueur-1-m-992http://www.ecolodis-solaire.com/cable-solaire-107/cable-solaire-6-mm2-victron-avec-connecteurs-mc4-longueur-1-m-992http://www.ecolodis-solaire.com/cable-solaire-107/cable-solaire-6-mm2-victron-avec-connecteurs-mc4-longueur-1-m-992http://www.ecolodis-solaire.com/cable-solaire-107/cable-solaire-6-mm2-victron-avec-connecteurs-mc4-longueur-1-m-992


7/7

Cble solaire

10 mm2

72m 65 4680

Cble solaire

2,5mm2

12m 26 312

Paire deconnecteurs

MC4 simples -

1 Male et 1

Femelle

24100 2400

Cout total=88 752 DH

V. Conclusion

A travers ce travail, nous avons largi nos connaissances sur les nergies renouvelables,

particulirement le solaire.

Nous avons aussi assimil et maitris les techniques de dimensionnement des installations

photovoltaques, ainsi nous avons tabli un devis de cot dinvestissement qui est de lordre de

88 752 DH

Electrification D_un Site Isolé - Exemple D_une Ferme -_2

Documents

Transcript of Electrification D_un Site Isolé - Exemple D_une Ferme -_2