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UNIVERSITE DE YAOUNDE I
ECOLE NATIONALE
SUPERIEURE
POLYTECHNIQUE
DEPARTEMENT DES GENIES
ELECTRIQUES ET
DES
TELECOMMUNICATIONS
THE UNIVERSITY OF YAOUNDE I
NATIONAL ADVANCED
SCHOOL
OF ENGINEERING
DEPARTMENT OF ELECTRICAL
AND
TELECOMMUNICATIONS
ENGINEERING
Année académique 2008-2009
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OUTIL DAIDE AU DIMENSIONNEMENT
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DES SYST~MES PHOTOVOLTAIQUES
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DOMESTIQUES
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'Minoire de fin d'i~ude
résenté et soutenu par :
TCHANA NKOUIMI cc/lax jimmy
En vue de l'obtention du
Zoipitne d',Inflinieur de Conception option Qinie
Ziectrique
Sous la direction de
Dr. TCHUIDJAN Roger
Devant le jury composé de :
'Elresident : Pr. TANGHA Claude
Rapporteur : Dr. TCHUIDJAN Roger
cc/lembres : Dr. ONDOUA
adouard
Mr. TABE cc/loses
DEDICACES
DEDICACES
A
MES PARENTS, Mr et Mkkte NICD~IMI
A
Ma fiam,cee R.Dg NE
IRENE
Memoire de fin d'etude pour l'obtention du diplOme d'ingenieur
de conception
Option Genie electrique a l'Ecole Nationale Superieure
Polytechnique de Yaounde
Par TCHANA NKOUIMI Max Jimmy
REMERCIEMENTS
REMERCIEMENTS
La presente etude a ete realisee grace aux efforts
conjugues de p lusieurs personnes a qui je ne saurais exprimer ma profonde
gratitude, car chacune d'e lles a su apporter le mei lleur de soi qui a guide
mon travail.
Ma vive gratitude au Dr. TCHUIDJAN Roger, mon
Encadreur Academique et enseignant pour sa disponibi lite et l'esprit de
sacrifice certain pour la formation des etudiants ;
Je remercie le Pr. TANGHA Claude Chef de departement du
Genie Informatique, pour avoir accepte de presider ma soutenance ;
Merci au Dr. ONDOUA Edouard et a Mr. TABE Moses,
enseignants au departement des Genies e lectriques et des telecommunications,
qui ont accepte d'être Membres de mon jury ;
Je voudrais remercier tous ceux qui m'ont aide et soutenu
pour l'e laboration de ce travail.
J'adresse mes profonds remerciements a l'ACL
Automation and control Laboratory de l'ENSP Ecole Nationale Superieur
Polytechnique, qui a daigne m'accuei llir en son sein pour la realisation
de ce travail, a Mr GUEMENE DOUNTIO Emmanuel Chef du Laboratoire de recherche
energetique de Yaounde pour sa contribution a ce travail pour ce qui est des
informations sur les donnees so laires du Cameroun, a Mr ONGOLO ADZABA Bruno
Technicien superieur de la societe KVAZAR International Solar Company, pour sa
disponibilite. Je voudrais particulierement dire merci a mon oncle Mr MENDJI
NGANSO Ernest et son epouse, pour le soutien permanent qu'i ls m'apportent. A
mon beau frere Mr KOMBOU Pascal Blaise pour l'attention particuliere portee a
mon confort, a l'ingenieur OMBANG Mathurin de Orange Cameroun-SA pour ses
nombreux consei ls qui ont eu un impact serieux dans ma progression academique.
Je tiens egalement a dire merci a, Mr NGASSA Augustin pour l'attention portee a
mon suivi academique, a mes camarades TCHEUMTCHOUA KAMDEM Merleau, FONKWE
FONGANG Edwin , FOUDA Cedric, NJOCK TANGUY Francis, ETOUNDI ATANGANA Parfait et
DSAJO NJEUNJI Armand pour la pertinence de leurs remarques et suggestions, pour
leur disponibilite a toujours etre a mon ecoute. Sans oub lier mes amies
SONAGOU Guy, Billy WEBER, MBOGNING Cyprien, TANANG Patrice, Gladys Djoko,
Patrice FOUMAN, TASSANG Lucianie, et AZAPGUE Corine.
J'adresse de sincere remerciement :
A tous les enseignants de l'ENSP pour la
formation que j'ai revue aupres d'eux.
A tous mes camarades de promotion pour tout le
soutien et la so lidarite dont i ls ont fait preuve pendant toutes ces annees
de formation a l'ENSP.
A mes Freres, Sceurs, Cousins et Cousines.
A toute la Famille MENDJI pour son assistance mu
ltiforme pendant toutes ces annees de formation a l'ENSP.
A tous ceux qui de pres ou de loin ont contribue a la
realisation de ce projet.
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de conception
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[15]
GLOSSAIRE
ACL : automation and control laboratory.
ADEME : agence de l'environnement et de la maitrise de
l'energie.
AIEA : agence internationale de l.energie
atomique.
Angle d'incidence : angle que fait un rayon incident avec
la normale a la surface au point d'incidence. Cet angle determine l'importance
du rayonnement direct intercepte par la paroi.
Angle d'inclinaison : pour une surface captatrice, est
l'angle que fait cette surface avec le plan horizontal.
Architecture bioclimatique : est definit comme le
principe de conception architecturale visant a utiliser, au moyen de
l'architecture elle-meme, les elements favorab les au climat en vue de la
satisfaction des exigences du confort thermique.
Azimut solaire : angle mesure dans le sens des
aiguilles d'une montre entre le point cardinal Sud (dans l'hemisphere nord) ou
Nord (dans l'hemisphere sud) et la projection sur le plan horizontal local de
la droite reliant la terre au so leil.
Batterie : dispositif de stockage et de restitution de
l'energie e lectrique.
Biomasse : masse de matiere vivante, qu'e lle soit
animale ou vegetale. La matiere organique morte fait partie de la biomasse, car
elle abrite tous les micro-organismes de decomposition.
Caloporteur : fluide (souvent de l'eau avec un additif
antige l, ou de l'air) utilise pour les transferts d'energie calorifique lors
d'un processus thermique. Dans les techniques so laires le fluide caloporteur
transporte la chaleur transformee par les capteurs so laires vers le reservoir
de stockage.
Capteur solaire : dispositif destine a absorber le
rayonnement so laire et a transmettre la chaleur ainsi produite a un fluide
caloporteur.
Cwape : Commission wallonne pour
l.energie.
Cellule photovoltaique (ou photopile) : dispositif qui
transforme l'energie lumineuse en courant e lectrique.
Cellules amorphes : photopiles, e lles ont un coUt de
production bien plus bas, mais malheureusement leur rendement n'est que 8 a
10%.
Cellules monocristallines : photopiles de la premiere
generation, e lles ont un taux de rendement de 12 a 16%, mais la methode de
production est laborieuse et difficile, et donc, tres chere car il faut une
grande quantite d'energie pour obtenir du cristal pur.
Cellules poly cristallines : photopiles, e lles ont un
rendement de 11 a 13%, mais leur coUt de production est moins e
leve.
Constante solaire : se dit de l'eclairement energetique
d'une surface normale aux rayons so laires, situee a la limite de l'atmosphere.
Cette valeur est fixee a 1.353 W/m2.
Declinaison solaire : angle forme par la droite reliant
la terre au so leil et le plan equatorial (positif vers le nord).
Dispositif de poursuite du Soleil : permet de maintenir
un appareil oriente en permanence en direction du Soleil. I l peut etre a
moteur ou a operation manue lle.
Eclairement energetique ou irradiance : flux de
rayonnement e lectromagnetique, par unite de surface, incident sur un plan
donne. L'ec lairement energetique est exprime generalement en watts par metre
carre (W/m2).
Effet de serre atmospherique : il est provoque par
l'atmosphere qui sert de paroi transparente. Ce phenomene empeche le
refroidissement brutal de la terre pendant la nuit. Le renforcement de l'effet
de serre atmospherique par l'emission excessive de certains gaz comme le
dioxyde de carbone et le methane est en train de modifier le
climat.
Effet photovoltaique : transformation de l'energie
lumineuse en energie e lectrique, decouvert en 1839 par Antoine
Becquerel.
energie eolienne : energie tiree de la force du
vent.
energie geothermique : energie extraite des eaux chaudes
ou de la vapeur presente dans certaines parties de la terre a fort degre
geothermique.
Energie hydraulique : vient d'un potentie l energetique
lie a l'exp loitation de la chute d'un cours d'eau ou d'un barrage pour la
transformer en energie e lectrique a l'aide de turbines hydrauliques. Energie
solaire : energie emise par le so leil sous forme d'ondes e lectromagnetiques
(principalement entre 0,3 et 3 micrometres) ou toute autre energie obtenue par
captage du rayonnement so laire. Energie solaire active : se dit d'un principe
de captage, de stockage et de distribution so laire necessitant, pour son
fonctionnement, l'apport d'une energie exterieure (par opposition a l'energie
so laire passive).
Energie solaire passive : se dit d'un principe de
captage, de stockage et de distribution capable de fonctionner seuls, sans
apport d'energie exterieure.
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Energie solaire photovoltaique : energie des photons dans
la lumiere transformee directement en e lectricite grace a des ce llu les so
laires qui sont fabriques avec des materiaux semi-conducteurs. Energies
renouvelables : utilisent des flux d'energies d'origine nature lle (so leil,
vent, eau, croissance vegetale, geothermie...). Elles constituent donc une
alternative aux energies fossiles a p lusieurs titres : e lles sont inepuisab
les ; e lles autorisent une production decentralisee adaptee a la fois aux
ressources et aux besoins locaux ; e lles preservent l'environnement car e lles
n'emettent pas de gaz a effet de serre, ne produisent pas de dechets et
n'entrainent ni risques majeurs, ni nuisances locales
significatives.
Equateur: ligne fictive de separation entre l'hemisphere
nord et l'hemisphere sud, definie par un plan perpendicu laire a l'axe des
poles.
Fuseau horaire : bande de 15° de longitude de large
s'etendant du pole nord au pole sud, permettant de decomposer le globe
terrestre en 24 tranches horaires.
Gaz a effet de serre : constituants gazeux de
l'atmosphere, tant nature ls que d'origine humaine (anthropiques), qui
absorbent et re-emettent le rayonnement infrarouge. Ils contribuent a maintenir
la chaleur dans l'atmosphere terrestre.
Generateurs photovoltaiques : ensemble des modules
photovo ltaIques couples aux elements de controle et de regulation.
Hauteur solaire : angle entre la droite joignant le
centre du disque so laire au point d'observation et le plan horizontal passant
par le point d'observation.
Heliographe : instrument enregistrant la duree pendant
laque lle le rayonnement so laire est d'une intensite suffisante pour produire
des ombres distinctes.
Heure solaire : heure de la journee determinee par le
mouvement apparent du Soleil, egale a 12h00 au midi vrai. Pour obtenir l'heure
legale, il faut lui additionner l'equation du temps, la correction de longitude
et eventue llement l'heure d'ete.
Installations autonomes : systeme photovo ltaIque ne
presentant aucun raccord avec le reseau e lectrique de
distribution.
Installations connectees au reseau : systeme photovo
ltaIque connecte au reseau e lectrique de distribution.
IRGM : institut de recherche geo logique et
miniere.
Irradiation : energie totale qui est revue sur un plan
perpendiculaire aux rayons x du so leil et par jour.
Lampes fluo-compactes : tubes fluorescents
miniaturises qui sont equipes d'un culot standard et un ballast integre. Ils
peuvent se substituer directement aux lampes a incandescence. Ces lampes
"economes" consomment de 4 a 5 fois moindre, a flux lumineux identique, que les
lampes a incandescence et leur duree de vie est p lusieurs fois
superieure.
Latitude : e loignement par rapport a l'equateur, mesure
en degres d'arc le long du meridien du lieu (en °N ou en
°S)
Longitude : e loignement par rapport au meridien
d'origine, mesure en degres d'arc le long de l'equateur (en °E ou en
°O).
Longueur d'onde electromagnetique : definit le
rayonnement et decou le directement de la theorie ondulatoire de la lumiere.
Elle est egale au rapport de la vitesse de la lumiere (300.000 km/s dans le
vide) a la frequence determinant le rayonnement envisage; elle s'exprime
generalement en microns.
LRE : laboratoire de recherche energetique. meridien :
plan du lieu passant par l'axe des poles.
MINRESI : ministere de la recherche et de
l'innovation.
Module photovoltaique : ensemble de ce llu les photovo
ltaIques raccordees en serie et encapsulees de fa;on etanche afin de les
proteger de l'humidite et des chocs.
Onduleur : dispositif e lectronique et statique
servant a convertir le courant e lectrique continu en courant alternatif avec
la frequence souhaitee. La puissance "apparente" de l'onduleur s'exprime en
volt-amperes (VA).
Panneau photovoltaique : ensemble de modules photovo
ltaIques raccordes en serie et ou en parallele.
Protocole de Kyoto : convention cadre sur les
changements climatiques qui a ete adopte a Kyoto le 11 decembre 1997. Il fixe
des engagements chiffres (en equivalent dioxyde de carbone) en vue de reduire
ou de limiter leurs emissions de gaz a effet de serre pour l'horizon
2008-2012.
Puissance crate : puissance e lectrique maximum que
peut fournir une ce llule dans les conditions standards, c'est-a-dire a
25°C et sous une puissance lumineuse de 1000 W/m2. Cette puissance est
exprimee en Watt-crete (Wc).
Pyranometre : radiometre pour la mesure du rayonnement
dans un plan, le rayonnement incident etant issu de l'ensemb le de l'hemisphere
situe au-dessus de l'instrument.
PV : photovo ltaIque.
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Pyrheliometre : radiometre muni d'un co llimateur, pour
la mesure du rayonnement so laire direct sous incidence normale.
Radiometre : instrument de mesure du
rayonnement.
Rayonnement diffus : rayonnement so laire global a
l'exception du rayonnement direct. I l comprend la plus grande partie du
rayonnement diffuse par l'atmosphere ainsi qu'une partie du rayonnement
reflechi par le so l, suivant l'inclinaison de la surface
receptrice.
Rayonnement direct : rayonnement so laire incident sur un
plan donne, et provenant d'un petit angle so lide centre sur le disque so
laire.
Rayonnement infrarouge : rayonnement e lectromagnetique
de longueur d'onde comprise entre 780 nm et 1 mm.
Rayonnement solaire global : rayonnement emis par le so
leil incident sur une surface donnee. Rayonnement ultraviolet : rayonnement e
lectromagnetique de longueur d'onde plus courte que le visible (<380
nanometres) et plus longue que les rayons X.
Rayonnement visible : rayonnement e lectromagnetique
stimulant le nerf optique humain, de longueur d'onde comprise approximativement
entre 380 nm et 780 nm
Regulateur : dispositif e lectronique assurant la
protection des batteries contre les surcharges et contre les decharges
profondes.
SER : syndicat des energies renouve lab les.
Silicium : materiau de base des photopiles.
Soleil : etoile autour de laque lle gravite la Terre. Son
energie provient des reactions thermonucleaires de fusion de l'hydrogene en
helium. Sa temperature superficie lle moyenne est estimee a 5.800 K. Spectre
solaire : distribution spectrale (en fonction de la longueur d'onde ou de la
frequence) du rayonnement e lectromagnetique emis par le so leil, depuis les
rayonnements radio jusqu'aux rayons X.
Systeme photovoltaïque : assemblage d'un
generateur photovo ltaïque a un ou p lusieurs recepteurs. Zenith : point
le plus e leve de l'hemisphére celeste, se trouvant directement a la
verticale de l'observateur.
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RESUME/ABSTRACT
RESUME / ABSTRACT
Le so laire photovoltaique connait un essor remarquab
le depuis les deux derniéres décennies. L'industrialisation et la
production en série conduisent a une baisse réguliére des
coats des é léments constituant le générateur
photovoltaique. La tendance actue lle est a la vulgarisation de cette
énergie propre, gratuite et respectueuse de l'environnement, tant bien
qu'en Afrique et dans le monde l'on voit murir et réaliser des projets
de systémes photovoltaiques autonomes. Toutefois, la qualité et
la fiabi lité de te ls systémes passent par un bon
dimensionnement.
Le dimensionnement des générateurs
photovoltaiques varie en fonction de la puissance installée, de la
consommation moyenne journaliére et des paramétres
météoro logiques. I l demande bon nombres de calcu ls qui sont
généralement faits manue llement, l'exposant ainsi a des risques
d'erreur non négligeab les, entrainant par coro llaire des
problémes te ls que le surdimensionnement excessif ou le sous
dimensionnement du systéme mis en place.
Ce travail a permis de mettre sur pied une p lateforme
qui apporte a l'utilisateur beaucoup de soup lesse et de faci lité dans
le dimensionnement des générateurs photovoltaiques autonomes
liés a l'habitat. Aprés avoir regu des données fournies
par l'uti lisateur, cette application effectue les opérations suivantes
:
- Calcul du générateur
photovoltaique
- Propositions d'équipements avec
prix
- Bilan énergétique et environnemental
annuel
- Génération automatique de rapports
imprimables :
.d'évaluation de la consommation
journaliére
.de calcu l du générateur photovoltaique
.d'équipements proposés, caractéristiques techniques et
prix inc lus.
.de bi lan énergétique annue
l.
The photovoltaic system has witness a remarkable
expansion since the two last decades. The Industrialization and mass production
of solar cells have led to a regular decrease in costs of the constitutive
elements the photovoltaic generator. The present tendency has to do with the
vulgarization of this natural energy, free of charge, and respectful to the
environment, so that in Africa and in the world one can see growing and
fulfilling projects of autonomous photovoltaic systems. Nevertheless, the
quality and reliability of such systems pass through a good sizing.
The sizing of photovoltaic generators varies
according to the installed power, the average daily consumption, and other
meteorological parameters. It requires a lot of computations which generally
are done manually, exposing it to risks of error, caused by corollary problems
such as over sizing or under sizing of the system in place.
This work has permitted us to create a platform which
facilitates the sizing of autonomous photovoltaic generators by a user for any
habitat.
This application after receiving data provided by the
user, perform following operations:
- seizing of photovoltaic generator
- equipments proposal and their prices
- Annual energy and environmental schedule
- Automatic reports generation of:
.the Evaluation of the daily consumption .Computation of
the photovoltaic generator .Equipments proposed, their technical
characteristics and their prices
.Annual energy and environmental schedule
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LISTE DES FIGURES, TABLEAUX ET EQUATION
LISTE DES FIGURES
Figure 1: Spectre solaire [15] 17
Figure 2 : Les rayonnements dans l'atmosphère [3]
19
Figure 3: de la gauche vers la droite:
heliographe-pyranomètre-pyrheliomètre 20
Figure4: illustration de variation du rayonnement solaire en
fonction de l'heure et du type de nuage [3] 22
Figure 5: Utilisation du solaire passif pour l'eclairage et
le chauffage (lumitubes) [15] 24
Figure 6: Principe du chauffe-eau solaire [15] 25
Figure 7: Elements d'un système photovoltaïque
avec batteries 29
Figure 8: Principe de fonctionnement d'une photopile [15]
30
Figure 9 : Caracteristiques des cellules photovoltaïques
[8] 31
Figure 10: Processus de fabrication d'un module à base
de silicium [12] 32
Figure 11: Batteries solaires de stockage 34
Figure 12: evolution theorique de l'etat de charge d'une
batterie 35
Figure 13: Duree de vie d'une batterie en fonction de la
profondeur de decharge 36
Figure 14: principe de fonctionnement d'un regulateur
40
Figure 15: diagramme des trois etats de fonctionnement d'un
regulateur de charge/decharge 41
Figure 16 : emplacement des modules 57
Figure 17: gestion des masques 58
Figure 18: choix de l'inclinaison en fonction de la latitude
[1] 59
Figure 19 : Regulateur de charge [15] 63
Figure 20 : Architecture de la plate forme 72
Figure 21 : Donnees solaires du Cameroun 78
Figure 22 : Coordonnees geographiques 78
Figure 23 : Structure de la base de donnees associee aux
equipements constituant le generateur PV 78
Figure 24 : Structure de la base de donnees associee aux
Usages domestiques 79
Figure 25 : Structure de la base de donnees associee aux
modèles predefinis 79
Figure 26 : Setups E@sy_PV version compatible Excel 2007, et
version compatible Excel 2003 84
Figure 27 : Installation d'E@sy_PV 85
Figure 28 : E@sy_PV 85
Figure 29 : Guide utilisateur 86
Figure 30 : Volet administration 86
Figure 31: Lancement d'un projet de Dimensionnement de
generateur PV 87
Figure 32 : Evaluation des besoins journaliers à
partir du mode guide 87
Figure 33 : Evaluation des besoins journaliers à
partir du mode libre 88
Figure 34 : Evaluation des besoins journaliers à
partir de cas predefinis 88
Figure 35 : Recapitulatif des besoins journaliers 89
Figure 36 : Enregistrement du rapport d'evaluation de la
consommation journalière 89
Figure 37 : Rapport imprimable d'evaluation des besoins
journaliers produit par E@sy_PV 90
Figure 38 : Interface d'entree des donnees necessaires au
Calcul du generateur PV 90
Figure 39 : volet cartographique d'E@sy_PV 91
Figure 40 : Resultats du calcul du generateur
photovoltaïque 92
Figure 41: Rapport imprimable sur le calcul du generateur PV
tel que produit par E@sy_PV 93
Figure 42 : Presentation du module bilan de production
annuelle 94
Figure 43 : Rapport imprimable sur le bilan de production
annuelle tel que produit par E@sy_PV 95
Figure 44 : Presentation du module de proposition
d'equipements (1) 96
Figure 45 : Presentation du module de proposition
d'equipements (2) 97
Figure 46 : le volet etat des donnees 98
Figure 47 : Rapport imprimable sur la proposition
d'equipement tel que produit par E@sy_PV 98
Figure 48 : Presentation du volet Etat des donnees 99
Figure 49 : Stations Solarimetriques du Cameroun (source LRE)
(A) 103
Figure 50 : Irradiation globale moyenne journalière
par zone (Extrême Nord, Nord, Sud) au Cameroun (source
LRE) (B)
103
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LISTE DES TABLEAUX
Tableau 1: irradiations moyennes à Yaoundé
18
Tableau 2: Evolution du rayonnement solaire globale au cours
de l'année (en Kwh/m2/jour) 21
Tableau 3: types de matériau et rendement
[1] 30
Tableau 4 : tension du générateur
photovoltaïque en fonction de la puissance 55
Tableau 5 : nombre de modules à mettre en série
55
LISTE DES EQUATIONS
Équation 1 : évaluation de l'énergie
à produire par jour. 53
Équation 2 : puissance crête du
générateur photovoltaïque-formule1 54
Équation 3 : puissance crête du
générateur photovoltaïque-formule2 54
Équation 4 : Calcul du nombre de branche en
parallèle 55
Équation 5 : puissance effective du
générateur photovoltaïque 56
Équation 6 : Capacité du système de
stockage 59
Équation 7 : nombre d'éléments de
batterie à mettre en série 60
Équation 8 : nombre de branches en parallèle
61
Équation 9 : Capacité effective du
système de stockage 61
Équation 10 : Courant de sortie du régulateur
62
Équation 11 : Perte en ligne, chute de tension
64
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SOMMAIRE
Sommaire
Introduction générale 14
1. Généralités sur l'énergie
solaire 16
1.1. Introduction [11] 16
1.2. Le gisement solaire [3] 17
1.2.1. Nature du rayonnement solaire 17
1.2.2. L'ensoleillement 18
1.2.3. Disponibilité pratique de
l'énergie solaire 18
1.2.4. Grandeurs mesurées du rayonnement solaire
19
1.2.5. Variation du rayonnement solaire suivant la
localisation géographique 20
1.2.6. Variation du rayonnement solaire en fonction des
saisons et des jours 21
1.2.7. Part des rayonnements directs et diffus dans le
rayonnement global 21
1.2.8. Variation du rayonnement solaire en fonction de
l'heure 21
1.2.9. Conséquences pratiques issues de
l'irrégularité du rayonnement solaire 22
1.2.10. Evaluation du gisement solaire d'un
site[8] 23
1.2.11. Les ressources énergétiques
solaires du Cameroun [10] 23
1.3. Technologies de transformation de l'énergie
solaire 24
1.3.1. Energie solaire thermique [1]
24
1.3.2. Le solaire photovoltaïque 26
1.4. Conclusion 26
2. Généralités sur les
systèmes photovoltaïques [4] 27
2.1. Historique du solaire photovoltaïque
28
2.2. Les enjeux du photovoltaïque 28
2.3. Production de l'énergie 29
2.3.1. La conversion de la lumière en
électricité 29
2.3.2. De la cellule au module photovoltaïque
32
2.3.3. Du module au panneau photovoltaïque
33
2.4. Contrôle de l'énergie 33
2.4.1. Stockage de l'énergie 33
2.4.2. Régulation et traitement du courant
électrique photovoltaïque 39
2.4.3. Les diodes anti-retour et les diodes by-pass
42
2.4.4. Les onduleurs 42
2.5. Utilisation de l'énergie 43
2.6. Types de systèmes photovoltaïques
43
2.6.1. Les systèmes autonomes 43
2.6.2. Les systèmes Hybrides 43
2.6.3. Les systèmes raccordés au
réseau 43
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2.7. Avantages-inconvénients des systèmes
PV 44
2.7.1. Avantages 44
2.7.2. Inconvénients 44
2.8. Maintenance des systèmes PV 45
2.9. Conclusion 45
3. Contexte et Problématique 46
3.1. Contexte 46
3.1.1. Présentation de l'ACL 46
3.2. Problématique 47
4. Méthodologie du dimensionnement des
systèmes photovoltaïques [4] 50
4.1. Principes généraux 51
4.2. Dimensionnement des modules photovoltaïques
52
4.2.1. Calcul de la puissance crête
adéquate du panneau photovoltaïque 52
4.2.2. Détermination de la tension du
générateur photovoltaïque 55
4.2.3. Calcul du nombre de modules à mettre en
série et du nombre de branche en parallèle 55
4.2.4. Emplacement, orientation et inclinaison des
modules 56
4.3. Dimensionnement des batteries 59
4.3.1. Calcul de la capacité du système
de stockage 59
4.3.2. Calcul du nombre d'éléments en
série et du nombre de branches en parallèle 60
4.3.3. Précautions relatives aux batteries de
stockage 61
4.4. Dimensionnement du régulateur
61
4.4.1. Principe 61
4.4.2. Caractéristiques d'entrée
62
4.4.3. Caractéristiques de sortie 62
4.4.4. Tension aux bornes du régulateur
62
4.5. Dimensionnement de l'onduleur 63
4.6. Dimensionnement des câbles
électriques 63
4.7. Protection des systèmes
photovoltaïques 64
4.8. Conclusion 65
5. Analyse et modélisation du problème
66
5.1. Introduction 66
5.2. Etude fonctionnelle de la plate forme
67
5.3. Analyse des différentes fonctions de la
plateforme 67
5.3.1. Evaluation de la consommation journalière
moyenne et de la puissance installée 67
5.3.2. Calcul du générateur PV
68
5.3.3. Proposition des équipements constituant
le générateur PV 70
5.3.4. Bilan de production annuelle 70
5.3.5. Génération automatique de rapports
imprimables 71
5.4. Présentation de l'architecture de la plate
forme 71
5.5. Conclusion 72
6. Conception de la plate forme 73
Memoire de fin d'etude pour l'obtention du diplOme d'ingenieur
de conception
Option Genie electrique a l'Ecole Nationale Superieure
Polytechnique de Yaounde
Par TCHANA NKOUIMI Max Jimmy
6.1. Introduction 74
6.2. Outils informatiques [11]
74
6.2.1. Visual Basic for Application 74
6.2.2. Microsoft Excel 75
6.2.3. Modélisation conceptuelle des
données 76
6.2.4. PDF Creator/Acrobat Reader Professional 7
76
6.2.5. XML - DOTNET framework 2 - Office 2007 Custom UI
Editor 77
6.2.6. Icon Sushi 77
6.2.7. Inno Setup 77
6.3. Conception des bases de données
77
6.4. Présentation des différents modules
79
6.4.1. Le module d'évaluation de la consommation
journalière moyenne 79
6.4.2. Le module de calcul du générateur
PV 80
6.4.3. Le module de proposition d'équipement
80
6.4.4. Le module de bilan de production annuelle
80
6.4.5. Le module de génération de rapports
imprimables 80
6.5. Administration 81
6.6. Guide utilisateur 81
6.7. Conclusion 81
7. Résultats 83
7.1. Introduction 83
7.2. Installation de la plate forme 84
7.2.1. Précautions 84
7.2.2. Installation/Désinstallation
84
7.3. Présentation d'E@sy_PV 85
7.3.1. A propos d'E@sy_PV 86
7.3.2. Administration 86
7.3.3. Module d'évaluation de la consommation
journalière moyenne 87
7.3.4. Module de calcul du générateur
photovoltaïque 90
7.3.5. Module de Bilan de production annuelle
93
7.3.6. Module de proposition des équipements
96
7.3.7. Le Volet états des données
99
7.4. Conclusion 100
Conclusion générale 102
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de conception
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