à‰lectrification rurale décentralisée par les systèmes photovoltaà¯ques individuels. Cas de la localité de Ntui-Essong.

III-3- Résultats et discussion de simulation sur PVSYST

Après avoir introduit les données de charges de chaque standing dans PVSYST, nous présentons ici les résultats de simulation de chaque standing. Dans cette étude, nous prenons comme inclinaison pour tous les différents systèmes à 10° et une orientation en plein sud comme l'illustre la figure 30 ci-dessous.

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Figure 29 : inclinaison et l'orientation des modules

i- Résultat du standing I sur PVSYST

Nous proposons ici d'examiner les résultats du standing I simulés sur PVSYST pour valider les données calculées avec la méthode manuelle.

Figure 30: diagramme du bilan d'énergie simulé sur PVSYST

Ce diagramme révèle le besoin énergétique des ménages du standing I, l'énergie fournie aux ménages du standing I ainsi que les différentes irradiations solaires. On constate que l'énergie effective à la sortie du champ est de 122.3 KWh/an, largement supérieure au

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besoin énergétique calculé du standing I soit 104.02 KWh/an, ceci confirme la courbe de production et de consommation obtenue avec la méthode simplifiée.

Figure 31 : diagramme des pertes d'énergie

Ce diagramme des pertes nous édifie sur les différentes pertes d'énergie des ménages du standing I au niveau des différentes chaines de conversion et de transmission.

ii- Résultat de simulation du standing II sur PVSYST

Dans cette section, il s'agit aussi de présenter et d'analyser les résultats de simulation du standing II sur PVSYST.

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Tableau 13 : bilan d'irradiation annuelle

^STANDING II
	^GlobHor	^GlobEff	^E Avail	^EUnused	^E Miss	^E User	^E Load	^SolFrac
	^kWh/m2	^kWh/m2	^kWh	^kWh	^kWh	^kWh	^kWh
^Janvier	^138.9	^141.1	^13.23	^0.008	^0.000	^11.78	^11.78	^1.000
^Février	^138.0	^138.0	^12.44	^0.538	^0.000	^10.64	^10.64	^1.000
^Mars	^165.8	^160.8	^14.73	^0.991	^0.000	^11.78	^11.78	^1.000
^Avril	^168.0	^157.0	^14.81	^1.640	^0.000	^11.40	^11.40	^1.000
^Mai	^168.9	^153.2	^14.75	^1.273	^0.000	^11.78	^11.78	^1.000
^Juin	^144.9	^130.0	^12.65	^0.158	^0.000	^11.40	^11.40	^1.000
^Juillet	^134.8	^122.6	^11.83	^0.014	^0.000	^11.78	^11.78	^1.000
^Août	^133.0	^123.3	^11.90	^0.020	^0.000	^11.78	^11.78	^1.000
	^143.1	^136.5	^13.18	^0.261	^0.000	^11.40	^11.40	^1.000
	^158.1	^156.0	^14.76	^1.675	^0.000	^11.78	^11.78	^1.000
	^140.1	^142.2	^13.58	^0.635	^0.000	^11.40	^11.40	^1.000
	^140.1	^143.9	^13.22	^0.455	^0.000	^11.78	^11.78	^1.000
	^1773.9	^1704.7	^161.08	^7.669	^0.000	^138.70	^138.70	^1.000

^Septembre

^Octobre

^Novembre

^Décembre

^Année

Où :

Glob Hor (horizontal global irradiation) : irradiation globale horizontale ;

Glob Eff (effective global) : irradiation effective ;

E Avail (available solar energy) : énergie solaire disponible ;

E Unused (unused energy loss) : énergie inutilisée ;

E Miss (Missing Energy) : l'énergie Perdue ;

E User (Energy supplied to the user) : l'énergie fournie à l'utilisateur ;

E Load (Energy need of the user) : les besoins en énergies de l'utilisateur ;

SolFrac : est la fraction solaire = E User/E Load.

Ce tableau nous montre les différentes irradiations horizontales (Glob Hor), irradiations effectives (Glob Eff) ainsi que l'énergie disponible et utilisée annuellement etc. On observe que l'énergie annuelle fournie à la charge est de 138.70 KWh et le besoin énergétique annuel du standing étant de 121.9 KWh/an (annexe A).si le cahier de charge est respecté par les ménages, il y aura pas de problème en ce qui concerne la fourniture d'énergie.

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Figure 32 : profil annuel de l'irradiation reçue et de l'énergie

iii- Résultat du standing III sur PVSYST

Figure 33 : diagramme de profil d'énergie du standing III

Ce diagramme présente le bilan annuel de l'irradiation reçue et l'énergie disponible ainsi que celle fournie aux ménages du standing III. Il ressort que l'énergie annuelle fournie aux ménages du standing III est de 529.3 KWh alors que le besoin énergétique évalué est de 520.85 KWh/an. Ce qui entraine la validation de notre dimensionnement ci haut avec la méthode analytique par rapport à la couverture des besoins énergétiques au long de l'année.

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Figure 34 : diagramme de production énergétique du standing III par puissance installée.

Dans le cas présent, la puissance installée étant 0.52 KWC. L'énergie annuelle fournie aux ménages de ce type sera de 0.52*2.79*365 = 529.54 KWh. Ce qui confirme les données du diagramme de la figure 34. L'information sur les pertes énergétiques est détaillée sur le diagramme ci-dessous.

Figure 35 : diagramme des pertes énergétiques

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iv- Résultat du standing IV sur PVSYST

Tableau 14 : tableau de bilan d'énergie simulée du standing IV

^mois	^GlobHor	^GlobEff	^E Avail	^EUnused	^E Miss	^E User	^E Load
			^kWh	^kWh	^kWh	^kWh	^kWh
^Janvier	^138.9	^141.1	^80.87	^0.044	^0.000	^73.47	^73.47
^Février	^138.0	^138.0	^78.22	^0.000	^0.000	^66.36	^66.36
^Mars	^165.8	^160.8	^92.42	^5.362	^0.000	^73.47	^73.47
^Avril	^168.0	^157.0	^90.70	^4.774	^0.000	^71.10	^71.10
^Mai	^168.9	^153.2	^89.54	^0.019	^0.000	^73.47	^73.47
^Juin	^144.9	^130.0	^77.19	^0.055	^0.000	^71.10	^71.10
^Juillet	^134.8	^122.6	^72.45	^0.079	^0.000	^73.47	^73.47
^Août	^133.0	^123.3	^71.69	^0.109	^0.000	^73.47	^73.47
^Septembre	^143.1	^136.5	^79.03	^0.049	^0.000	^71.10	^71.10
^Octobre	^158.1	^156.0	^90.30	^5.829	^0.000	^73.47	^73.47
^Novembre	^140.1	^142.2	^82.57	^0.024	^0.000	^71.10	^71.10
^Décembre	^140.1	^143.9	^82.82	^0.067	^0.000	^73.47	^73.47
^Année	^1773.9	^1704.7	^987.81	^16.413	^0.000	^865.05	^865.05

^{Simulation du STANDING IV}

^SolFrac

^kWh/m2

^kWh/m2

^{1.000 1.000 1.000 1.000 1.000 1.000 1.000 1.000 1.000 1.000 1.000}

Ce tableau révèle l'énergie solaire mensuelle reçue sur le plan des panneaux et les

besoins énergétiques des ménages du standing IV. Dans ce tableau on constate que les

besoins des ménages sont couverts par le système et un excédent de production est inutilisé

soit 16.413 KWh/an.

^1.000

^1.000

Dans la figure ci-dessous, on observe une corrélation parfaite entre l'énergie fournie aux ménages et le besoin des ménages.

Figure 36 : diagramme de production et de consommation

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Figure 37 : diagramme des pertes d'énergie chez les ménages standing IV

On constate dans ce diagramme que l'énergie en bout de chaine ou fournie à l'utilisateur est de 865.1 KWh. Les besoins des ménages appartenant au standing IV sont estimés à 838.04 KWh/an (annexe A) soit donc un excèdent de 27.06 KWh/an. Le besoin est parfaitement assuré par le système car l'énergie effective à la sortie du champ est largement supérieure au besoin réel de la charge.

v- Résultat du standing V sur PVSYST

Figure 38 : bilan d'énergie du système PV du standing V simulé sur PVSYST

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Dans cette figure, on observe que les courbe de besoin énergétique des ménages et de l'énergie fournie sont confondues alors que l'énergie effective à la sortie du champ est légèrement au-dessus de celles-ci ; soit un excédent de 150 KWh.

Tableau 15 : bilan d'énergie du système standing V

		^GlobEff	^E Avail	^EUnused	^E Miss		^E Load
			^kWh	^kWh	^kWh	^kWh	^kWh
	^138.9	^141.1	^107.3	^0.058	^0.00	^106.6	^106.6
	^138.0	^138.0	^104.2	^0.000	^0.00	^96.3	^96.3
^Mars	^165.8	^160.8	^122.7	^0.072	^0.00	^106.6	^106.6
^Avril	^168.0	^157.0	^122.0	^1.821	^0.00	^103.2	^103.2
^Mai	^168.9	^153.2	^119.6	^0.026	^0.00	^106.6	^106.6
	^144.9	^130.0	^102.1	^0.074	^0.00	^103.2	^103.2
^Juillet	^134.8	^122.6	^95.5	^0.105	^0.00	^106.6	^106.6
^Août	^133.0	^123.3	^94.8	^0.146	^21.86	^84.8	^106.6
^Septembre	^143.1	^136.5	^104.8	^0.066	^0.00	^103.2	^103.2
^STANDING V ^Octobre	^158.1	^156.0	^119.1	^0.056	^0.00	^106.6	^106.6
^Novembre	^GlobHor ^140.1	^142.2	^109.1	^0.033	^0.00	^E User ^103.2	^103.2	^SolFrac
^Décembre	^kWh/m2 ^140.1	^kWh/m2 ^143.9	^110.7	^0.089	^0.00	^106.6	^106.6
^Janvier ^Année	^1773.9	^1704.7	^1312.0	^2.546	^21.86	^1233.7	^1255.6	^1.000

^Février

^{1.000 1.000 1.000 1.000}

^Juin

^{1.000 1.000 0.795 1.000 1.000} Ce tableau explique de manière détaillée la chaine d'énergie du système du standing V. on constate que le système est légèrement surdimensionné et peut permettre aux ménages appartenant au standing V d'ajouter d'autres appareils dont la consommation ne dépassant pas 150 KWh/an.

vi- Résultat du standing VI - EGLISE sur PVSYST

^{1.000 1.000 0.983} Le besoin de la charge de l'Église est estimé à 133 KWh/an. Il est important de le confronter aux données simulées sur le logiciel PVSYST pour pouvoir comparer le besoin énergétique par rapport à la production. Les résultats de simulation sont illustrés ci-dessous.

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Figure 39 : profil d'Énergie

Nous observons ici que l'énergie solaire disponible est en moyenne 146.2 KWh/an. Le besoin étant à 133.6 KWh/an, on peut dire que l'énergie solaire est largement suffisante pour satisfaire le besoin de l'Église. En comparant le besoin réel de l'Église calculé théoriquement (133), on constate qu'il est légèrement inférieur à l'Énergie fournie à la charge (133.6). Par conséquent le besoin de l'Église sera assuré par le système proposé.

Figure 40 : diagramme des pertes d'énergie du standing VI- EGLISE

Ce diagramme met en lumière les différentes pertes d'énergie sur la chaine de conversion et de transmission du système. On remarque que l'énergie entrante annuelle est de

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225.3 KWh et l'énergie sortante annuelle est de 133.6 KWh, d'où une satisfaction du besoin énergétique de la charge.

vii- Résultat du standing VI - ECLAIRAGE PUBLIC sur PVSYST

Notre système d'éclairage fonctionne en continu avec un besoin énergétique annuel évalué à 73 KWh, nous allons confronter cette donnée à celle simulée dans PVSYST ci-dessous.

Figure 41 : diagramme de l'énergie produite par puissance installée

Ce diagramme présente l'énergie produite par KWC et par jour. La valeur de cette énergie étant de 2.86 KWC par jour, soit une production annuelle de 2.86*0.07*365 = 73.073, ce qui est presque égale au besoin énergétique de la lampe calculé par la méthode simplifiée.

viii- Résultat du standing VI - ECOLE PRIMAIRE sur PVSYST

Le besoin énergétique annuel de l'école est estimé à 339.09 KWh, il est judicieux de simuler le résultat de dimensionnement de ce système sur PVSYST en vue de vérifier si le besoin énergétique de l'école sera couvert par le système. Les résultats de simulation sont détaillés ci-dessous.

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Figure 42 : bilan d'énergie de l'école primaire simulé sur PVSYST

Ce diagramme nous renseigne sur le bilan d'énergie de l'école primaire simulé sur PVSYST. L'information qui se dégage de ce diagramme est que l'énergie effective produite par le système est 492.5 KWh/an, le besoin énergétique de l'école est de 383.3 KWh/an et celle fournie à l'école est de 383.3 KWh/an. Or le besoin énergétique réel de l'école est de 333.09 KWh/an inferieur à l'énergie produite à la sortie du champ PV. Dans ce cas, l'hypothèse de couverture énergétique est validée.

xi- Résultat du standing VI - CES sur PVSYST

Le besoin énergétique de l'établissement calculé par la méthode simplifiée est de 418.29 KWh/an, il faudrait confronter cette donnée à celle effectuée par la simulation sur PVSYST. Les résultats de cette simulation sont indiqués ci-dessous.

Figure 43 : bilan d'énergie produite du CES simulée sur PVSYST

Dans cette figure, l'énergie effective annuelle produite par le système est de 530.6 KWh et le besoin énergétique évalué par PVSYST 487.7 KWh/an. Le besoin énergétique réel du CES évalué avec la méthode simplifiée est de 418.19 KWh/an largement inférieur à l'énergie produite par le système PV, par conséquent la couverture du CES est assurée par l'énergie produite à la sortie du système.

Figure 44 : diagramme des pertes d'énergie du CES

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Ce diagramme présente les différentes pertes dans la chaine de conversion et de transmission de l'énergie. Nous observons dans ce diagramme que l'énergie entrante dans le champ PV est de 751 KWh et l'énergie disponible sortante du champ PV est de 531 KWh suffisante pour satisfaire le besoin énergétique qui est de 485 KWh.

Au terme de nos différentes simulations sur PVSYST dont le but était de quantifier l'énergie produite et les pertes énergétiques éventuelles en vue de les comparer ces données à celles obtenues par la méthode simplifiée, nous observons que les besoins énergétiques de différents standings sont parfaitement assurés par les systèmes (tableau 16). Tous les résultats de dimensionnement ont été validés par le logiciel. Mais les données de l'ensoleillement obtenues sur PVSYST à partir des coordonnées de la zone d'étude montrent quelques petites différences avec les données utilisées dans la méthode simplifiée (tableau 16) ; ce qui entraine légèrement quelques petits écarts au niveau de l'énergie produite et le besoin énergétique de l'utilisateur. Ces petites différences peuvent aussi s'expliquer par la prise en considération des plusieurs paramètres de dimensionnement par PVSYST, notamment les coefficients de perte à tous les niveaux de chaine de conversion et de transmission d'énergie. En plus de cela, ce logiciel contient une base de données anciennes de la NASA (1990 à 1991) qui nécessite d'être mise à jour pour adapter au contexte actuel. Mais, il reste un outil important pour le dimensionnement des systèmes PV et simulation.

Tableau 16 : récapitulatif de bilan énergétique obtenu par les deux méthodes

^Standing I	^204.14	^171	^104.02
^Standing II	^312.94	^205	^121.91
^Standing III	^2017.18	^905	^543.485
^Standing IV	^Production annuelle (KWh/an) ^3379.18	^1170	^838.04	^Besoin énergétique annuel (KWh/an)
^Standing V	^Méthode ^6023.07	^Simulation sur ^3119	^Méthode ^1305.61	^Simulation sur
	^simplifiée ^203.50	^PVSYST ^225.3	^simplifiée ^139.07	^PVSYST
	^109.51	^118.8	^73	^111.3
	^1173.33	^819	^345.65	^138.7
^CES	^2440.52	^751	^425.59	^529 ^885.10

^Eglise

^Eclairage

^{Ecole primaire}