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DEDICACES
Je dédie le présent mémoire
A Franky FEUDJIO,
A Mama SOBGO Jeannette,
A feu Mama
JIOKENG Bernadette (miaa' oo),
A toute ma famille en Allemagne et aux
U.S.A.
REMERCIEMENTS
Je loue le Seigneur Tout Puisant : pour les conditions de
santé et moyens de travail qu'il nous a assuré durant la
période d'élaboration de ce mémoire ; Pour les multiples
bienfaits dont il nous a déjà gratifiés et les
innombrables qu'il nous réserve.
Le présent mémoire est le fruit de nos efforts et
de la collaboration de :
M. YAYA Ludovic, chef de dépôt SCDP de
Ngaoundéré, M.M ABBA et Ahmadou, personnel de la SCDP pour les
précieuses connaissances sur les produits pétroliers.
M SOKAMTE du poste HT/MT de la centrale AES-SONEL de
Ngaoundéré.
M Camille Frisch et tout le personnel de la société
SOLECTRIQUE CAMEROUN, pour l'initiation et leur assistance salutaires pour mon
entrée dans le domaine du photovoltaïque.
Je tiens à remercier :
le Pr. Oumarou Bouba pour sa déterminante implication dans
le déroulement de notre année académique et pour ses
multiples encouragements.
le Dr André YOUMSSI, notre encadreur, pour sa
volonté de nous former, sa grande rigueur au travail et de qui nous
avons grandement bénéficié du sens de l'organisation du
travail.
M. NKOUEDJE Pierre, Directeur Général de la
société NOVA DIFFUSION et toute sa famille pour
l'opportunité offerte que sa société soit le cadre
pratique d'étude de notre thème, et pour les bonnes conditions de
travail qu'ils nous ont toujours assuré.
M. Ahmed ALI, Directeur de L'IUT de Ngaoundéré.
le Pr. NGOUNOUNO Ismaila, Doyen de la faculté des
sciences.
le Pr. BEKOLLE pour l'autorisation d'utiliser la salle
d'informatique.
Je remercie sincèrement :
Tous nos enseignants qui par leurs enseignements ont
contribué à notre formation. Le Dr NSANGOU Mama pour l'estime
témoignée et son soutien.
Le Dr TCHOUA Paul, pour sa franche attention à nos
difficultés.
Le Dr NTAMACK Guy Edgar, notre responsable de niveau.
Le Dr Serge DOKA pour les édifiantes discussions sur
l'énergie solaire.
Les familles DONGMO et TALLA pour la très précieuse
attention que j'ai toujours reçue d'elles. Merci infiniment !!!
Les membres de la famille KUETEVOU.
La grande famille FOMIATSUET, dont j'admire les membres pour leur
dynamisme. Les familles KENTSANG, NGEPI et TCHAKOUNTE à
Yaoundé.
La famille TSOBMEDJIO à Bertoua.
Les familles TONGFACK et TSAMO à
Ngaoundéré.
La famille KAMAKE pour ses encouragements.
La famille FIFEN pour toutes leurs sollicitudes.
M.M NGUETSOP Vincent et Guy Vérité, pour leur
assistance. M.M Mahamat Adam (Man) et ONANA Alphonse (Pécos).
Je remercie infiniment :
M. Raymond PRISO, pour sa pédagogie d'enseignement en
classes de 2ndeMT1 et P.MEM2 qui a
marqué, non ! , polarisé mon orientation
académique.
Le Colonel David JOTSA, commandant du C.I.F.A.N de
Ngaoundéré pour l'intérêt témoigné aux
travaux du présent mémoire.
Mme LISSOUCK Emilienne, ma maîtresse de CM.2, qui nous a
inculqué le culte de l'effort.
M.M ILOUGA Ernest, NDOKO et KAMDEM Bertrand pour les sacrifices
consentis à notre égard dans les laboratoires et pour leur
immense collaboration et assistance.
M. NGOUADJIO Luc, pour tous ses conseils avisés et
l'assistance académique.
M. ZOMENI Gaston, pour les commentaires sur l'évaluation
économique.
M. DESOBGO Steve et sa famille pour l'attention et leurs divers
encouragements.
Mme KENFACK Chantal et toute sa famille.
Mon ami..., mon frère, KENTSANG Olivier Damas (Okemba) qui
m'encourage beaucoup. M.M FOMEKONG Armand, KAMDEU Pascal et JOUONANG Armel.
Mes camarades de la dernière promotion de Maîtrise
E.E.A, pour la solidarité et l'endurance. Les membres du club PHYSIQUE -
EEA et la grande famille de l'A.E.E.M.N.
Les locataires des mini cités AFRITUDE et TOUSSAINT
LOUVERTURE (les « saints »).
Alain Jean Dédier, NDONGO, William, Armelle,
Agnès et tous ceux dont l'espace ne me permet pas de citer le nom, sans
qui je n'aurai pas la multitude de souvenirs des jours passés à
Ngaoundéré. MM TONYE II Roland, le consultant NDOUMBE, DJ
Yvès, Vincent, MBILLE, MANGA, Mitterrand, BERGO pour les assistances
stratégiques.
La brave Diane BASSO.
Francis FOGUE (Chesco) et Nerelle, pour la contribution à
la réalisation de ce document. Ma chère tante Sita
Marie-Madeleine.
Toi, Sandrine PENGOU, dont l'absence de soutien aurait rendu mes
moments de travail bien tristes et enchaîné plein d'efforts.
Mon frère « jumeau » FEUDJIO Ludovic, tant mes
préoccupations sont les siennes, Esty qui est tant chaleureuse et David
Allan Scott.
Mes parents M et Mme FEUDJIO qui m'ont donné la vie, m'ont
éduqué, m'aiment et m'ont toujours soutenu dans mes entreprises.
Je vous aime...
1 Maintenance Technique.
2 Maintenance Electro-Mécanique.
LISTE DES SIGLES ET ABREVIATIONS.
AES SONEL : Applied Energy System -
Société Nationale d'Electricité.
AM : Air Mass ou masse d'air optique exprime la
quantité d'atmosphère que traverse les rayons du soleil.
Azimut : orientation par rapport au Sud,
compté négativement l'est.
ENSAI : Ecole Nationale Supérieure
Agro-Industrielle de l'Université de Ngaoundéré.
IAM : Incidence Angle Modifier.
IUT : Institut Universitaire de Technologies
l'Université de Ngaoundéré.
Icc : Courant de court circuit du module
photovoltaïque.
La norme NF C 15-100 : est le
référentiel qui permet d'assurer la sécurité et le
bon fonctionnement des installations électriques basse tension (BT).
NOCT : Nominal Operating Cell Temperature,
est la température réelle des cellules d'un module PV
fonctionnant aux conditions suivantes : température ambiante 20°,
une irradiance solaire 800W/m2, un spectre AM 1,5 et vitesse du vent
1m/s. 45°< NOCT < 60°.
PV : Photovoltaïque.
Rayon IR : infrarouge.
Rayon UV: ultra violet.
SCDP : Société Camerounaise de
Dépôts Pétroliers.
SONARA : Société Nationale de
Raffinerie.
STC : Standard Test Conditions, pour un
ensoleillement de 1.000 w/m2, une température de jonction de
la cellule de 25 °C et un spectre AM 1,5.
VA, VAR: volt ampère, volt ampère
réactif.
Vco : tension du module photovoltaïque sans
charge.
W, kW, MW : watt, kilowatt (103),
mégawatt (106).
Wh, kWh : wattheure, kilowattheure.
Wc, Wp : watt crête ou watt peak en
anglais est l'unité internationale de puissance d'une cellule PV. Le
watt crête est obtenu sous les STC.
SOMMAIRE.
Dédicaces i
Remerciements ii
Liste des sigles et abréviations iv
Sommaire v
Liste de figures viii
Liste de tableaux x
Problématique xii
Résumé xiii
Abstract xiv
Introduction Générale 1
Première partie : Identification des ressources
énergétiques locales et
Revue de la littérature sur les systèmes
solaires photovoltaïques.
CHAPITRE I : Ressources énergétiques de la
ville de Ngaoundéré et
Généralités sur l'énergie
électrique 3
I-1 Ressources énergétiques 3
I-2 Généralités sur l'énergie
électrique 3
I-2.1 Définition et formes d'énergie
électrique 3
I-2.2 Caractéristiques de l'énergie
électrique 3
I-2.3 Principes de production de l'énergie
électrique 4
I-2.4 Effets du courant électrique sur le corps humain
5
I-3 Besoins énergétiques de la
société NOVA DIFFUSION 6
CHAPITRE II : Revue de la littérature sur les
systèmes photovoltaïques 7
II-1 Introduction 7
II-2 Energie rayonnante solaire 7
II-2.1 Le rayonnement solaire 7
II-2.2 Le flux solaire 8
II-2.3 La ressource solaire 9
II-2.4 Physique des opto - composants 10
II-3 Cellules photovoltaïques 10
II-3.1 Historique et évolution 10
II-3.2 Caractéristiques de la cellule PV 10
II-3.3 Fonctionnement et description de la cellule PV 11
II-3.4 Technologies de cellules PV 14
II-4 Le module photovoltaïque 15
II-4.1 Technologies de modules PV 15
II-4.2 Implantation du module PV 16
II-5 Régulateur de charge et de décharge 17
II-5.1 Fonctions 17
II-5.2 Différents types de régulateurs de charge
17
II-6 Les batteries 17
II-6.1 Définition et constitution de la batterie 17
II-6.2 Fonctions et types de batteries 17
II-6.3 Caractéristiques des batteries 21
II-6.4 Description des batteries 23
II-6.5 Charge des batteries 24
II-6.6 Rendements des batteries 25
II-6.7 Entretien et stockage des batteries 25
II-6.8 Choix d'une batterie 26
II-7 Les onduleurs 26
II-7.1 Principe de base des onduleurs 26
II-7.2 Commande des onduleurs 27
II-8 Circuit de transformation de la lumière du soleil en
électricité 28
Deuxième partie : Contribution à la
production de l'énergie photovoltaïque à
Ngaoundéré.
CHAPITRE III : Essais et mesures 29
III-1-a Matériel utilisé pour les essais 29
III-1-b Présentation du logiciel PVSyst 4.21 29
III-2 Essais d'un module photovoltaïque 30
III-2.1 Estimation du rendement des modules 30
III-2.2 Essai sur influence de la position du module PV 31
III-2.3 Détermination des caractéristiques du
module PV 31
III-2.4 Détermination des caractéristiques du champ
PV 33
III-2.5 Estimation de l'énergie produite par un module PV
34
III-2.6 Rendement des boites de dérivation 36
III-3 Essais d'une batterie solaire 37
III-3.1 Charge d'une batterie solaire 37
III-3.2 Utilisation d'un moteur à courant continu 40
III-4 Essais d'un onduleur de tension 40
III-5 Essais influence des câbles 45
III-5.1 Câbles reliant les modules à la boite de
dérivation 45
III-5.2 Câble reliant la boite de dérivation au
régulateur et aux batteries 45
CHAPITRE IV : Principaux résultats 47
IV-1 Implantation des modules PV à
Ngaoundéré 47
IV-2 Modèle de production de l'énergie
électrique par un module PV 48
IV-3 Choix d'un module photovoltaïque 49
IV-4 Dimensionnement des câbles pour
Ngaoundéré 49
IV-4.1 Raisons du calcul de la section des câbles et
fusibles 49
IV-4.2 Dimensionnement de la section des câbles 50
IV-4.3 Paramètres influençant le dimensionnement
des câbles 51
IV-5 Utilisation des batteries solaire et onduleurs 52
IV-6 Conception de support de modules PV à
Ngaoundéré 52
Troisième partie : Dimensionnement de
l'installation solaire et Analyse économique.
CHAPITRE V : Dimensionnement de l'installation
photovoltaïque 53
V-1 Dimensionnement manuel de la société NOVA
DIFFUSION 53
V-2 Optimisation du dimensionnement de la société
NOVA DIFFUSION 54
V-2.1 Optimisation sur toute l'année 55
V-2.2 Optimisation sur la période la plus
ensoleillée 57
V-3 Dimensionnement des câbles et fusibles 59
V-3.1 Dimensionnement des câbles 59
V-3.2 Dimensionnement des fusibles 60
V-3.3 Mise à la terre de l'installation NOVA DIFFUSION
60
CHAPITRE VI : Analyse économique 61
VI-1 Analyse économique du générateur PV
61
VI-1.1 Coüt initial de l'installation solaire 61
VI-1.2 Exploitation et maintenance 61
VI-2 Comparaison 64
VI-3 Maintenance d'une installation photovoltaïque 64
VI-3.1 Maintenance préventive de l'installation solaire
65
VI-3.2 Cahier d'entretien de l'installation solaire 66
VI-4 Installation PV de la société NOVA DIFFUSION
66
VI-5 Enjeux d'un projet d'installation photovoltaïque 70
Conclusion générale 71
Perspectives 71
Bibliographie xvi
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