Etude et dimensionnement d'un système solaire photovoltaà¯que pour le lycée polyvalent de Ziniaré

Rédigé par BAGRE Zakaria_ Licence Professionnelle_ Promotion 2020-2021 I

Etude et dimensionnement d'un système solaire photovoltaïque de secours pour l'administration du lycée polyvalent de Ziniaré

DEDICACE

4 ma famille pour son soutien inconditionnel tout

au long de cette aventure.

4 mes ami(es) : Osée, Ibrahim, et Carole pour leurs

soutiens multiformes et leurs encouragements.

4 mes professeurs pour la transmission de leur savoir

et l'ambition qu'ils nous inspirent.

4 tous mes proches pour leurs soutiens et

encouragements.

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Etude et dimensionnement d'un système solaire photovoltaïque de secours pour l'administration du lycée polyvalent de Ziniaré

REMERCIMENTS

Nul ne peut obtenir du succès sans l'aide de Dieu et de son prochain. Cela est une évidence dans la mesure où ce travail ne pouvait être effectué sans l'appui des uns et des autres. Ainsi, nous ne saurions présenter ce rapport sans manifester notre gratitude à ceux qui nous ont prêté main forte pour la réalisation de ce document. Sur ce, nous tenons particulièrement à remercier :

M. OUATTARA Abu, mon tuteur pédagogique pour avoir accepté d'encadrer mon travail malgré ses nombreuses occupations.

M. SAWADOGO Albert, Directeur Général de AFRITECH ENERGY de nous avoir accepté au sein de sa structure ;

M. YELKOUNI Osée, notre maître de stage d'avoir accepté sans hésitation de nous encadrer dans la réalisation de ce travail malgré son emploi du temps très chargé ;

Tout le personnel de AFRITECH ENERGY,

L'ensemble du corps professoral qui ont assuré et continuent d'assurer notre formation,

Tous les membres de l'administration de l'IST pour leur accompagnement durant nos activités académiques,

Enfin je témoigne ma reconnaissance à ma famille, à tous mes camarades, ami(e)s et tous ceux qui ont contribué directement ou indirectement à la réalisation de ce travail.

Que chacun trouve en ce travail, le sien et l'expression de ma profonde gratitude.

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SOMMAIRE

DEDICACE i

REMERCIMENTS ii

LISTE DES TABLEAUX iv

LISTE DES FIGURES v

LISTE DES SIGLES ET ABREVIATIONS vi

PREAMBULE vii

INTRODUCTION GENERALE 1

CHAPITRE I : PRESENTATION DE LA STRUCTURE D'ACCUEIL 4

CHAPITRE II : GENERALITES LES INSTALLATIONS SOLAIRES PHOTOVOLTAIQUES 6

Introduction 7

I. Présentation de la structure générale d'un système PV 7

II. Constitution d'une installation photovoltaïque 10

CHAPITRE III : DIMENSIONNEMENT DE L'INSTALLATION 22

Introduction 23

I. Données géographique du site 23

II. Dimensionnement et choix des différents éléments de l'installation 24

III. Dimensionnement des câbles de connexion 35

IV. Récapitulatif du dimensionnement 37

V. Maintenance des équipements 38

CHAPITRE IV: EVALUATION ECONOMIQUE DU PROJET 41

Introduction 42

I. Estimation financière du Coût des équipements 42

II. Coût prévisionnel de remplacement des équipements 43

III. Rentabilité du projet 43

IV. Bilan de stage 45

Conclusion générale 46

BIBLIOGRAPHIE ix

WEBOGRAPHIE x

LISTE DES ANNEXES xi

TABLE DES MATIERES xviii

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LISTE DES TABLEAUX

Tableau 1 : Tableau comparatif des différentes technologies des panneaux 13

Tableau 2 : Irradiation globale horizontal de la ville de Ziniaré 23

Tableau 3 : Tableau indiquant les caractéristiques des récepteurs 25

Tableau 4: Bilan des puissances des récepteurs 26

Tableau 5 : Besoin journalier de l'établissement 27

Tableau 6 : Tension du système 28

Tableau 7 : Caractéristiques d'un panneau de 300Wc 29

Tableau 8 : Tableau comparatif des batteries 33

Tableau 9 : Caractéristiques des batteries 33

Tableau 10 : Caractéristiques de l'onduleur 34

Tableau 11 : Choix de la section des câbles pour l'alimentation Panneaux/onduleur 35

Tableau 12 : Choix de la section des câbles pour l'alimentation onduleur/batteries 36

Tableau 13 : Section des conducteurs choisi 37

Tableau 14 : Récapitulatif du dimensionnement 37

Tableau 15 : Estimation du Coût des équipements 42

Tableau 16 : Coût prévisionnel de remplacement des équipements 43

Tableau 17 : Coût estimatif pour une facture SONABEL pour un compteur 30A 44

Tableau 18 : Tableau de rentabilité 44

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LISTE DES FIGURES

Figure 1 : Structure d'un système photovoltaïque avec stockage 7

Figure 2 : Structure d'un système photovoltaïque sans stockage 8

Figure 3 : Module monocristallin 13

Figure 4 : Module polycristallin 13

Figure 5 : Batterie AGM Victron 14

Figure 6 : Batterie gel OPzV Victron 15

Figure 7 : Batterie lithium fer-phosphate 15

Figure 8 : Batterie lithium ion 15

Figure 9 : Branchement de 2 batteries en parallèle 16

Figure 10 : Branchement de 2 batteries en série 16

Figure 11 : Branchement mixte de 4 batteries 17

Figure 12 : Régulateur de charge standard 18

Figure 13 : Onduleur Hybride 20

Figure 14 : Position du soleil au cours de la journée 24

Figure 15 : Agencement des panneaux solaires 30

Figure 16 : Branchement des batteries 32

Figure 17 : Synoptique de l'installation 38

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LISTE DES SIGLES ET ABREVIATIONS

Ah : Ampère heure V : Volt

AC : Alternative Curent VA : Voltampère réactive

AGM : Absorbed Glass Mat PV : Photovoltaïque

C : Capacité des batteries W : Watts

CJ : Consommation journalière WH : Watt heure

DC : Direct Curent WC : Watt crête

DTS : Diplôme de technicien supérieur

Ej : Ensoleillement journalier

IST : Institut Supérieur Privé de Technologies

Icc : Intensité de court-circuit

K : Facteur de correction

KWh : Kilowattheure

KVA : Kilovoltampère

kWh/m²/J : Kilo Wattheure par m² par jour

m² : Mètre carré

MPPT : Maximum Power Point Tracking

Nms : Nombre de modules en série

Nmp : Nombre de modules en parallèle

Nbs : Nombre de batteries en série

Nbp : Nombre de batterie en parallèle

PWM : Pulse Width Modulation

SONABEL : Société Nationale d'Electricité du Burkina

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PREAMBULE

Présentation de l'IST

1. Historique

Dans une dynamique d'auto-prise en charge des jeunes et dans une perspective de réduire le taux de chômage, l'État s'est lancé en 2000 dans une politique de formation technique et professionnelle à travers la création d'un ministère délégué à l'enseignement technique.

Cette politique a permis la naissance de plusieurs écoles supérieures techniques dont l'Institut Supérieur de Technologie (IST).

L'Institut Supérieur de Technologies (IST), sis à Gounghin, secteur 9, rue 9.50, Avenue du Conseil de l'Entente, 01 BP : 823 Ouagadougou 01, Burkina Faso, Tel : [phone] / 00 - 226 50 34 25 94, Email: [e-mail], site web: www.istburkina.com est un établissement d'Enseignement Supérieur Technique et Professionnel créé sous la forme d'une SARL de droit privé par cinq associés, agréé par l'Etat du Burkina Faso.

Son objectif social est la réalisation et la gestion d'établissement d'enseignement technique et professionnel, la réalisation d'étude, de conseil, de formation dans l'enseignement technique et continue des travailleurs.

L'Institut Supérieur de Technologie (IST) a développé et mis en oeuvre des nouvelles filières de formation grâce à des collaborations avec des universités publiques au niveau national et des universités étrangères.

Dans le cadre du volet formation dans l'enseignement technique et la formation professionnelle ainsi que la formation continue des travailleurs, l'IST a pour vocation la formation des techniciens supérieurs, des ingénieurs et des cadres de conception. Son objectif principal est de relever un défi en besoin des personnes compétentes, dynamiques et performantes pour le marché de l'emploi à travers deux (2) départements repartis en plusieurs filières :