Proposition d'un système d'alimentation en eau potable d'une agglomération péri-urbaine

2. Paramètres de dimensionnement

Les différents paramètres entrant en jeu pour dimensionner une installation de pompage photovoltaïque sont :

Q : Volume d'eau pompé [m³/jour].

H : Hauteur manométrique totale [m].

Eh : Energie hydraulique [Wh/jour].

E_e : Energie électrique [Wh/jour].

q_MP : Rendement du groupe motopompe.

q₀ : Rendement de l'onduleur.

q_g : Rendement du générateur à la température de référence.

q_pv : Rendement moyen journalier du générateur dans les conditions d'exploitation.

A : Surface active du générateur [m²].

G : Eclairement dans les conditions standard de mesure (CSM) [W/m²]

Gd_m(P) : Irradiation moyenne journalière incidente sur le plan des modules à l'inclinaison â[KWh/m²/jour].

F_m : Facteur de couplage, défini comme le rapport entre l'énergie électrique générée sous les conditions d'exploitation et l'énergie électrique qui se générerait si le système travaillait au point de puissance maximum.

y: Coefficient de température des cellules.

T_c : Température moyenne journalière des cellules aux heures

d'ensoleillement[°C].

Tc,ref : Température des cellules dans les CSM [°C].

Pc : Puissance crête du générateur [W].

Pm : Puissance du module (ou panneau) PV [W].

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3. Dimensionnement des générateurs photovoltaïques

? La puissance de sortie d'un générateur photovoltaïque sous les conditions standards de mesure, CSM, (éclairement ?? = 100??/??² et température de cellule ????,?????? = 25°??) est :

????= ????* ??* ?? (1)

? ???? = ??????* ??* ??????(??) (2) ;

A Kinshasa : ??????(??) = 4000??h/??²/???????? (??=15° angle d'auto-curage du module)

? ????? = ???? * [1 - ? * (???? - ????,??????)] * ??? (3)

? = 0,004 à 0.005/°C pour des modules au silicium mono et polycristallin.

????= 35°C ; ??_??=0.8 .

? ?? = ??h (4)

??

??????*????

En égalant ?? de (1 et (2) ; et en substituant (3) et (4); nous obtenons pour la puissance crête du générateur :

??

???? = ???? * [1 - ? * (???? - ????,??????)] * ??????(??) *

??h

?????? * ????

??????=⁰.⁷⁵ ; ????= 0.8

? Le nombre total de modules ???? constituant le générateur PV est calculé par la formule suivante :

????

???? =

????

Correction de la puissance crête : les nombres de modules (en séries et/ou en parallèles) calculés ne sont pas des entiers ; il faut donc les arrondir pour trouver la nouvelle puissance corrigée.

Pour le cas de F1 :

100 1000 * 9.81 * 300 * 162

???? =		*			= 72607 ??

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72607

?

= 15.17?16

Choix du panneau : ??_??=285W (U =31.3 V )? ????== 254.76?255 285

?

=

Nombre de panneau en série : ??????=

?????????????? ??????????.??????/??? 380/0.8

?? 31.3

???? 255

? Nombre de panneau en parallèle : ??????=?????? = 16 = 15.93?16

? Nombre de panneau corrigé : ????= ?????? * ?????? = 16 * 16 = 25

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Caractéristique	F1	F2	F3	F4
Générateur PV
Puissance crête corrigé (KW)	72960	77520	72960	77520
Puissance du panneau (W)	285	285	285	285
Tension (V)	31.3	31.3	31.3	31.3
Intensité (A)	9.2	9.2	9.2	9.2
Surface (m2)	1.87	1.87	1.87	1.87
Nbre de panneau en série	16	16	16	16
Nbre de panneau parallèle	16	17	16	17
Nbres de panneaux corrigé	256	272	256	272
Tension (V)	500.8	500.8	500.8	500.8
Intensité (A)	147.2	156.4	147.2	156.4
Surface totale (m2)	478.72	508.64	478.72	508.64

Tableau n°4.20 : résumé caractéristiques générateurs PV 4. Choix de la source secondaire

Malgré les différents avantages que peut fournir ces générateurs photovoltaïques dans cet avant-projet, dont nous citons :

· L'utilisation d'une source propre et renouvelable.

· Ne demande pas d'autres couts supplémentaires (carburant).

· Absence des émissions des gaz à effet de serre.

· Aucune nuisance sonore.

Il y a lieu de, notamment, de signaler plusieurs points qui nous amène à laisser tomber les pompages solaires photovoltaïque et de ne considérer que les groupes électrogènes comme source secondaire pour l'entrainement des différents groupes motopompes des forages. Parmi ces désavantages, nous citons :

· Au total, Il nous faut un nombre important des panneaux, soit 1088 panneaux de 285 W (10 fois plus couteux que 4 groupes électrogènes) couvrant une surface de 1975 m2 (surface équivalant à 1/5^ème d'un terrain de football professionnel).

· Les installations doivent demander un terrain 0.2 hectares non loin du site de forage, ce qui n'est pas évident ; soit procéder à l'expropriation des terrains qui demande un cout inopportun pour une source d'énergie secondaire.

· Ces installations encombrant demanderont des techniciens pour assurer la maintenance préventive et curative enfin de bien entretenir ces installations et diminuer la défaillance des différentes pièces.

· Demande des batteries avec une grande capacité totale estimée en 240 KAh. (Voir devis quantitatif).

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