Annexes
LISTE DES FIGURES.
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Figure 1 : Conversions des principales formes
d'énergies. 1
Figure 2.1 : Générateur PV
autonome sans appoint. 7
Figure 2.2 : Types de rayonnements solaires.
8
Figure 2.3 : Analyse spectrale du rayonnement
solaire. 8
Figure 2.4 : Orbite terrestre. 8
Figure 2.5-a : Trajectoires du soleil 9
Figure 2.5-b : Position du soleil à un
instant 9
Figure 2.6 : Carte mondiale de gisement solaire.
9
Figure 2.7 : Carte du rayonnement lumineux.
10
Figure 2.8 : Schéma équivalent
d'une cellule photovoltaïque. 10
Figure 2.9 : Caractéristique Courant -
Tension cellule PV. 11
Figure 2.10 : Conversion rayonnement -
électricité. 11
Figure 2.11 : Energie des semi conducteurs 12
Figure 2.12 : Structure d'une cellule PV. 12
Figure 2.13 : Influence de l'éclairement
sur la cellule PV. 13
Figure 2.14 : Influence de la température
sur la cellule PV. 13
Figure 2.15-a : Structure du silicium 14
Figure 2.15-b : Cristaux de silicium 14
Figure 2.15-c : Silicium de type P 14
Figure 2.15-d : Silicium de type N 14
Figure 2.16 : Jonction PN 14
Figure 2.17 : Coupe d'un module PV plan. 15
Figure 2.18 : Module à concentration
solaire. 16
Figure 2.19 : Champ photovoltaïque. 16
Figure 2.20 : Position du module PV. 16
Figure 2.21 : Types de plaques de batteries au
plomb. 19
Figure 2.22 : Courbe de cycles des batteries.
20
Figure 2.23 : Caractéristiques de
décharge batteries. 22
Figure 2.24 : Densimètre ou pèse
acide. 24
Figure 2.25-a : Régime de recharge IOU
25
Figure 2.25-b : Régime de recharge IU
25
Figure 2.26 : Schéma de principe d'un
onduleur. 26
Figure 2.27 : Principe de l'onduleur autonome.
27
Figure 2.28-a : Commande adjacente 27
Figure 2.28-b : Commande décalée
27
Figure 2.29 : Circuit de transformation de
l'énergie solaire en électricité 28
Figure 3.1-a : Rendement en fonction de
l'irradiance 30
Figure 3.1-b : Rendement en fonction de la
température 30
Figure 3.2 : Montage de caractérisation
des modules PV 31
Figures 3.3-a ; 3.4-a ; 3.5-a ; 3.6-a :
Caractéristique I-V des modules A ; B ; C ; D 32
Figures 3.3-b ; 3.4-b ; 3.5-b ; 3.6-b : Courbe
de puissance des modules A ; B ; C ; D 32
Figures 3.7-a ; 3.7-b ; 3.7-c : Puissance du
champ PV 12V, 24V et 48V 33
Figures 3.8-a ; 3.8-b ; 3.8-c : Evolution de la
puissance simulée à 0° ; 25° et maximale 34
Figures 3.9-a ; 3.9-b : Evolution de la
puissance mesuré à 10°, 25° 35
Figure 3.10 : Montage de charge de batterie
37
Figures 3.11-a ; 3.11-b : Evolution de la
tension, et du courant d'une batterie en charge 39
Figure 3.12 : Montage de l'utilisation d'une
charge à courant alternatif 40
Figures 3.13-a ; 3.13-b : Evolution de la
tension et du courant de la batterie en décharge 41
Figures 3.14-a ; 3.14-b : Evolution de la
tension et du courant de la batterie en décharge 42
Figure 3.15 : Evolution de la tension de la
batterie en décharge 43
Figure 3.16 : Courbe de rendement de l'onduleur
44
Figure 3.17 : Montage pour pertes dues aux
câbles 1 45
Figure 3.18 : Montages pour pertes dues aux
câbles 2 46
Figure 4.1 : Déclinaison
magnétique de la terre. 47
Figure 4.2 : Modèle de puissance d'un
module PV. 48
Figure 4.3 : Support de modules PV pour la ville
de Ngaoundéré. 52
Figure 6.1 : Schéma électrique de
l'installation photovoltaïque de NOVA DIFFUSION 69
Figure C.1 : Evolution du coût des
générateurs PV. 71
LISTE DES TABLEAUX.
Page
Tableau 1.1 : Tensions normalisées des
réseaux. 4
Tableau 1.2 : Effets du courant de basses
fréquences. 5
Tableau 1.3 : Estimation des besoins de NOVA
DIFFUSION. 6
Tableau 2.1 : Répartition du rayonnement
solaire hors atmosphère. 7
Tableau 2.2 : Répartition du rayonnement
solaire sur la terre. 7
Tableau 2.3 : Ensoleillement à
Ngaoundéré. 9
Tableau 2.4 : Technologie des cellules PV. 14
Tableau 2.5 : Présentation des
différentes piles. 17
Tableau 2.6 : Types de batteries au plomb. 20
Tableau 2.7 : Tableau d'autodécharge des
accumulateurs. 22
Tableau 2.8 : Comparaison des technologies
d'accumulateurs. 23
Tableau 3.1 : Valeurs simulées du flux
solaire par heure à Ngaoundéré en février 31.
Tableau 3.2 : Influence de la position du module
PV. 31
Tableau 3.3 : Estimation de puissance par PVSyst
4.21. 34
Tableau 3.4 : Mesure de puissance des modules
PV. 35
Tableau 3.5 : Mesure des valeurs de la boite
SRB04ES 12. 36
Tableau 3.6 : Mesure des valeurs de la boite
SRB04ES 24. 37
Tableau 3.7 : Mesure des valeurs de la boite
SRB04ES 48. 37
Tableau 3.8 : Relèves de mesures de
charge batteries. 38
Tableau 3.9 : Relèves des mesures d'un
moteur à courant continu 40
Tableau 3.10 : Relèves des mesures de
l'utilisation d'un onduleur 41
Tableau 3.11 : Relèves des mesures de
décharge de la batterie 42
Tableau 3.12 : Relèves des mesures de
décharges de la batterie 43
Tableau 3.13 : Rendements d'une batterie 44
Tableau 3.14 : Relèves des mesures des
pertes dues aux câbles 45
Tableau 3.15 : Relèves des mesures des
pertes dues aux câbles 46
Tableau 4.1 : Positions de captage optimal
durant l'année à Ngaoundéré. 47
Tableau 4.2 : Positions de captage optimal
durant une journée de février. 48
Tableau 4.3 : Modèle de production d'un
module PV en février. 48
Tableau 4.4 : Influence de la section des
câbles. 50
Tableau 5.1 : Résultats des
méthodes de dimensionnement. 59
Tableau 5.2 : Protection des méthodes de
dimensionnement. 60
Tableau 6.1 : Première analyse
économique 62
Tableau 6.2 : Besoins de la
société NOVA DIFFUSION avec efficacité
énergétique 63
Tableau 6.3 : Deuxième analyse
économique 63
Tableau 6.4 : Comparaison avec un abonnement AES
SONEL 64
Tableau 6.5 : Actions de maintenance 65
Tableau 6.6 : Récapitulatif des
caractéristiques technique de l'installation photovoltaïque 67
Tableau 6.7 : Identification de l'installation
PV de NOVA DIFFUSION 68
Tableau C.1 : Flux de lampes et rendement
lumineux. 72
PROBLEMATIQUE.
L'accès à l'énergie électrique est
de nos jours considéré comme un facteur clé pour le
développement : les services énergétiques de consommation
(éclairage, confort dans l'habitat, moyens de communication)
améliorent le bien-être social et ceux de production, de transport
sont cruciaux au développement économique.
L'accès à l'énergie électrique est
grandement influencé par la croissance des besoins
énergétiques et la disponibilité des ressources
énergétiques. Près de 1,6 milliard de personnes à
travers le monde n'ont pas accès à l'électricité.
2,5 millions de personnes meurent de maladies de voies respiratoires, parce que
les combustibles traditionnels polluent l'air dans la maison. L'augmentation
des prix des combustibles fossiles sur les marchés mondiaux charge non
seulement le budget des ménages mais aussi le budget public de nombreux
pays (10% à 30% du produit intérieur brut). Une faible
densité d'habitations et les grandes distances renchérissent
l'énergie dans l'espace rural. Ici, le concept de réseau national
de centrales électriques se heurte à des limites
économiques.
A la société NOVA DIFFUSION, prestataire de
services de télécommunication et d'Internet dans la ville de
Ngaoundéré, les ruptures d'énergie entravent les
activités économiques et ont à plusieurs reprises
endommagés des équipements très sensibles.
Devant une telle difficulté à accéder
à l'énergie électrique fiable, Pourrait-on
envisager des efforts de développement sans électricité ?
Et puisqu'elle s'avère en ~tre un facteur clé, par quelles voies
y accéder ? Plusieurs organismes de développement
(ASEAN Centre for Energy, Evironment and Development Network for Africa,
Organizacion Latino americana de Energia..) préconisent la
promotion des énergies disponibles localement. Alors nous essayerons
d'apporter des réponses aux questions : Quelles sont les formes
d'énergies disponibles à Ngaoudéré ? Comment sont
elles converties en électricité ? Quelles sont les limites
à leur exploitation ? Et quels dangers présentent-elles pour
l'homme ?
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