Etude et dimensionnement d'une centrale photovoltaique pour l'alimentation d'un quartier residentiel

TABLE DES MATIERES

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IN MEMORIAM ii

DEDICACE iii

REMERCIEMENTS iv

TABLE DES MATIERES vi

LISTE DES FIGURES viii

LISTE DES TABLEAUX ix

INTRODUCTION GENERALE 1

CHAPITRE I : GENERALITES SUR L'ENERGIE PHOTOVOLTAIQUE 4

I.1 INTRODUCTION 4

I.2. HISTORIQUE DE L'ENERGIE PHOTOVOLTAIQUE 4

I.3 CELLULE PHOTOVOLTAIQUE 5

I.3.1.Définition d'une cellule solaire 5

I.3.2. Le principe de fonctionnement d'une cellule solaire 5

I.3.3 Caractéristique d'une cellule photovoltaïque 6

I.3.4. Facteur forme d'une cellule photovoltaïque 7

I.3.5. Rendement d'une cellule photovoltaïque 7

I.4. STRUCTURE DES CELLULES PHOTOVOLTAÏQUES 8

I.5. GENERATEUR PHOTOVOLTAÏQUE 9

I.6.DIFFERENTES CONFIGURATIONS DES SYSTEMES PHOTOVOLTAÏQUES. 11

I.6.1. Systèmes à couplage direct 11

I.6.2. Systèmes autonome avec batterie 12

I.6.3. Systèmes fonctionnant au fil du soleil 12

I.6.3. Systèmes avec appoint électrique 12

I.7 AVANTAGES ET INCONVENIENTS DE L'ENERGIE PHOTOVOLTAÏQUE 12

I.8.CONCLUSION 14

CHAPITRE II : PRESENTATION DE LA STRUCTURE POUR LA CONCEPTION DE LA CENTALE PHOTOVOLTAIQUE 15

II.1 INTRODUCTION 15

II.2 LES ELEMENTS D'UN SYSTEME PHOTOVOLTAIQUE 16

II.2.1 Les modules photovoltaïques 16

II.2.2 Le régulateur de charge et de décharge 17

II.2.3 Les batteries d'accumulation 19

II.2.4 L'onduleur 20

II.2.5 Les câbles électriques 21

II.3 Conclusion 22

CHAPITRE III : PRESENTATION DE LA ZONE DU PROJET ET DIMENSIONNEMENT DE LA CENTRALE PHOTOVOLTAÏQUE 23

III.1 Introduction 23

III.2 Présentation de la zone du projet 23

III.3 Situation géographique du quartier Joli site/Aeroport 25

III.4 PROCEDURE DE DIMENSIONNEMENT DU SYSTEME PHOTOVOLTAÏQUE AUTONOME 26

III.3.1 Marche à suivre 26

III.4 Calcul de dimensionnement 34

III.4.1 Evaluation du besoin énergétique du site 34

III.4.2 Définition des modules photovoltaïques 36

III.4.3 Dimensionnement et choix des batteries de stockage 37

III.4.3 Dimensionnement et choix du régulateur 39

III.4.4 Dimensionnement et choix de l'onduleur 39

III.5 Représentation schématique de la centrale photovoltaïque 40

III.5.1 Schéma de puissance 40

III.6 Conclusion 41

CONCLUSION GENERALE 42

ANNEXES 43

REFERENCES BIBLIOGRAPHIQUES 45

LISTE DES FIGURES

Figure 1 Caractéristique i-v d'une cellule photovoltaïque 3

Figure 2 Caractéristique puissance-tension d'une cellule photovoltaïque 7

Figure 3 Structure d'une cellule photovoltaïque 9

Figure 4 Schéma synoptique d'une installation photovoltaïque 11

Figure 5 Figure 5 : Représentation synoptique de la structure d'un système photovoltaïque avec stockage 15

Figure 6 Représentation synoptique de la structure d'un système photovoltaïque sans stockage 15

Figure 7 Exemple d'une connexion en série-parallèle 16

Figure 8 Géolocalisation sur la carte de la ville de Kolwezi 24

Figure 9 Diagramme 1 taux d'ensoleillement de la ville de Kolwezi 26

Figure 10 Représentation schématique de la centrale photovoltaïque 40

Figure 11 fiche technique du panneau photovoltaïque 43

Figure 12 fiche technique de la batterie 43

Figure 13 onduleur 44

Figure 14 cellule monocristalline 44