III.3.1.2 Définition des modules
photovoltaïques
1. Calcul de la puissance
crête du photovoltaïque
Par définition, la puissance crête
représente la puissance maximum fournie par une cellule lorsque :
Ø L'éclairement  
Ø La température = 25 °
L'unité de cette puissance est le Watt crête,
noté Wc.les constructeurs spécifient toujours la puissance
crête d'un panneau photovoltaïque.
Cependant, cette puissance est rarement atteinte car
l'éclairement est souvent inférieur à 1000 W/m2 et la
température des panneaux en plein soleil dépasse largement les
25 °C.
La puissance crêtedépend de la
quantitéénergétique produit par jour, du rayonnement
solaire reçu dans le plan des modules et du coefficient de
conversion.
La puissance crête du champ photovoltaïque est
calculée par la formule suivante :
Avec :
Ø PC : la puissance crête du
champphotovoltaïque en Wc
Ø Et : Energie totale consommée par le
quartier en Wh/j
Ø K : coefficient de conversion (k=O.65)
Ø Ej : l'ensoleillement du site en
kWh/m2
Pour la ville de Kolwezi Ej= 4.7 kWh/m2 c'est
l'ensoleillement du mois le plus défavorable.
2. Détermination du nombre des modules
Nm
Pour déterminer le nombre des modules Nm, on se
référera à la puissance crête du champ et aux
caractéristiques d'un module.
Le nombre des modules du système est calculé par
la formule suivante :
Avec :
Ø Nm : nombre des modules du système du
champ photovoltaïque
Ø Pc : la puissance crête du
champphotovoltaïque en Wc
Ø Pmod : la puissance crête d'un
module photovoltaïque
Nombre des modules en série est calculé par la
formule suivante :
Avec :
Ø Ns : le nombre des modules en série
Ø Usyst : la tension du système
photovoltaïque en V
Ø Vmp : la tension à puissance maximale en
V
Nombre des modules en parallèle est calculé par
la formule suivante :
Avec :
Ø Np : le nombre des modules en
parallèle
Ø Nm : le nombre des modules du champ
photovoltaïque
Ø Ns : le nombre des modules en série
III.3.1.3Dimensionnement et choix des batteries de stockage
Pour une totale assurance des besoins en
électricité par l'énergiephotovoltaïque, il est
nécessaire de la stocker pour les périodes non
ensoleillées. Le meilleur moyen et le plus pratique de ce stockage est
généralement l'usage des batteries d'accumulateurs qui
accumulent l'excédent de l'énergieélectrique puis la
restitue en cas de besoin.
1. Autonomie sans apport solaire
On appelle nombre des jours d'autonomie sans apport solaire
Nja, la durée de quelques jours pendant laquelle la batterie peut
alimenter seule l'installation à toute période de l'année
(les panneaux étant considérés comme absents). C'est sur
cette base qu'on calculera la batterie.
La durée d'autonomie varie de 2 à 4 jours sans
apport solaire pour les zones équatoriales. On réduira plus le
risque en travaillant avec une autonomie de 4 jours sans apport solaire.
2. Calcul de la capacité
batterie
La capacité nominale d'une batterie est donnée
généralement pour une décharge en 10 heures notée
0 à la température standard de 25°C.
Pour calculer la capacité nominale en fonction de cette
capacité souhaitée, on doit donc tenir compte de la profondeur de
décharge autorisée.
Ø Profondeur de décharge : une batterie ne doit
pas être déchargée en dessous d'un certain seuil, sinon on
risque de l'endommager.
En pratique, en l'absence des problèmes de basses
températures et pour un usage nominal de 4 jours d'autonomie, on
appliquera une profondeur de décharge Pd de 0.8.
En tenant compte de ces deux coefficients de réduction
c'est-à-dire des phénomènes de profondeur de
décharge maximale, on calcule la capacité nominale de la
façon suivante :
Avec :
Ø C : la capacité totale des batteries en
Ah
Ø Nja : le nombre de jour d'autonomie
Ø Usyst : la tension du système
photovoltaïque en V
Ø Et : l'énergie totale consommée
par le quartier en Wh/j
Ø Pd : la profondeur de décharge
Le nombre de batteries en série est calculé par
la formule suivante :
Avec :
Ø Nbs : le nombre des batteries en série
Ø Usyst : la tension du système
photovoltaïque en V
Ø Ubat : la tension d'une batterie en V
Le nombre de batteries en parallèle est calculé
par la formule suivante :
Nbp =   (III.11)
Avec :
Ø Nbp : le nombre des batteries en
parallèle
Ø C : la capacité nominale
Ø Cbat : La capacité d'une batterie
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