Table des matières
INTRODUCTION GENERALE 1
CHAPITRE I : GENERALITES SUR LES SYSTEMES PHOTOVOLTAIQUES
3
Introduction 3
I-1. Le rayonnement solaire 3
I-1-1. Spectre du rayonnement 5
I-1-2. Durée d'insolation 5
I-2. La conversion photovoltaïque 6
I-2-1. L'effet photovoltaïque 6
I-2-2. Le principe de la conversion 6
I-2-3. La cellule photovoltaïque 7
I-3. Types de cellules 7
I-3-1. Rendement d'une cellule 7
I-3-2. Le module photovoltaïque 8
I-4. Classification des systèmes photovoltaïques
10
I-4-1. Système isolé ou autonome: 10
I-4-2. Système raccordé au réseau 10
I-5. Applications des systèmes PV 10
I-5-1. Le pompage solaire 10
I-5-2. Electrification photovoltaïque 11
Conclusion 12
CHAPITRE II : INSTALLATION ET MAINTENANCE DES SYSTEMES PV
13
Introduction 13
II-1. Méthode de dimensionnement 13
II-1-1. Méthode de dimensionnement manuelle 13
II-1-2. Outils de dimensionnement 18
II-2. Méthode d'installation d'un système PV 23
II-2-1. Installation d'un système
d'électrification 23
II-2-2. Installation d'un système de pompage 25
II-3. Méthodologie de maintenance 26
II-3-1. La maintenance corrective 26
II-3-2. La maintenance préventive 27
Conclusion 28
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CHAPITRE III : ETUDE ET ANALYSE DES DEFAILLANCES DES
SYSTEMES PV
29
Introduction 29
III-1. Méthodologie 29
III-1-1. Présentation de Bonergie 29
III-1-2. Campagnes de collecte de données 29
III-1-3. Méthodologie d'analyse 31
III-2. Analyse des défaillances des SPVE 32
III-2-1. Les défaillances 32
III-2-2. Les causes 36
III-2-3. Solutions proposées 37
III-3. Analyse des systèmes photovoltaïques pour le
pompage (SPVP) 38
III-3-1. Les défaillances 38
III-3-2. Les causes 43
III-3-3. Solutions proposées 43
III-4. Synthèse 43
III-5. Recommandations de maintenance 45
Conclusion 45
CONCLUSION GENERALE 46
Références Bibliographiques 47
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INTRODUCTION GENERALE
La montée en puissance de certains pays en voie de
développement, plus particulièrement en Asie et en
Amérique du sud, ainsi que l'augmentation de la population mondiale et
l'accroissement du revenu moyen par habitant mènent à une hausse
constante en besoins énergétiques. En effet il faut noter qu'en
1970 il y'avait 3,7 milliards d'habitants et 5 milliards de tonne
équivalent pétrole (tep), en 2000 le nombre d'habitants atteint 6
milliards d'habitants avec 9,2 milliards tep cela correspond à une
augmentation de 11%. A l'horizon 2030, on estime que le nombre d'habitants sera
8,2 milliards avec 15,3 milliards de tep, soit une augmentation de 27% [1].On
voit qu'entre 1970 et 2030, le taux de croissance énergétique et
de la population mondiale aura triplé. Les combustibles fossiles
conservent aujourd'hui une position dominante dans la satisfaction de la
demande énergétique [2]. Cela engendre des contraintes
économiques et environnementales. En effet, ces sources d'énergie
présentent des inconvénients majeurs. Elles sont
épuisables et contribuent grandement au réchauffement climatique.
L'exploitation de ces ressources énergétiques nécessite
des coûts très élevés.
A partir de ce constat, il est nécessaire de chercher
d'autres ressources d'énergie alternatives comme les énergies
renouvelables telles que l'énergie photovoltaïque, éolienne
ou hydraulique. Cette forme d'énergie n'est pas seulement gratuite et
inépuisable, mais aussi propre pour l'environnement. D'ailleurs, on
parle souvent d'une énergie «verte», puisqu'elle permet de
diminuer considérablement la pollution produite par les sources
conventionnelles. Parmi les nouvelles sources potentielles, la conversion
photovoltaïque est extrêmement prometteuse. En effet les cellules
solaires peuvent fournir de l'énergie aux systèmes dont les
niveaux s'étalent des milliwatts aux mégawatts. L'utilisation de
l'énergie solaire dans les sites isolés pour différentes
applications tels que le pompage d'eau et l'éclairage présente un
grand intérêt. L'énergie solaire photovoltaïque
présente donc un intérêt particulier pour les pays en voie
de développement. Elle est susceptible d'améliorer très
rapidement, moyennant un coût optimal, les conditions de vie et de
productivité des habitations géographiquement
dispersées.
Cependant, comme tous systèmes industriels, les
installations photovoltaïques peuvent être confrontées
à des défaillances au cours de leur cycle de vie causées
généralement par un manque d'entretien et de suivi. Ce qui
entraine une baisse voire même une perte de réputation du domaine
photovoltaïque. Ainsi, l'objectif de ce travail est de contribuer au
développement de la filière par la mise à la disposition
des acteurs (bureaux d'étude, installeurs, utilisateurs, ...)
d'informations scientifiques relatives aux différents types de
pannes.
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En effet il s'agit de déterminer les niveaux de
recurrence des défaillances des systèmes (électrification
et pompage) et des composants afin de faciliter la planification et
l'organisation de la maintenance des installations photovoltaïques.
Ce manuscrit est subdivisé en trois chapitres. Le
premier chapitre est consacré aux généralités sur
les systèmes photovoltaïques. Le second chapitre, se focalise sur
les méthodologies d'installations et de maintenance des systèmes
photovoltaïques. Le troisième chapitre, est consacré
à l'étude et à l'analyse des défaillances des
systèmes photovoltaïques.
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