INTRODUCTION
Depuis des siècles, l'humanité a vécu
selon le rythme du soleil et de la nuit. Avec l'évolution de la
technologie, l'homme a amélioré son mode de vie en transformant
des structures principalement naturelles, gratuites et surtout
inépuisables pour la production de l'énergie électrique
notamment l'eau, le vent, le soleil, etc.
De nos jours, l'énergie électrique
s'avère indispensable dans notre environnement car faisant partie des
conditions primordiales du développement d'une contrée ou d'un
pays.
La production de l'énergie électrique devient un
investissement important et son efficacité ne sera assurée que si
le consommateur se voit être approvisionné en puissance
répondant aux exigences de son installation et sachons qu'actuellement
nous visons à améliorer nos conditions de vie tout en
réduisant le cout, ainsi le choix d'un des modes de production de
l'énergie électrique se base sur le cout d'investissement et sur
celui de fonctionnement. Ainsi donc ceci nous amène à faire appel
aux énergies renouvelables pour la production de l'énergie
électrique.
En se basant sur ces principes, dans notre travail nous
cherchons à produire de l'énergie électrique par
transformation directe de l'énergie solaire grâce aux cellules
photovoltaïques.
La conversion directe de l'énergie solaire en celle
électrique, appelée «Effet photovoltaïque» a
été découverte en 1939 par Antoine BECQUEL et fut
approfondie plus tard par les scientifiques. Cette conversion se fait par le
biais de la production et du transport des charges électriques sous
l'effet de la lumière dans un matériau semi conducteur dont le
plus utilisé est le silicium à partir duquel les cellules
photovoltaïques sont fabriquées.
Le problème étant celui d'augmenter le rendement
de conversion des cellules photovoltaïques et de développer des
processus de fabrication moins onéreux, la filière du silicium
couvre actuellement 90 % du marché car elle offre le meilleur compromis
entre cout de production, rendement et frais d'installation.
L'installation d'un système photovoltaïque
nécessite tout d'abord son dimensionnement pour lequel il faut calculer
à combien s'élève les besoins énergétiques
que nous comptons satisfaire et calculer par la suite la puissance du champ
photovoltaïque satisfaisant bien sure ces besoins
énergétiques. Lors du
dimensionnement, on tiendra compte des conditions
atmosphériques les plus défavorables pour l'obtention d'un
résultat bien précis.
L'énergie fournie par les cellules photovoltaïques
étant en courant continu, il est prudent de la stabiliser avant toute
utilisation car elle est proportionnelle aux variations des conditions
atmosphériques. Pour les récepteurs fonctionnant en courant
alternatif, l'utilisation d'un onduleur est indispensable.
Pendant les périodes les plus
défavorables(à l'absence du rayonnement) ou pendant la nuit ,
l'utilisation des batteries est nécessaire pour une fourniture à
temps plein. Les technologies de stockage dont les batteries au plomb sont en
tète, progressent également en direction des énergies
renouvelables et améliorent la fiabilité des solutions.
Ce travail visant à dimensionner les cellules
photovoltaïques pour une fourniture à suffisance en énergie
électrique, nous ferons notre étude sur une portion des
cités universitaires de l'université de Lubumbashi ayant en son
sein quarante maisons qui devront être approvisionnées en
énergie électrique dont la puissance devra satisfaire à la
consommation électrique des différents équipements. Il
s'agit du camp blanc, camp rouge et six maisons.
Il faut noter que dans ce travail, nous ne traiterons que le
cas d'un système photovoltaïque autonome car toute l'énergie
produite sera directement consommée par le site. D'où un
système de stockage est indispensable.
Après une brève introduction situant le sujet de
cette étude et les objectifs du travail, quatre chapitres y sont
consacrés dont le premier mettra en évidence les
généralités sur l'énergie et système
photovoltaïque, le deuxième parlera de la procédure de
dimensionnement d'un système photovoltaïque autonome, le
troisième lui, décrira le site étudiée et donnera
ses caractéristiques et enfin le quatrième et dernier sera
consacré au dimensionnement proprement dit, à l'installation et
à la maintenance du système photovoltaïque autonome.
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