UNIVERSITE MOULAY ISMAIL Ecole Supérieure de Technologie - Meknès Département Génie Electrique Licence Professionnelle Energies Renouvelables et Efficacité Energétique PROJET DE FIN D’ETUDES Modélisation et dimensionnement d’une installation photovoltaïque raccordée au réseau Réalisé par KHOURIBECH MOHAMED MAAROUFI MOUHSSINE Soutenu devant le jury Composé de Pr. Président Pr. Rapporteur Pr. Examinateur M. Parrain Industriel Pr. Encadrant Année universitaire: 2019 – 2020 Stage de Fin d’Etude LP~EEER UMI~ESTM ECOLE SUPERIEUR DE TECHNOLOGIE 1 / 94 16 juin 2020 Stage de Fin d’Etude UMI~ESTM Remerciement N ous tenons à remercier sincèrement dans un premier temps, toutes les personnes ayant contribué de près ou de loin à la réalisation de ce projet de fin d'études. On adresse nos plus vifs remerciements à Monsieur Miloud RAHMOUNE, notre encadrant pour son suivie et ces directions durant notre stage de fin d’études, nous tenons aussi à remercier Monsieur Rachid SAADANI le collaborateur avec l’encadrant de stage pour ces remarques et sa réactivité et disponibilité. Enfin, nous ne manquerons pas de remercier tous les professeurs de la filière licence professionnelle énergie renouvelable et efficacité énergétique à l’école supérieur de technologie de Meknès, pour leur enseignement et leur soutien technique qui nous a permis d’acquérir un grand nombre d’outils scientifiques et techniques indispensables pour notre carrière professionnelle. LP~EEER ECOLE SUPERIEUR DE TECHNOLOGIE 2 / 94 16 juin 2020 Stage de Fin d’Etude UMI~ESTM Table des matières Introduction ......................................................................................................................... 9 Chapitre I : Présentation de la société ........................................................................... 11 1) Présentation de la société ............................................................................................. 12 1-1) Fiche technique ................................................................................................... 12 1-2) Nombre de personnes de la société ...................................................................... 12 1-3) Les activités de la société .................................................................................... 12 Chapitre II : L’énergie solaire photovoltaïque et la modélisation du gisement solaire ............................................................................................................................................. 14 1) Le potentiel mondial en énergie photovoltaïque ........................................................... 15 1-1) Les sources conventionnelles d’énergie électrique ................................................ 15 1-2) La puissance mondiale installée en photovoltaïque ............................................... 15 2) Rayonnement solaire ................................................................................................... 16 2-1) Définition ............................................................................................................ 16 2-2) Normalisation .................................................................................................... 17 2-3) Le gisement solaire marocain .............................................................................. 17 3) Modélisation du gisement solaire ................................................................................ 18 3-1) Coordonnées terrestres ........................................................................................ 18 3-2) Coordonnées du soleil ........................................................................................... 19 3-3) Différents types de rayonnement........................................................................... 21 4) Code d’évaluation de l’éclairement solaire pour un capteur plan ................................ 22 5) La cellule photovoltaïque ............................................................................................... 23 5-1) Les technologies de fabrication des cellules photovoltaïques ................................ 24 5-1-1) Le silicium cristallin ................................................................................... 24 5-1-2) Les couches minces .................................................................................... 25 5-1-3) Cellules organiques et plastiques ................................................................ 27 5-2) Principes de fonctionnement de la cellule photovoltaïque ................................... 28 5-3) Caractéristique électrique - Modélisation ........................................................... 28 5-4) Caractéristique puissance-tension et courant-tension du module ...................... 32 5-5) Effet du rayonnement et de la température sur la puissance crête ..................... 32 6) Conclusion ................................................................................................................... 34 Chapitre III : Modélisation d’une installation photovoltaïque raccordé au réseau : sous Matlab Simulink ....................................................................................................... 35 1) Les différents Types de systèmes photovoltaïques ....................................................... 36 LP~EEER ECOLE SUPERIEUR DE TECHNOLOGIE 3 / 94 16 juin 2020 Stage de Fin d’Etude UMI~ESTM 1-1) Systèmes photovoltaïques autonomes .................................................................... 36 1-2) Système photovoltaïque raccordé au réseau .......................................................... 37 1.3) Topologies des systèmes photovoltaïques raccordés au réseau .............................. 39 2) Description de l’installation photovoltaïque ................................................................. 41 2-1) Données constructeur ........................................................................................... 42 3) Modélisation du générateur photovoltaïque raccordé au réseau ................................. 42 4) Le MPP d’un générateur solaire .................................................................................... 44 5) La commande MPPT...................................................................................................... 46 5-1) Algorithme Perturber et observer (P&O) ................................................................ 47 6) Hacheur Boost .............................................................................................................. 49 6-1) Fonctionnement ..................................................................................................... 49 6-2) Détermination des paramètres du hacheur boost................................................... 51 6-3) Simulation de la MPPT ........................................................................................... 52 7) L’onduleur .Convertisseur DC/AC................................................................................. 55 7-1) La commande MLI ................................................................................................ 55 7-2) Structure de l’onduleur connecté au réseau .......................................................... 57 7-2-1) Principe de fonctionnement ......................................................................... 57 7-2-2) Principe de la PLL ........................................................................................ 57 7-2-3) Filtre LCL et thyristors ............................................................................... 58 8) Simulation de l’ensemble ............................................................................................. 59 9) Conclusion ................................................................................................................... 60 Chapitre IV : Dimensionnement des éléments d’une installation photovoltaïque connecté au réseau et simulation de sa production ........................................................ 61 1) Introduction ................................................................................................................. 62 2) Dimensionnement des panneaux photovoltaïques ....................................................................... 63 2-1) Détermination du bilan énergétique ........................................................................ 63 2-2) Détermination du nombre de modules nécessaires ................................................. 64 3) Dimensionnement de l’onduleur ................................................................................... 64 3-1) Choix de l’onduleur ................................................................................................ 64 3-2) Disposition des modules photovoltaïques ................................................................. 64 3-2-1) Interconnexion des modules ........................................................................ 64 3-2-2) Nombre de modules en séries ...................................................................... 65 3-2-3) Nombre de chaines en parallèles ................................................................. 67 4) Dimensionnement des câbles ...................................................................................... 67 4-1) caractéristique des câbles ........................................................................................ 67 4-1-1) Caractéristique des parties conductrices ..................................................... 68 4-1-2) Caractéristique des parties isolantes ........................................................... 68 4-1-3) Enveloppe ou Gaine Isolante ....................................................................... 68 LP~EEER ECOLE SUPERIEUR DE TECHNOLOGIE 4 / 94 16 juin 2020 Stage de Fin d’Etude UMI~ESTM 4-1-4) Protection électrique des câbles ................................................................... 69 4-1-5) Section des câbles ...................................................................................... 69 5) Etude de cas ............................................................................................................... 69 6) Simulation sous PVsyst ............................................................................................... 75 6-1) Logiciel de simulation PVsyst ................................................................................... 75 6-2) Choix du type d’installation et du site .................................................................... 75 6-3) Paramètres du système ............................................................................................ 76 6-4) Simulation .............................................................................................................. 78 7) Formulaire Excel pour dimensionnement d’une installation photovoltaïque relié au réseau ......................................................................................................................... 82 8) Conclusion .................................................................................................................. 86 Conclusion générale ........................................................................................................ 88 Bibliographie ................................................................................................................... 90 ANNEXE I ......................................................................................................................... 91 ANNEXE II........................................................................................................................ 94 LP~EEER ECOLE SUPERIEUR DE TECHNOLOGIE 5 / 94 16 juin 2020 Stage de Fin d’Etude UMI~ESTM Table des figures Figure II-1 : Structure de la production mondiale d’électricité en 2012 source : Observ’ER 2013 ..................................................................................................................................... 15 Figure II-2 : Evolution du photovoltaïque dans le monde (2008 à 2018)................................ 16 Figure II-3 : Part des principaux pays de la production photovoltaïque ................................. 16 Figure II-4 : Carte d’irradiation solaire au Maroc ................................................................... 18 Figure II-5 : Coordonnées terrestres ..................................................................................... 18 Figure II-6 : Différents types de rayonnements ..................................................................... 21 Figure II-7 : Les différents éclairements pour la ville de Meknès ........................................... 23 Figure II-8 : Evolution de la production mondiale des différentes technologies des cellules PV ............................................................................................................................................. 24 Figure II-9 : Deux exemples de modules utilisant le Sia (Silicium amorphe) .......................... 25 Figure II-10 : Module souple à couche mince ........................................................................ 26 Figure II-11 : Cellule photovoltaïque organique ..................................................................... 27 Figure II-12 : Principe de l’effet photovoltaïque sur une cellule ............................................. 28 Figure II-13 : Modèle électrique d’une cellule PV ................................................................... 29 Figure II-14 : Différents bloc constituant le modèle PV ......................................................... 31 Figure II-15 : Développement de chaque bloc du modèle du PV ............................................ 31 Figure II-16 : Courbe I=f(V) et P=f(V) du PV ........................................................................... 32 Figure II-17 : Effets rayonnement sur la caractéristique P=f(V) et I=f(V) ................................ 33 Figure II-18 : Effets température cellule sur les caractéristiques P=f(V) et I=f(V) .................... 33 Figure III-1 : Schéma simplifié d’un système photovoltaïque autonome ............................... 37 Figure III-2 : Schéma simplifié d’un système photovoltaïque raccordé au réseau ................. 38 Figure III-3 : Différents modèles d’onduleurs modélisés avec EMTP-RV ................................ 41 Figure III-4 : Caractéristique des modules polycristalline 60P (260 285Wp) .......................... 42 Figure III-5 : Association des blocs des modules photovoltaïque en série .............................. 43 Figure III-6 : Résultat de simulation P=f(V) et I=f(V) à 25°C ................................................... 43 Figure III-7 : Point de fonctionnement d’un système solaire en fonction de trois différentes charges ................................................................................................................................. 44 Figure III-8 : Point de fonctionnement du générateur solaire ................................................. 45 Figure III-9 : Schéma synoptique de la commande MPPT ...................................................... 46 Figure III-10 : Principe de l’algorithme de la commande P&O ................................................ 47 Figure III-11 : Algorithme de la méthode P&O ....................................................................... 48 Figure III-12 : Bloc algorithme P&O ...................................................................................... 48 LP~EEER ECOLE SUPERIEUR DE TECHNOLOGIE 6 / 94 16 juin 2020 Stage de Fin d’Etude UMI~ESTM Figure III-13 : Schéma électrique de l’hacheur boost ............................................................. 49 Figure III-14 : Séquence fonctionnement de l’hacheur boost ................................................. 50 Figure III-15 : Chronogramme de VL ..................................................................................... 50 Figure III-16 : Diagramme puissance-fréquence des composant de commutation de puissance ............................................................................................................................................. 52 Figure III-17 : Commande MPPT sur une charge .................................................................. 53 Figure III-18 : Résultats simulation MPPT sur charge R ........................................................ 53 Figure III-19 : Générateur du signal PWM pour IGBT ........................................................... 54 Figure III-20 : Forme d’onde du générateur PWM .................................................................. 55 Figure III-21 : Onduleur en pont H ....................................................................................... 55 Figure III-22 : Schéma asymptotique de la commande MLI analogique ................................. 56 Figure III-23 : Technique pour générer le signal MLI ............................................................. 56 Figure III-24 : Schéma de l’onduleur raccordé au réseau ..................................................... 57 Figure III-25 : Topologie générale d’une PLL .......................................................................... 58 Figure III-26 : Schéma globale du système raccordé au réseau ............................................ 59 Figure III-27 : Résultats de la simulation au niveau de l’onduleur ....................................... 59 Figure IV-1 : Schéma d’une installation photovoltaïque raccordé au réseau ......................... 62 Figure IV-2 : Branchement modules PV en série ................................................................... 64 Figure IV-3 : Branchement modules PV en parallèle ............................................................. 65 Figure IV-4 : Différentes dispositions de branchement des modules PV ................................. 65 Figure IV-5 : Type de câbles .................................................................................................. 67 Figure IV-6 : Caractéristiques électriques des modules TT( 260 285WP)................................ 70 Figure IV-7 : Caractéristiques de la gamme 2,5-6 Kw de l’onduleur Must ............................. 70 Figure IV-8 : Données climatiques et irradiations de Meknès ................................................ 71 Figure IV-9 : Données climatiques et irradiations de Casablanca .......................................... 71 Figure IV-10 : Raccordements des modules aux onduleurs ................................................... 74 Figure IV-11: Etapes de la simulation en PVsyst ................................................................... 75 Figure IV-12 : Interface du logiciel ....................................................................................... 76 Figure IV-13 : Données météorologiques du site .................................................................... 76 Figure IV-14: Orientation du système ................................................................................... 77 Figure IV-15 : Paramétrage des différents constituants modules-onduleurs .......................... 77 Figure IV-16 : Accueille du formulaire de dimensionnement ................................................. 83 Figure IV-17 : Choix du site et de puissance ......................................................................... 83 Figure IV-18: Feuille choix des modules ............................................................................... 84 Figure IV-19 : Feuille choix des onduleurs ............................................................................ 85 Figure IV-20 : Feuille choix des câbles .................................................................................. 85 Figure IV-21 : Feuille de récapitulation ................................................................................ 86 LP~EEER ECOLE SUPERIEUR DE TECHNOLOGIE 7 / 94 16 juin 2020 Stage de Fin d’Etude UMI~ESTM Liste des tableaux Tableau II-1 : Grandeurs intervenants dans le modèle mathématique du PV ........................ 30 Tableau IV 1 : Coefficient de sécurité imposé par l’UTE tenant compte de l’élévation de la tension du module photovoltaïque quand la température diminue ........................................ 66 Tableau IV 2 : Nombre de modules en été ............................................................................ 72 Tableau IV 3 : Nombre de modules en hiver .......................................................................... 72 LP~EEER ECOLE SUPERIEUR DE TECHNOLOGIE 8 / 94 16 juin 2020 Stage de Fin d’Etude UMI~ESTM Introduction D epuis de nombreuses années, le monde fait face à une demande en énergie croissante due à la croissance démographique mondiale et à la mutation progressive des économies. Cette croissance énergétique entraine une raréfaction des ressources naturelles utilisées pour répondre à ce besoin en énergie. La majeure partie de ces ressources sont aujourd’hui fossiles: pétrole, charbon, gaz naturel. Bien que diversifiées et très abondantes, ces ressources ne sont pas inépuisables et l’exploitation qui en est faite ne pourra plus durer longtemps. Pour pallier à cela, certains pays développés se sont orientés vers l’énergie nucléaire qui a des inconvénients énormes. La sureté énergétique à long terme des pays du monde n’est donc pas le seul problème qui se pose actuellement. Aussi, l'utilisation des sources fossiles génère considérablement de gaz à effet de serre (CO2 : dioxyde de carbone) qui sont dangereux pour l’homme et son environnement. Pour répondre à la croissance de la demande énergétique mondiale, à l’épuisement inévitable des ressources fossiles et à la détérioration de l’environnement, certains pays préconisent la production d’énergie grâce à d’autres moyens souvent qualifiés de « propres» en référence au fait qu’ils ne génèrent pas de gaz à effet de serre. Ces moyens de production sont principalement issus des énergies renouvelables, c’est-à-dire dont les ressources sont inépuisables par nature et protectrice de l’environnement. En exemple, on peut citer l’énergie hydraulique, éolienne, solaire...Ce dernier terme recouvre en réalité de nombreuses technologies, parmi lesquelles l’énergie photovoltaïque. Il s’agit ici de transformer directement la lumière du soleil en électricité, sans intermédiaire, grâce à un matériau semi- conducteur. L’énergie solaire photovoltaïque a connu un véritable développement et est devenue de plus en plus une solution parmi les options énergétiques prometteuses avec des avantages comme l’abondance, l’absence de toute pollution et la disponibilité en plus ou moins grandes quantités en tout point du globe terrestre. LP~EEER ECOLE SUPERIEUR DE TECHNOLOGIE 9 / 94 16 juin 2020 Stage de Fin d’Etude UMI~ESTM En effet, il existe plusieurs types de panneaux solaires photovoltaïques générateurs d’électricité. Les différences se situent dans le rendement, le prix, la mise en œuvre, l’aspect extérieur, ainsi que dans la matière semi conductrice utilisée. Les cellules solaires à base de silicium se distinguent en fonction de leur application, leur performance et du processus de fabrication des couches de silicium. Dans le but d’atteindre une meilleure exploitation de l’énergie solaire, nous projetons d’étudier l’influence des paramètres climatiques sur les performances des cellules photovoltaïques à fin de faire un dimensionnement adéquat des nombres de panneaux à installer pour un besoin de client donnée. Le présent travail, réalisé en collaboration avec la société est organisé comme suit : Dans le premier chapitre : nous présentons une description de l’entreprise. Le deuxième chapitre : on donne des notions sur l’énergie solaire et ses caractéristiques son évolution, avec une modélisation du gisement solaire. D’une autre part on présente la définition et le principe de fonctionnement de la cellule photovoltaïque, son rendement, les différents types de cellules disponibles, la modélisation mathématique de la cellule, l’effet des variations climatiques sur ces performances. Le troisième chapitre est consacré à une modélisation sous Matlab Simulink de l’installation photovoltaïque raccordée au réseau électrique basse tension dont lequel on décrit tous les étages d’une installation photovoltaïque. Le quatrième chapitre est dédié au dimensionnement d’une installation photovoltaïque raccordé au réseau (nombre de panneaux et onduleurs) selon la puissance demandé par le client et les références des constituants utilisés, avec simulation sous PVsyst et la réalisation d’un formulaire Excel d’aide au dimensionnement LP~EEER en se basant sur ECOLE SUPERIEUR DE TECHNOLOGIE 10 / 94 les relations établie. 16 juin 2020 Stage de Fin d’Etude UMI~ESTM Chapitre I Présentation de la société D ans ce volet nous allons présenter la société qui a fait le siège de notre Stage de projet de fin d’étude on présentant son hiérarchie et ses secteurs d’activités. LP~EEER ECOLE SUPERIEUR DE TECHNOLOGIE 11 / 94 16 juin 2020 Stage de Fin d’Etude UMI~ESTM 1) Présentation de la société 1-1) Fiche technique 1-2) Nombre de personnes de la société : • Directeur général : M. Abderrahmane BAMOU • Directeur commercial : M. Mohammed ABDALLAOUI. • Trois techniciens supérieurs. • Un plombier. • Huit ouvriers. 1-3) Les activités de la société : La société ELEC ENERGIE s’occupe de : • L’installation des chauffe-eaux solaires de gammes différentes. • L’installation des générateurs photovoltaïques. • Vente des lampes économiques LED. • Chauffage et Climatisation. • L’éclairage public. LP~EEER ECOLE SUPERIEUR DE TECHNOLOGIE 12 / 94 16 juin 2020 Stage de Fin d’Etude UMI~ESTM • Pompage solaire photovoltaïque. • Audit efficacité énergétique. Les produits de la société En réponse aux besoins énergétiques du consommateur, les produits de la société sont : - Les chauffe-eaux solaires : • Capacité de ballon : 200L, 300L. • Capteur à tubes sous vide et capteurs plans. - Les systèmes photovoltaïques avec ses composants : • Les panneaux photovoltaïques. • Les batteries. • Les régulateurs. • Les onduleurs. - Les lampes économiques LED, de différentes puissances. LP~EEER ECOLE SUPERIEUR DE TECHNOLOGIE 13 / 94 16 juin 2020 Stage de Fin d’Etude UMI~ESTM Chapitre II L’énergie solaire photovoltaïque et la modélisation du gisement solaire C ent ans après la découverte de l’effet photovoltaïque par Edouard Becquerel (1839), la première cellule capable de transformer l’énergie solaire en courant électrique fut mise au point par un groupe de chercheurs américains de Bell Labs. L’effet photovoltaïque a d’abord connu une utilisation dans le domaine du spatial, avant d’être utilisé comme source d’énergie en site isolé et développé pour s’étendre à des applications de connexion avec réseau. Cet effet est le produit du choc des photons de la lumière sur un matériau semi-conducteur qui transmet leur énergie aux électrons pour générer une tension électrique. Dans ce chapitre, nous aborderons, dans une première partie, la production mondiale d’électricité d’ordre photovoltaïque. Nous développerons les notions essentielles sur le gisement solaire qui permettent d’élaborer les équations caractéristiques des diffèrent type de rayonnement solaire afin de générer un programme de simulation sous forme d’une interface Matlab GUI permettant d’avoir des notions sur le gisement solaire selon la localisation et d’autres paramètres. Nous présenterons par la suite les différentes technologies et caractéristiques de cellules PV et leur modélisation afin de définir leurs modes de fonctionnement. LP~EEER ECOLE SUPERIEUR DE TECHNOLOGIE 14 / 94 16 juin 2020 Stage de Fin d’Etude UMI~ESTM 1) Le potentiel mondial en énergie photovoltaïque 1-1 ) Les sources conventionnelles d’énergie électrique Figure II-1: structure de la production mondiale d’électricité en 2012 Source : Observ’ER 2013 L’électricité est produite à partir des sources d’énergie primaire. Les principales sources sont celles d’origine fossile (Charbon, fuel), hydraulique, nucléaire (Uranium…), éolienne, solaire (thermique et photovoltaïque) ... Celle-ci servent à l’exception du photovoltaïque (soleil) à entrainer une machine électrique, en l’occurrence un alternateur, pour produire de l’électricité. La production mondiale d’électricité a atteint plus de 20 000TWh en 2011 soit 17% de la consommation globale en énergie dans le monde. La figure II. 6 donne la part de chaque source dans le mixte électrique mondial. 1-2 ) La puissance mondiale installée en photovoltaïque Fin 2018, la puissance totale installée en énergie photovoltaïque atteignait les 505 GW dans le monde, l’équivalent de 505 réacteurs nucléaires, selon le (renewable 2019 global status report ). Le trio asiatique (chine , inde et Japan ) occupe la grande majorité avec une part de 45%. Le continent européen se démarque par l’allemand, l’Italie, le royaume unit et la France … Le continent africain bien que béni par l’astre, reste dépourvu d’importantes installations photovoltaïques. Ce retard s’expliquerait par les prix élevés des équipements solaires. Le Maroc quant à lui, a consenti ces dernières années d’importants investissements pour la filière, faisant de lui un des acteurs le LP~EEER ECOLE SUPERIEUR DE TECHNOLOGIE 15 / 94 16 juin 2020 Stage de Fin d’Etude UMI~ESTM plus dynamique de l’énergie solaire en Afrique. Le tableau au-dessus donne la part des principaux pays acteurs du photovoltaïque au monde. Le développement du photovoltaïque a subi une croissance sans précédent. La figure II. 2 rend compte de cette croissance. Figure II-2 : Evolutions du photovoltaïque dans le monde (2008 à 2018). Source : Becquerel Institute and IEA PVPS publié dans le renewables 2019 global statuts report. Figure II-3 : Part des principaux pays de la production photovoltaïque 2) Rayonnement solaire 2-1) Définition Le rayonnement solaire est l'ensemble des ondes électromagnétiques émises par le Soleil. Il est composé de toute la gamme des rayonnements, de l'ultraviolet LP~EEER ECOLE SUPERIEUR DE TECHNOLOGIE 16 / 94 16 juin 2020 Stage de Fin d’Etude UMI~ESTM lointain comme les rayons gamma aux ondes radio en passant par la lumière visible. Le rayonnement solaire contient aussi des rayons cosmiques de particules animées d'une vitesse et d'une énergie extrêmement élevées. Le rayonnement solaire varie selon deux paramètres : La localisation géographique : Le rayonnement varie assez largement, il est nettement plus important au niveau des régions tropicales sèches. La saison, le jour et l’heure : L’ensoleillement varie sensiblement, du fait que le soleil varie évidement au cours de la journée et selon la saison. On appelle rayonnement global la somme du rayonnement direct, du rayonnement diffus et de l’albédo qui désigne la réflectivité du sol. 2-2) Normalisation Les conditions standards de test appelées STC définissent la façon dont les modules photovoltaïques sont examinés en laboratoire afin d’en dégager les propriétés électriques de ceux-ci. Il s’agit de conditions normalisées qui permettent de comparer des modules entre eux. Les conditions STC donnent un certain nombre de condition de test dont notamment : Niveau d’éclairement du module : 1000 W/m² Température des cellules : 25°C Coefficient Air Masse : 1.5 Dans les STC on définit ainsi la puissance crête Pc, c’est la puissance produite par Les modules dans ces conditions de test. 2-3) Le Gisement solaire marocain Le Maroc a un gisement solaire absolument considérable qui lui donne les moyens pour subvenir à ses propres besoins en énergies propres et aussi pour l’exportation, Avec plus de 3000 h/an d'ensoleillement, soit une irradiation de 5 kWh/m2/jour, le Maroc jouit d'un gisement solaire considérable. Cette source d’énergie constitue un potentiel particulièrement important surtout dans les régions mal desservies en capacités de production électrique. LP~EEER ECOLE SUPERIEUR DE TECHNOLOGIE 17 / 94 16 juin 2020 Stage de Fin d’Etude UMI~ESTM Figure II.4 : Carte d’irradiation solaire au Maroc 3) Modélisation du gisement solaire 3-1) Coordonnées terrestres La Terre l’hémisphère est Nord séparée par l’équateur en deux demi sphères, pour celle située du côté du pôle Nord, et l’hémisphère Sud pour celle qui est située du côté du pôle Sud. Figure II-5 : Les coordonnées terrestres. D’autre part, elle est partagée d’Ouest en Est, par le méridien d’origine qui passe par Greenwich (près de Londres en Angleterre). Tout point sur la terre est caractérisé par sa latitude et sa longitude. Ces deux grandeurs représentent les coordonnées géographiques de ce point ainsi que par son altitude. LP~EEER ECOLE SUPERIEUR DE TECHNOLOGIE 18 / 94 16 juin 2020 Stage de Fin d’Etude UMI~ESTM La latitude La latitude d’un lieu est une valeur angulaire, expression du positionnement NordSud de l’équateur, d’un point sur la Terre. Théoriquement, elle a pour valeur, 0˚à l’équateur jusqu’à 90˚aux pôles, elle est comptée positivement de (0 à +90˚) vers le Nord et négativement de (0 à -90˚) vers le Sud. Généralement, cette grandeur est notée φ. Nous prenons celle de Meknès : φ = 33˚57oN La longitude La longitude d’un lieu correspond à l’angle formé par deux plans méridiens (passant par l’axe des pôles), l’un étant pris comme origine (méridien de Greenwich 0˚) et l’autre déterminé par le lieu envisagé. C’est donc une mesure angulaire sur 360˚par rapport à un méridien de référence, avec une étendue de +180˚à l’Est et -180˚à l’Ouest, donc à tout écart de 1˚de longitude correspond à un écart de 4 minutes de temps. L’altitude L’altitude, c’est la distance verticale exprimé en mètres, elle exprime un écart entre un point donné et un niveau moyen, le plus souvent le niveau de la mer (ou niveau 0), pris comme surface de référence. 3-2) Coordonnées du soleil Pour un lieu donné, la position du soleil est repérée à chaque instant de la journée et de l’année par deux systèmes de coordonnées différents : – Par rapport au plan équatorial de la terre (repère équatorial). – Par rapport au plan horizontal du lieu (repère horizontal). Coordonnées équatoriales Le mouvement du soleil est repéré par rapport au plan équatorial de la terre à l’aide de deux angles (δ, ω). LP~EEER ECOLE SUPERIEUR DE TECHNOLOGIE 19 / 94 16 juin 2020 Stage de Fin d’Etude UMI~ESTM La déclinaison C’est l’angle formé par la direction du soleil et le plan équatorial terrestre, on adopte la convention de compter positivement les latitudes de l’hémisphère Nord et négativement celle de l’hémisphère Sud. Notant que la déclinaison variée tout au long de l’année entre deux valeurs extrêmes ±23.75˚. Les lois du mouvement relatif Terre-Soleil permettent de calculer les variations de la déclinaison au long de l’année. Plusieurs chercheurs ont proposé des formules permettant de calculer la déclinaison, l’expression suivante permet de le faire avec précision : ( co co ) est exprimée en radians, s’appelle l’angle du jour et donné par : ( ) Pour la pratique, une formule d’approximation est suffisante, elle est donnée par l’équation de Cooper suivant : n( ( )) Ou encore, l’équation proposé par P. Brichambaut : n ( n( ( ))) Avec : nj : C’est le numéro de jour de l’année, varient de 1 à 365, (pour le 1ére Janvier, nj = 1 et pour le 31 Décembre, nj = 365. L’angle horaire C’est l’angle que font les projections de la direction du soleil avec la direction du méridien du lieu, l’angle horaire du soleil varie à chaque instant de la journée selon la relation suivante : ( ) Coordonnées horizontal Le repère horizontal est formé par le plan de l’horizon astronomique et vertical du lieu. Dans ce repère, les coordonnées sont la hauteur et l’azimut. LP~EEER ECOLE SUPERIEUR DE TECHNOLOGIE 20 / 94 16 juin 2020 Stage de Fin d’Etude UMI~ESTM La hauteur du soleil C’est l’angle que fait la direction du soleil avec sa projection sur le plan horizontal. La hauteur du soleil varie entre -90˚à 90˚est à chaque instant de la journée et de l’année selon la relation suivante : n( ) n( ) n( ) co ( ) co ( ) co ( ) L’azimut C’est l’angle que fait la projection de la direction du soleil avec la direction du Sud. L’azimut du soleil varie à chaque instant de la journée selon la relation suivante : n( ) n( ) co ( ) co ( ) Il est nul à midi TSV et maximal au lever et au coucher du soleil. 3-3) Différents types de rayonnement En traversant l’atmosphère, le rayonnement solaire est absorbé et diffusé. Au sol, on distingue plusieurs composantes, constitué principalement du rayonnement direct I, provenant directement du soleil, légèrement affaibli par diffusion ou absorption lors de sa traversée de l’atmosphère, et du rayonnement diffus D le tout formant le rayonnement global G. Figure II-6 : Différents types de rayonnement Rayonnement direct C’est le rayonnement reçu directement du soleil est qui traverse l’atmosphère sans Subir de modifications. L’expression du rayonnement direct dépend de l’azimut a, l’orientation du capteur γ, la hauteur du soleil h et l’angle d’inclinaison i : co ( ) n( ) co ( LP~EEER ) n( ) co ( ) ECOLE SUPERIEUR DE TECHNOLOGIE 21 / 94 16 juin 2020 Stage de Fin d’Etude UMI~ESTM Rayonnement diffus C’est la part du rayonnement solaire diffusé par les particules solides ou liquides en suspension dans l’atmosphère, de plus il n’a pas de direction privilégiée. Dans le plan d’un capteur le rayonnement diffus est donné par : ( co ( )) ( co ( )) Rayonnement globale C’est la somme du rayonnement direct et diffus. Pour un plan quelconque, le rayonnement global est : Pour pouvoir tracer l’évolution des différents types de rayonnement, on a introduit des coefficients qui tiennent compte de la nature du ciel. Elles sont données dans le tableau suivant : Type de ciel A B C Ciel très claire 1300 87 6 Ciel moyen 1230 125 4 Ciel pollué 1200 187 5 4) Code d’évaluation de l’éclairement solaire pour un capteur plan Avec toutes les équations précédemment établies on a réalisé une interface Matlab Gui Dont le code est joint dans ANNEXE I permettant de simuler le gisement solaire selon la localisation (latitude) l’orientation à n’importe quel journée de l’année. On choisit de faire la simulation pour la ville de Meknès latitude (33,57°) orientation Sud pour le 5 septembre avec une inclinaison du capteur solaire de 30°. LP~EEER ECOLE SUPERIEUR DE TECHNOLOGIE 22 / 94 16 juin 2020 Stage de Fin d’Etude UMI~ESTM Figure II-7 : Les différents éclairements pour la ville de Meknès On remarque que l’éclairement varie du lever au coucher du soleil avec un maximum vers midi , la valeur de l’éclairement obtenu pour un capteur incliné est supérieur par rapport à un capteur plan horizontal du fait de l’éclairement diffus , donc en plus du gisement qui dépend de l’emplacement il faut prendre en compte l’inclinaison et l’orientation du capteur pour tirer le maximum d’irradiation solaire sur le panneau .dans cet exemple on a pris une orientation plein Sud qui représente la meilleur orientation en terme d’irradiation selon les simulation sur les autres orientation qu’on a réalisé. 5) La cellule photovoltaïque Le Soleil fournit chaque année suffisamment d’énergie pour répondre plus de 7.500 fois aux besoins de la population mondiale. Progressivement, de nouvelles installations solaires voient le jour au Maroc pour tirer profit de cette ressource. La production d’électricité est assurée par des structures parfois épaisses de quelques micromètres seulement : les cellules photovoltaïques, cœur des panneaux solaires. LP~EEER ECOLE SUPERIEUR DE TECHNOLOGIE 23 / 94 16 juin 2020 Stage de Fin d’Etude UMI~ESTM 5-1) Les technologies de fabrication des cellules photovoltaïques Une cellule photovoltaïque peut être réalisée avec de nombreux semi-conducteurs. En réalité il existe aujourd’hui trois principales filières technologiques : le silicium cristallin, les couches minces et les cellules organiques. Ces filières se partagent inégalement le marché comme le montre la figure II.8 Figure II-8 : Evolution de la production mondiale des différentes technologies de cellules PV 5-1-1) Le silicium cristallin Le silicium cristallin domine le marché à plus de 80%. La fin de cette technologie gourmande en matière première est annoncée depuis de nombreuses années mais les progrès technologiques réalisés par cette filière aux cours des 10 dernières années lui ont permis de garder sa place prédominante sur le marché. Cette filière, de part de son très fort développement actuel, semble partie pour garder cette place encore quelques années. Cette filière comporte deux technologies : le silicium monocristallin et le silicium multicristallin. Le silicium mono cristallin est difficile à obtenir. En effet, il nécessite un taux de pureté très élevé et donc plusieurs étapes de purification. Ces étapes sont délicates et donc coûteuses. Le rendement du silicium monocristallin est le plus élevé, il est compris entre 12 et 20% pour les cellules industrielles. Son coût élevé est aujourd’hui un handicap et le silicium monocristallin perd du terrain devant le silicium multicristallin. LP~EEER ECOLE SUPERIEUR DE TECHNOLOGIE 24 / 94 16 juin 2020 Stage de Fin d’Etude UMI~ESTM Figure II-9: Deux exemples de modules utilisant le Sia (Silicium amorphe) Le silicium multicristallin est devenu aujourd’hui la technologie la plus utilisée. A elle seule elle représente près de 50% du marché. Ces cellules sont obtenus par coulage de cristaux de silicium ce qui rend sa structure hétérogène Son rendement est légèrement inférieur au silicium monocristallin il est compris entre 10 et 14% selon les fabricants. En revanche sa fabrication est beaucoup plus simple, les coûts de production sont donc plus faibles. L’un des points faibles de ces deux technologies est la quantité de matière utilisée, même si actuellement la taille des lingots et des cellules augmentent continuellement. Les lingots de silicium, mono ou multicristallin, sont sciés en tranche de 150 à 300 microns, par des scies à fils. Le diamètre du fil de découpe étant de 180 microns d'épaisseur, il entraîne une perte en matière première de près de 50%. Notre étude se consacrera à des générateurs PV utilisant la technologie cristalline qui reste aujourd’hui la technologie dominante. 5-1-2) Les couches minces La technologie à couche mince dont la plus mure est le silicium amorphe (Sia) représentait en 2008 plus de 7% du marché mondial. L'avantage de cette technique est l'utilisation de substrats à bas coût. Le silicium est déposé à basse température sur un substrat en verre. De plus il est possible de déposer ces cellules sur des substrats souples et ainsi de fabriquer des cellules souples. Son prix est plus faible que les cellules cristallines ; en revanche, le rendement d’une cellule en Sia est inférieur à celui des cellules cristallines, il est d’environ 7%. LP~EEER ECOLE SUPERIEUR DE TECHNOLOGIE 25 / 94 16 juin 2020 Stage de Fin d’Etude UMI~ESTM L’utilisation de ce type de cellules nécessite l’utilisation d’une isolation galvanique entre les modules et le réseau. Sans cette isolation galvanique les cellules amorphes se dégradent très rapidement. La raison physique de ce phénomène reste encore obscure. Les cellules amorphes captent très bien le rayonnement diffus et sont donc moins sensibles aux variations de rayonnement direct. Ces cellules sont donc une très bonne alternative aux cellules cristallines sur des sites soumis à des ombrages sévères. D’autres matériaux sont également utilisés dans les filières à couches minces comme le Tellure de Cadmium (CdTe), le diséléniure de cuivre et d'indium (CIS) et de gallium (CIGS). Ces technologies possèdent de bons rendements, pouvant aller jusqu’à 19%. Malgré les potentialités de ces trois technologies, les problèmes de toxicité sur l’environnement et d’approvisionnement en matières premières qu’elles soulèvent les cloisonneront au laboratoire ou à des applications très spécifiques. Figure II-10 : Module souple à couche mince La technologie à couche mince dont la plus mure est le silicium amorphe (Sia) représentait en 2008 plus de 7% du marché mondial. L'avantage de cette technique est l'utilisation de substrats à bas coût. Le silicium est déposé à basse température sur un substrat en verre. De plus il est possible de déposer ces cellules sur des substrats souples et ainsi de fabriquer des cellules souples. Son prix est plus faible que les cellules cristallines ; en revanche, le rendement d’une cellule en Sia est inférieur à celui des cellules cristallines, il est d’environ 7%. L’utilisation de ce type de cellules nécessite l’utilisation d’une isolation galvanique entre les modules et le réseau. Sans cette isolation galvanique les cellules amorphes se dégradent très rapidement. La raison physique de ce phénomène reste encore obscure. Les cellules amorphes captent très bien le rayonnement diffus et sont donc LP~EEER ECOLE SUPERIEUR DE TECHNOLOGIE 26 / 94 16 juin 2020 Stage de Fin d’Etude UMI~ESTM moins sensibles aux variations de rayonnement direct. Ces cellules sont donc une très bonne alternative aux cellules cristallines sur des sites soumis à des ombrages sévères. D’autres matériaux sont également utilisés dans les filières à couches minces comme le Tellure de Cadmium (CdTe), le diséléniure de cuivre et d'indium (CIS) et de gallium (CIGS). Ces technologies possèdent de bons rendements, pouvant aller jusqu’à 19%. Malgré les potentialités de ces trois technologies, les problèmes de toxicité sur l’environnement et d’approvisionnement en matières premières qu’elles soulèvent les cloisonneront au laboratoire ou à des applications très spécifiques 5-1-3) Cellules organiques et plastiques Les cellules organiques (cf. Figure II.11) sont aujourd’hui un sujet d’étude très actif et restent actuellement un sujet de laboratoire. Ces cellules comprennent deux voies : la voie des cellules « humides » et la voie des cellules polymères organiques dites aussi cellules « plastiques ». Les progrès de ces technologies sont très rapides, des records de rendement sont très fréquemment battus (actuellement près de 6%). Le principal frein à ces technologies est actuellement la stabilité de leurs performances ainsi que leur durée de vie (actuellement environ 1000 heures). Figure II-11 : Cellule photovoltaïque organique. Les nanosciences ouvrent cependant de nouvelles voies à leurs améliorations. Leur avenir industriel n’est pas encore établi mais ces technologies ouvriraient la voie à des modules à très bas coût, biodégradable et pouvant être intégrés à toutes formes de surface. Par exemple des encres photovoltaïques sont actuellement étudiées. Ces encres pourraient être intégrées à un très large éventail de matériaux. LP~EEER ECOLE SUPERIEUR DE TECHNOLOGIE 27 / 94 16 juin 2020 Stage de Fin d’Etude UMI~ESTM 5-2) Principe de fonctionnement de la cellule photovoltaïque La cellule PV est le plus petit élément d’une installation photovoltaïque. Elle est composée de matériaux semi-conducteurs et transforme directement l’énergie lumineuse en énergie électrique. La figure ci-dessous illustre la coupe d’une cellule PV. Figure II-12: Principe de l’effet photovoltaïque sur une cellule Une cellule PV est réalisée à partir d’un matériau semi-conducteur (par exemple le silicium). Sa réalisation est comparable à une diode classique. La cellule est composée de deux différentes couches. La couche supérieure est dopée N et la couche inférieure est dopée P créant ainsi une jonction PN. Cette jonction PN crée une barrière de potentiel. Lorsque les grains de lumière (les photons) heurtent la surface de ce matériau, ils transfèrent leur énergie aux atomes de la matière. Ce gain d’énergie libère des électrons de ces atomes, créant des trous et des électrons. Ceci engendre donc une différence de potentiel entre les deux couches. Cette différence de potentiel crée un champ E qui draine les porteurs libres vers les contacts métalliques des régions P et N. Il en résulte alors un courant électrique et une différence de potentiel dans la cellule PV. Le courant et la tension fournis par une cellule PV dépendent de différents paramètres que nous allons expliciter dans la suite de l’exposé. 5-3) Caractéristique électrique – Modélisation La cellule photovoltaïque possède une caractéristique I(V) non linéaire La tension en circuit ouvert (Vco) d’une cellule PV est comprise entre 0,3V et 0,7V selon le matériau utilisé, la température et son état de vieillissement. Son courant de courtcircuit (Icc) varie principalement selon le niveau d’éclairement et selon les technologies et les tailles de cellules (entre 5 et 8A pour le silicium cristallin). Le LP~EEER ECOLE SUPERIEUR DE TECHNOLOGIE 28 / 94 16 juin 2020 Stage de Fin d’Etude UMI~ESTM PPM correspond au point de puissance maximal est caractérisé par un courant et . Une cellule PV peut être modélisée par les schémas présentés sur la figure I. 19. Une cellule photovoltaïque est l'équivalent d'une source de courant avec une diode e parallèle. Les deux résistances représentent les imperfections de fabrication. Ces cellules sont ensuite combinées (série/parallèle) pour obtenir un panneau solaire de caractéristiques électrique/mécanique données : Figure II-13 : Modèle électrique d’une cellule PV La modélisation mathématique d’une cellule solaire est directement liée au circuit équivalant de la cellule solaire. Le courant fourni par une cellule photovoltaïque dépend de plusieurs paramètres dont les principaux sont l’irradiation, la température de la cellule, le matériau utilisé dans sa fabrication. Dans ce travail on adopte le modèle de singer : - La loi des nœuds dans le montage donne : Avec Iph crée par la cellule, dépend à la fois du rayonnement incident et de la température par la relation suivante : ( ) - L’équation de la diode est donnée par : ( ( ) ) On suppose que la résistance parallèle est infinie ( Rp) d’où : ( LP~EEER ( ) ) ECOLE SUPERIEUR DE TECHNOLOGIE 29 / 94 16 juin 2020 Stage de Fin d’Etude UMI~ESTM L’expression du courant de saturation de la diode (I0) à n’importe quelle température est donnée par la relation : ( ( ) ) Le courant de saturation de la diode à la température de référence ( Désignation est : ) Description Valeur L’écla remen ab orbé par la cellule L’écla remen au cond on standard Coefficient de température du courant de court-circuit Courant de court-circuit Tension à vide Courant de saturation de la diode Charge électrique élémentaire Constante de Boltzmann La température de la jonction Nombre de cellules en série Constante de la diode Facteur d’ déal é de la d ode Température au condition standard Energie de Gap Tableau II.1 : Grandeurs intervenant dans le modèle mathématique du PV à partir des données constructeurs du module polycristallin TT260-50P TT solar panel LP~EEER ECOLE SUPERIEUR DE TECHNOLOGIE 30 / 94 16 juin 2020 Stage de Fin d’Etude UMI~ESTM On passe à Matlab Simulink et on modélise toutes les équations précédentes ,on a alors : Figure II .14 : Différents bloc constituant le modèle PV Figure II.15 : Développement de chaque bloc du modèle du PV LP~EEER ECOLE SUPERIEUR DE TECHNOLOGIE 31 / 94 16 juin 2020 Stage de Fin d’Etude UMI~ESTM 5-4) Caractéristique puissance-tension et courant-tension du module Figure II-16 : Courbes I=f(V), P=f(V) du PV La caractéristique courant tension confirme bien la non linéarité du module, on remarque que la caractéristique de la puissance évolue vers un maximum pour ensuite diminuer, la valeur de cette puissance crête à partir du graphe est de 261,6 W qui est très proche de la valeur mentionné par le constructeur Pmax=260W, ce qui confirme que le modèle que nous avons effectué esquisse bien l’évolution du module réelle. 5-6) Effet du rayonnement et de la température sur la puissance crête Afin d’illustrer l’effet de la température et du rayonnement sur le module on trace les graphes (P=f(V)) pour différent rayonnement à température fixe, puis on fixe le rayonnement et on trace la caractéristique pour différents valeur de la température. LP~EEER ECOLE SUPERIEUR DE TECHNOLOGIE 32 / 94 16 juin 2020 Stage de Fin d’Etude UMI~ESTM Figure II-17 : Effets rayonnement sur la caractéristique P=f(V) et I=f(V) On remarque bien que le point MPP ( maximum power point ) est influé par la dimunition du rayonnement , en effet ce dernier à un effet sur le courant fournit par la cellule tandis que la tension du module est faiblement affecté par cette variation : Figure II-18: Effet température sur les caractéristiques P=f(V) ; I=f(V) Une cellule PV converti une énergie radiative (rayonnement) en énergie électrique avec un rendement compris entre 5% et 16% selon la technologie le reste du rayonnement non transformé en électricité est converti en grande partie en forme de chaleur. La fraction résiduelle étant réfléchie. Ainsi une cellule photovoltaïque mal ventilée voit sa température monter très rapidement. La température de la cellule photovoltaïque induit un effet notable sur la tension. Cependant l’effet de la température sur le courant de la cellule photovoltaïque est négligeable. LP~EEER ECOLE SUPERIEUR DE TECHNOLOGIE 33 / 94 16 juin 2020 Stage de Fin d’Etude UMI~ESTM Plus la température de la cellule augmente plus la tension à vide de ce dernier diminue et idem pour la puissance. Pour quantifier ce phénomène le constructeur fournit trois coefficients (exemple du module): Coefficient de température de la puissance maximale : KT(P)=-0,44%/°C soit une diminution de la puissance par 1,144W pour chaque degré augmenté. Coefficient de température de la tension de circuit ouvert : KT(Vco)=-0,34%/°C soit une diminution de la tension de circuit ouvert par 0,12682V pour chaque degré augmenté. Coefficient de température du courant de court-circuit : KT(Icc)=-0,06%/°C soit une augmentation de la puissance par 5,424mA pour chaque degré augmenté 6) Conclusion La puissance électrique photovoltaïque installé dans le monde dépassait les 500GW fin 2018 et n’arrête d’évoluer faisant d’elle une filière d’énergie très prometteuse pour subvenir aux demandes en énergies propres, pour cela une bonne connaissance du gisement solaire s’avère nécessaire dans un premier lieu afin de quantifier tous les phénomènes qui se produisent lorsqu’un panneau photovoltaïque reçoit de la lumière, derrière cette révolution énergétique se cache la cellule solaire. Plusieurs technologies telles que les cellules cristallines, les couches minces etc. …, se partagent le marché des panneaux solaires, les générateurs photovoltaïques ont une caractéristique non linéaire qui est très influée par les conditions climatiques. LP~EEER ECOLE SUPERIEUR DE TECHNOLOGIE 34 / 94 16 juin 2020 Stage de Fin d’Etude UMI~ESTM Chapitre III Modélisation d’une installation photovoltaïque raccordée au Réseau : sous Matlab Simulink D ans Le présent chapitre nous allons faire une modélisation d’une installation photovoltaïque raccordée au réseau basse tension, en premier lieu nous allons présenter les différentes topologies d’un système photovoltaïque, en s’intéressant à une topologie précise, par la suite nous allons faire la modélisation du générateur photovoltaïque technologie monocristallin, puis une modélisation du convertisseur DC/DC et le convertisseur DC/AC ; enfin la validation du bon fonctionnement des deux étages est montrée par des résultats de simulation. LP~EEER ECOLE SUPERIEUR DE TECHNOLOGIE 35 / 94 16 juin 2020 Stage de Fin d’Etude UMI~ESTM 1) Les Différents Types de Systèmes Photovoltaïques 1-1) Systèmes photovoltaïques autonomes Une installation photovoltaïque autonome est une installation qui produit de l'électricité, mais qui fonctionne indépendamment du réseau électrique. Dans la majorité des cas, ce système est utilisé dans les sites isolés où il serait beaucoup trop coûteux de raccorder l'habitation ou le local que l'on souhaite alimenter en électricité. La différence majeure avec une installation photovoltaïque standard (raccordée au réseau), c'est la présence de batteries. Une installation photovoltaïque autonome doit être capable de fournir de l’énergie, y compris lorsqu’il n’y a plus de soleil. Il faut donc qu’une partie de la production journalière des modules photovoltaïques soit stockée. Le système photovoltaïque du site isolé est composé de : - Panneau Photovoltaïque : produire de l’énergie électrique à partir de la lumière. - Parafoudre : protéger le système contre les surtensions d’origine atmosphérique comme la foudre. - Régulateur charge/décharge : Il est installé entre la batterie et le panneau Photovoltaïque ; Il sert à contrôler le courant qui rentre ou qui sort de la batterie afin d'éviter qu'elle ne soit endommagée par un excès de charge ou de décharge. -Onduleur : L’onduleur convertit le courant continu sortant de la batterie en courant alternatif nécessaire au fonctionnement de la majorité des appareils électriques domestiques. - Batterie : permet le stockage de l’énergie électrique à fin de garantir une autonomie du système dans les jours non ensoleillés. - Disjoncteur de protection : C'est un disjoncteur à courant continu qui est installé entre le panneau Photovoltaïque et le régulateur pour isoler et protéger le système lors de la maintenance du panneau ou quand survient un défaut électrique. LP~EEER ECOLE SUPERIEUR DE TECHNOLOGIE 36 / 94 16 juin 2020 Stage de Fin d’Etude UMI~ESTM Figure III-1: Schéma simplifié d’un système photovoltaïque autonome 1-2) Système photovoltaïque raccordé au réseau Le système de production d’électricité photovoltaïque raccordé au réseau se compose de : - Les modules photovoltaïques : C’est l’élément qui permet de convertir l’énergie du soleil en énergie électrique. - Les onduleurs : Le rôle de l’onduleur est donc de convertir le courant continu CC fourni par les modules en courant alternatif CA utilisable par ces appareils. Le processus de conversion entraîne une perte d’énergie. Par conséquence, il convient de choisir un onduleur ayant une faible perte d’énergie (moins de 10%). - Dispositifs de protection : Une application photovoltaïque exige des protections électriques. Cependant, elles doivent être conforment aux normes applicables à une installation électrique photovoltaïque. Les appareils électriques doivent être protégés par une mise à la terre, par des fusibles, disjoncteurs, parafoudres, interrupteurs, sectionneurs contre tous les défauts électriques pouvant survenir dans les circuits de l'application (surtension, surcharge, fuite de courant, courtcircuit etc...). LP~EEER ECOLE SUPERIEUR DE TECHNOLOGIE 37 / 94 16 juin 2020 Stage de Fin d’Etude UMI~ESTM - Câblage électrique : Câble en cuivre, connecteurs DC, boite de jonction ou boitier de raccordement constituent le câblage électrique du système photovoltaïque à raccorder à l'application. Le câblage doit faire l'objet d'une attention particulière car en basse tension toute chute de tension peut être préjudiciable au système. Il doit respecter les normes applicables aux installations photovoltaïques et être dimensionné en fonction du courant maximum admissible et de la chute de tension admissible. - Dispositifs de comptage : Ces éléments permettent de quantifier la quantité d’énergie électrique injectée dans le réseau public. On peut trouver à deux niveaux : Général, sur le tableau d'abonné. Individuel, après chaque onduleur ou groupe d’onduleurs ce qui permet une surveillance de la production, et par comparaisons, un bon fonctionnement de chaque zone. Figure III-2: Schéma simplifié d’un système photovoltaïque raccordé au réseau LP~EEER ECOLE SUPERIEUR DE TECHNOLOGIE 38 / 94 16 juin 2020 Stage de Fin d’Etude UMI~ESTM 1-3) Topologies des systèmes photovoltaïques raccordés au réseau Les systèmes photovoltaïques sont des générateurs qui entrent dans le cadre des Productions Décentralisées d’Energies (PDE) interfacées au réseau par de l’électronique de puissance. Donc, il s’agit ici de fournir des informations aux onduleurs PV. Pour la plupart des marques d’onduleurs présentes sur le marché français, une recherche du type de circuit électronique utilisé a été effectuée dans l’annexe I. Les avantages et les inconvénients de chaque structure : Sont analysés afin de porter notre choix sur la structure utilisée par notre installation. Afin de convertir l'énergie électrique à basse tension du système photovoltaïque à un niveau approprié pour le réseau, il existe actuellement différents types de structures de système photovoltaïque : Onduleur sans ou avec transformateur (BF ou HF). Onduleur sans ou avec convertisseur DC/DC. Six types d’onduleurs ci-dessous couvrent presque tous les types d’onduleurs du marché (voir figure III. 5) : Topologie 1 (T1) : Onduleur en pont – sans convertisseur DC/DC- sans transformateur Topologie 2 (T2) : Onduleur en pont – convertisseur DC/DC boost - sans transformateur Topologie 3 (T3) : Onduleur en demi-pont – convertisseur DC/DC boost – sans transformateur Topologie 4 (T4) : Onduleur en pont – convertisseur DC/DC Forward – avec transformateur HF Topologie 5 (T5) : Onduleur en pont – convertisseur DC/DC en pont- avec transformateur HF Topologie 6 (T6) : Onduleur en pont – sans convertisseur DC/DC – avec transformateur BF. LP~EEER ECOLE SUPERIEUR DE TECHNOLOGIE 39 / 94 16 juin 2020 Stage de Fin d’Etude LP~EEER UMI~ESTM ECOLE SUPERIEUR DE TECHNOLOGIE 40 / 94 16 juin 2020 Stage de Fin d’Etude UMI~ESTM Figure III-3 : Différents modèles d’onduleurs modélisés avec EMTP-RV Dans notre étude on va développer le Système PV monophasé : modèle de type 2 : « Onduleur en pont convertisseur DC/DC boost - sans transformateur » avec son système de régulation. Ce type d’onduleur est largement utilisé sur le marché (voir figure III. 3). La modélisation de ce modèle sera présentée en détail dans ce chapitre. 2) Description de l’installation photovoltaïque Dans la suite on considèrera la modélisation d’une installation photovoltaïque connecté au réseau d’une puissance crête de 2000 Wc soit l’utilisation de 8 modules qu’on a modélisé en série. LP~EEER ECOLE SUPERIEUR DE TECHNOLOGIE 41 / 94 16 juin 2020 Stage de Fin d’Etude UMI~ESTM 2-1) Données constructeur Figure III-4 : Caractéristiques des modules polycristalline 60P (260 285Wp) 3) Modélisation du générateur photovoltaïque raccordé au réseau Dans cette modélisation on a associée 8 modules photovoltaïques en série avec les caractéristiques électriques de la technologie polycristalline. Le modèle et les résultats de simulation dans Matlab/Simulink sont représentés par les figures suivantes : LP~EEER ECOLE SUPERIEUR DE TECHNOLOGIE 42 / 94 16 juin 2020 Stage de Fin d’Etude UMI~ESTM Figure III. 5 : Association des blocs des modules photovoltaïque en série Figure III. 6 : Résultat de simulation P=f(V) et I=f(v) du générateur à 25°C On remarque bien que l’association des modules présente les même caractéristique qu’un seul module ( comme présenté dans le chapitre 1) face à des valeurs de irradiation différence et le point de puissance maximal diminue avec la baisse des irradiation , on tire alors une puissance crête maximal de 2093W pour une tension nominales du générateur de 245V. LP~EEER ECOLE SUPERIEUR DE TECHNOLOGIE 43 / 94 16 juin 2020 Stage de Fin d’Etude UMI~ESTM 4) Le MPP d’un générateur solaire Sous l’influence du changement de l’irradiation ou la températures des cellules photovoltaïque le générateurs photovoltaïque présentera toujours une caractéristique non-linéaire qui passe par un maximum appelé ( MPP : maximum power point ), ce point correspond à une tension du générateur et un courant ,donc pour tirer profit au maximum du générateur photovoltaïque il faut toujours le faire fonctionner à son MPP , ce qui revient à faire en sorte que la charge a ses bornes ai une impédance. Figure III-7 : Point de fonctionnement d'un système solaire en fonction de trois différentes charges On remarque d’après cette courbe illustrant le point de fonctionnement pour trois charges dont le point MPP coïncide avec la charge R2 par contre pour les deux charges R1 et R2 il faut trouver un moyen d’adapter leur impédance afin qu’ils soient vus par le générateur photovoltaïque comme R2. LP~EEER ECOLE SUPERIEUR DE TECHNOLOGIE 44 / 94 16 juin 2020 Stage de Fin d’Etude UMI~ESTM On prend l’exemple de notre générateur qu’on a modélisé : Figure III-8 : Point de fonctionnement du générateur solaire D’après les courbe figure III 8 on sait bien que pour une irradiation de 1000W/m² à température de cellule de 25°C la puissance maximal (MPP) est de 2093W ce qui correspond à équivalente de = et d’où une impédance . Les résultats obtenus pour 3 valeurs de résistances sont : Résistance de charge (Ω) Puissance délivré par le générateur PV(W) 2093 10 817,2 100 +836 Donc pour faire fonctionner le générateur photovoltaïque au point MPP il faut adapter dans notre cas l’impédance de la charge à . Pour cela on fait appelle à la commande MPPT (maximum power point tracker) qui consiste à utiliser un étage d’adaptation d’impédance(un hacheur généralement) entre le générateur photovoltaïque et la charge. LP~EEER ECOLE SUPERIEUR DE TECHNOLOGIE 45 / 94 16 juin 2020 Stage de Fin d’Etude UMI~ESTM Prenons l’exemple de l’étage d’adaptation d’impédance (hacheur boost) qu’on développera par la suite : Figure III-9 : Schéma synoptique Commande MPPT Les relations du convertisseur boost sont les suivantes : ( ( ) ) ( ) ( ) L’idée donc consiste à changer la valeur du rapport cyclique D jusqu’à ce que ( ) pp D’où la nécessité d’une commande qui fait varier le rapport cyclique et surveille l’évolution de la puissance de sortie du générateur photovoltaïque jusqu’à atteindre le point MPP. 5) la commande MPPT Comme on vient de voir la technique de contrôle communément utilisée consiste à agir sur le rapport cyclique d’un convertisseur DC/DC de manière automatique pour amener le générateur à sa valeur optimale de fonctionnement qu’elles que soient les instabilités météorologiques ou variations brutales de charges qui peuvent survenir à tout moment. La variation du rapport cyclique pour obtenir le MPP est basée sur plusieurs algorithmes développés pour la plupart dans les années 70, mais restés théoriques faute de calculateur puissant [xx]. On peut, entre autres, citer : la méthode de la logique floue. la méthode des réseaux neurones. LP~EEER ECOLE SUPERIEUR DE TECHNOLOGIE 46 / 94 16 juin 2020 Stage de Fin d’Etude UMI~ESTM La méthode de l’inductance incrémentale. la méthode P&O (Perturb & observe)… qu’on va utiliser dans cette pour sa simplicité en dépit de son manque de précision autour du MPP. Il en existe aussi des versions purement analogiques. Ces derniers ont l’inconvénient d’être sensibles à la précision, au vieillissement des composants analogiques, d’occasionner un encombrement conséquent sur la carte électronique. 5-1) Algorithme Perturber et Observer (P&O) Cette méthode est aujourd’hui largement utilisée, car elle donne un bon résultat et est facile à implémenter. Comme son nom l’indique elle est basée sur la perturbation du système par l’augmentation ou la diminution de la tension de référence, ou en agissant directement sur le rapport cyclique du convertisseur (DCDC,), puis l’observation de l’effet sur la puissance de sortie en vue d’une éventuelle correction de ce rapport cyclique (D). Figure III-10 : Principe de l’algorithme de la commande P&O En effet, suite à cette perturbation, on calcule la puissance fournie par le panneau PV à l’instant k, puis on la compare à la précédente de l’instant (k-1). Si la puissance augmente, on s’approche du point à maximum de puissance (PMP) et la variation du rapport cyclique est maintenue dans le même sens. Au contraire, si la puissance diminue, on s’éloigne du PMP. Alors, on doit inverser le sens de la variation du rapport cyclique. LP~EEER ECOLE SUPERIEUR DE TECHNOLOGIE 47 / 94 16 juin 2020 Stage de Fin d’Etude UMI~ESTM Figure III-11 : Algorithme de la méthode P&O Pour notre modèle afin d’implémenter cet algorithme nous avons mis au point un programme dans une fonction Matlab à entrées et sorties pour illustrer l’algorithme ci-dessous dont le code détaillé est donnée en ANNEXE II. Figure III-12 : Bloc algorithme P&O LP~EEER ECOLE SUPERIEUR DE TECHNOLOGIE 48 / 94 16 juin 2020 Stage de Fin d’Etude UMI~ESTM 6) Hacheur Boost Afin de valider le bon fonctionnement de notre algorithme P&O nous devons en premier lieu faire le dimensionnement du hacheur Boost qui jouera le rôle du circuit d’adaptation entre la charge et le générateur photovoltaïque. Le hacheur Boost est un convertisseur direct DC-DC. La source d'entrée est de type courant continu (inductance en série avec une source de tension) et la charge de sortie est de type tension continue (condensateur en parallèle avec la charge résistive). L'interrupteur K peut être remplacé par un transistor puisque le courant est toujours positif et que les commutations doivent être commandées (au blocage et à l'amorçage). Figure III-13 : Schéma électrique hacheur boost 6-1) Fonctionnement Le fonctionnement du circuit est divisé en deux séquence selon un signal de commande de l’interrupteur k Séquence 1 l’interrupteur k est fermé Séquence 2 l’interrupteur k est ouvert Avec période de hachage et le rapport cycle du signal de hachage - Séquence 1 : phase de conduction L’interrupteur k étant fermé on à D’où danc la diode est bloqué, d’autre part qui a pour solution : () LP~EEER ECOLE SUPERIEUR DE TECHNOLOGIE 49 / 94 16 juin 2020 Stage de Fin d’Etude UMI~ESTM - Séquence 2 : phase de récupération L’interrupteur k étant ouvert on a la continuité du courant dans l’inductance impose la conduction de la diode D et du fait on a la loi des mailles. ( ) ( ) Figure III-14 : Séquence fonctionnement hacheur boost Figure III-15 : Chronogramme de VL ( On a é )( ) . On a alors étant donné que le rapport cycle D est compris entre 0 et 1 la tension Vs est toujours supérieur à Ve. Si on suppose que le courant d’entrée est constant on a : ( ) L’ondulation de courant L’ondulation du courant et [2] à LP~EEER est définit par à partir des relations [1] : ECOLE SUPERIEUR DE TECHNOLOGIE 50 / 94 16 juin 2020 Stage de Fin d’Etude UMI~ESTM On a ( ) Avec fe fréquence de découpage On peut alors diminuer l’ondulation de courant en agissant soit sur la fréquence de découpage ou l’inductance L. L’ondulation de la tension de sortie Pour déterminer l’expression de l’ondulation de tension courant on fait l’hypothèse que le est parfaitement constant on a alors la relation suivante Or pour on a la résolution de cette équation différentielle donne : ( ) ar la u e on a 6-2) Détermination des paramètres du hacheur boost Les calculs des paramètres de l’hacheur Boost se fait à l’aide des formules cidessous : Rapport Cyclique Choix de l’inductance Nous avons établi la relation : ( ) donc ( ) Choix du condensateur de sortie A partir de la relation de l’ondulation de tension de sortie on peut écrire : Choix du condensateur d’entrée LP~EEER ECOLE SUPERIEUR DE TECHNOLOGIE 51 / 94 16 juin 2020 Stage de Fin d’Etude UMI~ESTM - Application numérique de dimensionnement de l’hacheur A partir d’une tension d’entrée 245V nous souhaitons obtenir une tension de 480V. le convertisseur devra délivrer une puissance de 2,04 KW L’ondulation du courant dans l’inductance L est 10% soit Une ondulation de tension de sortie et entrée de 1% soit On a alors pour une fréquence de découpage m m Pour le choix de l’interrupteur K on se réfère au diagramme suivant : Figure III-16 : Diagramme puissance-fréquence des composants de commutation de puissance On voit bien que pour notre cas P>2kw et fe=4Khz le composant à utiliser est le transistor IGBT. 6-3) Simulation de la MPPT Après avoir établie le dimensionnement de le hacheur boost on peut maintenant associer les trois éléments générateur photovoltaïque commande MPPT hacheur boost pour simuler l’efficacité de notre algorithme P&O : LP~EEER ECOLE SUPERIEUR DE TECHNOLOGIE 52 / 94 16 juin 2020 Stage de Fin d’Etude UMI~ESTM Figure III-17 : Commande MPPT sur une charge Résultat de la simulation : Figure III-18 : Résultat simulation MPPT sur charge R LP~EEER ECOLE SUPERIEUR DE TECHNOLOGIE 53 / 94 16 juin 2020 Stage de Fin d’Etude UMI~ESTM L’irradiation choisie varie entre 3 valeurs 1000W ,750W et 250W, d’après la courbe obtenue dans la figure et les valeurs de puissance Ppv obtenu dans la courbe ci-dessus on a : Irradiation en W/m² 1000 750 250 MPP en W 2093 1559 496,3 Puissance sorite PV avec 2089 1558 496 ,2 la MPPT en W On remarque bien que l’algorithme MPPT fonctionne correctement avec une précision très élevé et le générateur fonctionne toujours au point maximal MPP correspondant à chaque irradiation appliqué au module ; de même on constate sur la courbe en dessous la variation de la tension de sortie du hacheur avec la variation de l’irradiation. Ces résultats confirme à la fois l’efficacité du programme P&O (ANNEXE II) rédigé et le modèle du générateur photovoltaïque établie jusqu’à maintenant. - Commande de l’hacheur Le bloc contenant le programme P&O fournit uniquement le rapport cyclique correspondant à chaque instant, mais l’ IGBT est piloté par un signal périodique [01]. pour faire le lien entre la sortie du bloque P&O et l’IGBT on utilise la technique de PWM Figure III-19 : Générateur du signal PWM pour IGBT LP~EEER ECOLE SUPERIEUR DE TECHNOLOGIE 54 / 94 16 juin 2020 Stage de Fin d’Etude UMI~ESTM Après simulation on obtient les signaux suivants : Figure III-20 : Forme d’onde du générateur PWM On voit bien un signal de commande dont le rapport cyclique est égal à la valeur d’entrée du bloc. 7) L’onduleur, Convertisseur DC/AC Le bloc DC/AC assure la liaison entre la sortie de l’hacheur boost continue et le réseau alternatif selon le schéma synoptique suivant 7-1) La commande MLI Cette technique utilise la topologie de pont en H. Le schéma du circuit de puissance peut être celui de la figure suivante : Figure III-21 : Onduleur en pont H LP~EEER ECOLE SUPERIEUR DE TECHNOLOGIE 55 / 94 16 juin 2020 Stage de Fin d’Etude UMI~ESTM Figure III-22 : Schéma synoptique de la commande MLI analogique Lorsque la valeur instantanée du sinus est supérieure à la valeur du signal triangulaire, la sortie est à La sortie est égale à si le signal triangulaire est supérieur à la sinusoïde. S1 et S2 passants pour et et ; S3 et S4 passants pour Comme illustrée dans la figure ci-dessous : Figure III-23 : Technique pour générer le signal MLI LP~EEER ECOLE SUPERIEUR DE TECHNOLOGIE 56 / 94 16 juin 2020 Stage de Fin d’Etude UMI~ESTM 7-2) Structure de l’onduleur raccordé au réseau Figure III-24 : schéma de l’onduleur raccordé au réseau 7-2-1) Principe de fonctionnement : Le pont en H assure la conversion DC/AC, il est commandé par un signal MLI comme expliqué précédemment l’étage de pilotage du pont H responsable de générer les signaux de commande MLI doit voir à son entrée un signal de référence synchronisé avec la tension réseau en fréquence et en phase. La phase instantané wt est générer par la PLL puis à l’aide de la fonction ( ) On réalise le signal de référence pour le générateur MLI. m : Est appelé indice de modulation il sert à adapter la valeur crête de la tension réseau à celle de la tension de référence. 7-2-2) principe de la PLL L’objectif d’une PLL (phase looked loop ou boucle à verrouillage de phase ) est de fournir l’angle et la fréquence d’un signal, ici la tension du réseau v(t), qui correspond à la variable d’entrée du système. De manière générale, les PLLs sont composées de trois éléments, tels que décrits par (Hsieh & Hung, 1996) et (Lindsey & Chie, 1981). La Figure 3.1 schématise cette structure. LP~EEER ECOLE SUPERIEUR DE TECHNOLOGIE 57 / 94 16 juin 2020 Stage de Fin d’Etude UMI~ESTM Figure III-25 : Topologie générale d’une PLL Les fonctions de ces trois éléments sont les suivantes : • Détecteur de phase, PD (Phase Detector): génère un signal contenant l’information sur la différence de phase entre v(t) et v’(t); • Filtre de boucle, LF (Loop Filter) : généralement un correcteur de type PI. Il permet de fournir un filtrage passe-bas afin de supprimer la composante haute fréquence de sortie du détecteur de phase (voir partie 3.2). Il corrige de plus l’erreur de phase entre v(t) et v’(t), c’est-à-dire l’erreur entre la phase du réseau et la phase estimée par la PLL; • Oscillateur, VCO (Voltage-Controlled Oscillator): calcule la pulsation et l’angle estimés de v(t) à partir d’une pulsation centrale ωc. Fournit à sa sortie un signal AC (v’(t)) créé à partir de l’angle estimé de v(t). Si les éléments de la PLL sont correctement dimensionnés, l’angle estimé correspond à l’angle « réel » de v(t) en régime permanent. Dans notre cas on utilisera le modèle de PLL déjà fournit par la bibliothèque Matlab. 7-2-3) Filtre LCL et thyristors A la sortie de l’onduleur la forme d’onde présente des harmoniques et la forme du signal de commande, alors que nous nous intéressons qu’au fondamental de l’onde, pour cela on utilise un filtre LCL qui aura pour rôle de faire passer justement le fondamental de fréquence 50HZ, les thyristors en tête pêche utilisé simule le rôle d’un interrupteur de réseau qui a pour rôle d’établir ou interrompre la liaison avec le réseau. LP~EEER ECOLE SUPERIEUR DE TECHNOLOGIE 58 / 94 16 juin 2020 Stage de Fin d’Etude UMI~ESTM 8) simulation de l’ ensemble Figure III-26 : Schéma globale du système relié au réseau Figure III-27 : Résultats de la simulation au niveau de l’onduleur LP~EEER ECOLE SUPERIEUR DE TECHNOLOGIE 59 / 94 16 juin 2020 Stage de Fin d’Etude UMI~ESTM 9) Conclusion : Les résultats de la simulation confirme le bon fonctionnement du modèle établie de l’onduleur avec la présence de la frome du signal MLI et une sinusoïde synchronisé et adapté à celle du réseau électrique, ce modèle constitue une approche permettant de comprendre le fonctionnement du système et les contraintes auxquelles il est soumis à fin d’avoir une idée sur le comportement du système vis-à-vis du changement d’irradiation et de température des cellules avant l’installation. LP~EEER ECOLE SUPERIEUR DE TECHNOLOGIE 60 / 94 16 juin 2020 Stage de Fin d’Etude UMI~ESTM CHAPITRE IV Dimensionnement des éléments d’une installation photovoltaïques connecté au réseau et simulation de sa production D ans ce chapitre nous allons faire le dimensionnement d’une installation photovoltaïque connecté au réseau , en dimensionnant ces différents éléments selon la référence des panneaux photovoltaïque et des onduleurs utilisé par la société ELEC Energie , pour ensuite simuler la production du site dimensionner sous Pvsyst, à la fin nous allons réaliser un Formulaire Excel de choix de panneaux et d’ onduleurs , qui va permettre de déterminer le nombre des panneaux ainsi que la référence de l’onduleur à utiliser et la section des câbles de liaison selon les équations que nous allons développer dans ce chapitre. LP~EEER ECOLE SUPERIEUR DE TECHNOLOGIE 61 / 94 16 juin 2020 Stage de Fin d’Etude UMI~ESTM 1) INTRODUCTION L’installation photovoltaïque à dimensionner dans notre cas est une installation photovoltaïque raccordé au réseau électrique, c’est-à-dire que le surplus d’énergie fournit par les panneaux photovoltaïque est directement injecté dans le réseau et comptabilisé par un compteur double dans le cas du rachat par la compagnie de gestion d’électricité. L’avantage de cette solution est de s’en passer des accumulateurs qui engendre des surcoûts à l’installation et à leur entretien vue leur durée de vie qui est lié au nombre de cycle de charge .ce qui occasionne aussi un gain de place .ainsi l’installation aura le schéma suivant : Figure IV-1 : Schéma d’une installation photovoltaïque raccordé au réseau Le dimensionnement de l’installation passe par trois étapes principales : Détermination du nombre de panneau à installer selon la puissance crête de l’installation qui dépend de l’énergie et des caractéristique solaire du site. Détermination de l’onduleur approprié en puissance tension et courant, pour ensuite établie la structure d’implantation des panneaux. Détermination des sections des câbles de liaison entre panneaux-onduleur et onduleur-réseau puis onduleur-installation. LP~EEER ECOLE SUPERIEUR DE TECHNOLOGIE 62 / 94 16 juin 2020 Stage de Fin d’Etude UMI~ESTM 2) Dimensionnement des panneaux photovoltaïque 2-1) Détermination du bilan énergétique Avant d'effectuer le calcul de dimensionnement, il est indispensable d'établir le bilan énergétique, afin de déterminer la consommation journalière du lieu à équiper en panneaux solaire. Un simple calcul nous permet de déterminer facilement la consommation des appareils électriques. Pour calculer la consommation en kWh/j d'un appareil électrique, on doit prendre en considération 2 données : P : la puissance de l’appareil électrique exprimée en watts. N : le nombre d'heures par jour pendant lesquelles l'appareil fonctionne. Ensuite, nous procédons au calcul de l’énergie à produire . Pour que les besoins du système soient assurés il faut que l’énergie produite par le générateur photovoltaïque satisfasse la relation : Où le coefficient tient compte des facteurs suivants : L’incertitude météorologique ; L’inclinaison non corrigé des modules suivant la saison ; Le point de fonctionnement des modules qui est rarement optimal et qui peut être aggravé par la baisse des caractéristiques des modules, la perte de rendement des modules dans le temps (vieillissement et poussières) ; les pertes dans les câbles et connexions ; Le coefficient est en général compris entre Pour produire cette énergie, il sera nécessaire d’installer un générateur (panneaux solaires) d’une puissance égale à . Cette puissance, dénommée puissance crête, dépend de l’irradiation de la région où est située l’installation. On applique la formule suivante : 𝑃𝑐 étant l’irradiation moyenne en LP~EEER 𝐸𝑝 𝐼𝑟 𝑰𝑽 𝟑 . ECOLE SUPERIEUR DE TECHNOLOGIE 63 / 94 16 juin 2020 Stage de Fin d’Etude UMI~ESTM 2-2) Détermination du nombre de modules nécessaires Après avoir déterminé la puissance crête à fournir, on se réfère au document constructeur du module photovoltaïque qu’on va utiliser pour en tirer la valeur de la puissance crête délivrer par un seul module noté ainsi le nombre de à utiliser est : 𝑁 𝑃𝑐 𝑃𝑚 𝑰𝑽 𝟒 3) Dimensionnement de l’ onduleur 3-1) choix de l’onduleur Le choix de l’onduleur doit se faire de façon à assurer que la puissance maximale coté continue de (ou des) onduleur(s) est inférieur à la puissance fournit par les modules photovoltaïques. A noter que si on ne trouve pas une référence d’un seul onduleur répondant à ce critère on utilise dans ce cas plusieurs onduleurs on respectant la règle suivante : 𝑝𝑢𝑖𝑠𝑠𝑎𝑛𝑐𝑒𝑠 𝑜𝑛𝑑𝑢𝑙𝑒𝑢𝑟𝑠 𝑛𝑜𝑚𝑏𝑟𝑒 𝑑𝑒 𝑚𝑜𝑑𝑢𝑙𝑒𝑠 𝑝𝑢𝑖𝑠𝑠𝑎𝑛𝑐𝑒 𝑐𝑟ê𝑡𝑒 𝑑 𝑢𝑛 𝑚𝑜𝑑𝑢𝑙𝑒 3-2) Disposition des modules photovoltaïques 3-2-1) interconnexion des modules Les modules photovoltaïques peuvent être connectés soit en série ou en parallèle ou les deux combiné, la disposition à utiliser dépendra des paramètres de l’onduleur et des modules photovoltaïques. Branchement série Dans cette configuration le courant total de sortie est de même que le courant générer par un module, tandis que la tension totale est la somme des tensions des deux modules : 𝑈 𝑉 𝑉 Figure IV-2 : Branchement module PV en série LP~EEER ECOLE SUPERIEUR DE TECHNOLOGIE 64 / 94 16 juin 2020 Stage de Fin d’Etude UMI~ESTM Branchement en parallèle Dans cette configuration la tension des deux modules connectés est la même produite par chaque module alors que le courant de sortie est la somme des courant de chaque modules Figure IV-3 : Branchement module PV en parallèle 𝑈 𝑉 𝑉 𝐼 𝐼 𝐼 A l’intérieur d’un champ photovoltaïque les modules peuvent être connectés Figure IV-4 : Différentes dispositions de branchement des modules PV 3-2-2) Nombre de modules en série Selon la caractéristique de l’onduleur et du module photovoltaïque le nombre de modules à mettre en série est déterminé comme suit : LP~EEER é [ é [ ECOLE SUPERIEUR DE TECHNOLOGIE 65 / 94 ] ] 16 juin 2020 Stage de Fin d’Etude Avec : UMI~ESTM est la valeur maximale de la tension pour laquelle le tracker (MPPT) fonctionne. est la valeur minimale de la tension pour laquelle le tracker (MPPT) fonctionne. est la tension de puissance maximale des modules photovoltaïque Le coefficient 0.85 est un coefficient de minoration permettant de calculer la tension MPP à 70 °C. Le coefficient k est un coefficient de sécurité imposé par le guide de l’UTE C15712-1, et qui prend en compte l’élévation de la tension délivrée par les modules lorsque la température des cellules diminue: Température ambiante minimal (°C) Coefficient multiplicateur k Entre 24°C et 20°C 1,02 Entre 19°C et 15 °C 1,04 Entre 14°C et 10 °C 1,06 Entre 9°C et 5°C 1,08 Entre 4°C et 0°C 1 ,10 Entre -1°C et -5°C 1,12 Entre -6°C et -10°C 1,14 Entre -11°C et -15°C 1,16 Tableau IV-1 : Coefficient de sécurité imposé par l’UTE tenant compte de l’élévation de la tension du module photovoltaïque quand la température diminue Après avoir déterminer le nombre minimale et maximale des cellules à mettre en série il faut vérifier à ce que la tension délivré par l’ensemble des modules en série ne dépasse pas la tension maximale continue admissible par l’onduleur, pour cela il faut respecter la relation suivante : ( Avec : é ) Tension maximale continue admissible par l’onduleur. : tension de circuit ouvert du module photovoltaïque. Un coefficient de majoration compris entre 1,02 et 1,25. LP~EEER ECOLE SUPERIEUR DE TECHNOLOGIE 66 / 94 16 juin 2020 Stage de Fin d’Etude UMI~ESTM 3-2-3) Nombre de chaines en parallèles Une autre contrainte à vérifier est à ce que le courant maximal délivré par les modules connectés ne dépasse pas le courant maximale admissible par l’onduleur , pour se faire on considère que les modules débite chacun un courant maximal ( courant de puissance maximale du module) et du donc il faut respecter la règles suivantes : [ ] 4) Dimensionnement des câbles Les câbles des installations PV sont divisés en deux types : Câbles installés côté DC (câbles solaires) : ils ont été mis au point pour répondre aux spécificités du solaire PV. Câbles installés côté AC : ils se conforment aux règles applicables aux installations électriques standards. 4-1) Caractéristique des câbles On distingue trois termes relatifs aux câbles : Conducteur isolé : ensemble formé par une âme conductrice entourée d'une enveloppe isolante. Câble monoconducteur : conducteur isolé comportant, en plus, une ou plusieurs gaines de protection. Câble multiconducteurs : ensemble de conducteurs distincts, mais comportant une ou plusieurs gaines de protection commune. Figure IV-5 : Type de câbles LP~EEER ECOLE SUPERIEUR DE TECHNOLOGIE 67 / 94 16 juin 2020 Stage de Fin d’Etude UMI~ESTM 4-1-1) Caractéristique des parties conductrices Ils concernent l’âme du conducteur ou du câble. Résistivité : il caractérise la bonne conductivité du matériau conducteur utilisé. Exemple : Ame : - « Massive » si constituée d’un conducteur (fil) unique, utilisée pour les installations fixes. - « Multibrin », si constituée de plusieurs brins assemblés en torons -> Utilisée en général pour les parties mobiles des installations fixes. 4-1-2) Caractéristiques des parties isolantes Il concerne la capacité de protéger les conducteurs contre la présence d’eau, poussières, chocs mécaniques et chaleur, et avoir une résistivité très grande (isolant) Il existe deux types d’isolants : - PRC : caoutchouc butyle vulcanisé - PVC : polychlorure de vinyle ou le polyéthylène Les isolants sont caractérisés par leur tension nominale d'isolement. - Tension nominale du câble / la tension nominale de l'installation. - En BT AC, les tensions nominales de câbles : 250 V, 500 V, 750 V ou 1000 V. 4-1-3) Enveloppe ou Gaine isolante Parfois les caractéristique mécaniques des câbles n’est pas toujours suffisante pour protéger le câble des influences externes d’où la nécessité de recouvrir l'enveloppe isolante par une gaine de protection avec les caractéristiques suivantes : - Mécaniques (résistance à la traction, à la torsion, la flexion et aux chocs) - Physiques (résistance à la chaleur, au froid, à l'humidité, au feu) ; - Chimiques (résistance à la corrosion au vieillissement). Exemple : - Polychlorure de vinyle PVC supportant 70 °C en continu - Polyéthylène réticulé ou caoutchouc de silicone supportant 90 °C en continu LP~EEER ECOLE SUPERIEUR DE TECHNOLOGIE 68 / 94 16 juin 2020 Stage de Fin d’Etude UMI~ESTM 4-1-4) Protection électrique des câbles Elle se divise en deux parties : Protection contre la surtension : • Parafoudre DC pour les circuits DC • Parafoudre AC pour les circuits AC Protection contre les surintensités : • Disjoncteur approprié • Fusible approprié 4-1-5) Section des câbles Avec ec on du c ble ré en m é du conduc eur du c ble L lon eur du c ble ( d ance en re de po n de l a on)en m c u e de en on rela pr e e ma male adm ble pra rappor la en on d une c a ne ou couran ma male de la c a ne pour en on ma male de la c a ne pr e pour en mp re en ol pour prendre en comp e la c u e de en on dan l aller e re our de c ble de l a on 5) Etude de cas Pour illustrer les étapes qu’on vient de citer on prendra un exemple lié aux exigences et aux caractéristiques des modules et onduleurs de la société : LP~EEER ECOLE SUPERIEUR DE TECHNOLOGIE 69 / 94 16 juin 2020 Stage de Fin d’Etude UMI~ESTM Figure IV-6 : Caractéristiques électriques des modules TT (260-285WP) Figure IV-7 : caractéristique de la gamme 2,5-6 kw de l’onduleur MUST Détermination du nombre de panneau À fin de déterminer l’énergie à produire et du fait qu’on dispose pas de système de stockage et que le rachat d’électricité par l’ONE n’est pas disponible actuellement, nous allons déterminer l’Energie à fournir en fonction de la durée d’ensoleillement du site en hiver ou en été . L’irradiation et les données climatique des lieux est déterminé à partir du logiciel RETSCREEN : comme suit LP~EEER ECOLE SUPERIEUR DE TECHNOLOGIE 70 / 94 16 juin 2020 Stage de Fin d’Etude UMI~ESTM Figure IV-8 : Données Climatiques et irradiation de Meknès Figure IV-9 : Données Climatiques et irradiation de Casablanca LP~EEER ECOLE SUPERIEUR DE TECHNOLOGIE 71 / 94 16 juin 2020 Stage de Fin d’Etude UMI~ESTM Pour la suite on prendra l’exemple de la ville de Casablanca en hiver : pour un temps d’ensoleillement moyenne de 8 heures ce qui correspond à une énergie produite : /j d’où la puissance crête des panneaux à installer est : Donc si on utilise le module photovoltaïque TT 260P on aura un nombre de modules : Dans les tableaux ci-dessous on trouve le nombre de modules à installer pour la puissance de 10KW pour les différentes villes en hiver et en été : Tableau IV-2 : Nombre de modules en hiver Tableau IV-3 : Nombre de modules en été Choix de l’onduleur à utiliser Le module photovoltaïque choisit 260wP figure IV 6 porte les indications suivante : - Puissance crête Pc 260W - Tension à puissance maximale - Courant à puissance maximale - Tension de circuit ouvert LP~EEER ECOLE SUPERIEUR DE TECHNOLOGIE 72 / 94 16 juin 2020 Stage de Fin d’Etude UMI~ESTM A partir de la figure IV 7 on choisit 5 onduleurs de référence : PH50-4200(x4) et PH50-4600(x1) dont les puissances maximale DC admissible sont respectivement : 4800W, 5200W En vérifiant la compatibilité en puissance on a : ( ) ( ) Les deux onduleurs présentent les mêmes caractéristiques suivantes : - ombre m n male de module en ér e [ ] - ombre m n male de module en ér e [ ] - ombre de c a ne ma male me re en parall le [ ] On choisit alors de disposer nos cellules de la façon suivantes: Pour l’onduleur PH50-4200 9 modules en séries par suiveur MPPT d’où 18 modules au totales fournissant une puissance de 260*18=4680 < PDCmax= 4800 donc la puissance est conforme 9 modules en séries fournissent une tension max en circuit ouvert donc conforme en tension. Nombre de branches en parallèles =1 d’où donc conforme en courant. Pour l’onduleur PH50-4600 10 modules en séries pour le suiveur MPPT1 et 9 modules en séries pour le suiveur MPPT2 d’où 19 modules au totales fournissant une puissance de 260*19=4940< PDCmax =5200 donc la puissance est conforme 10 modules en séries fournissent une tension max en circuit ouvert donc conforme en tension. Nombre de branches en parallèles =1 d’où donc conforme en courant. LP~EEER ECOLE SUPERIEUR DE TECHNOLOGIE 73 / 94 16 juin 2020 Stage de Fin d’Etude UMI~ESTM Figure IV-10 : Raccordement des modules aux onduleurs Choix des sections des câbles Pour les câbles DC on prend l’exemple d’une distance entre onduleur et modules PV de 6m. Pour cela on prend le modèle le plus défavorable avec la rangé de 9 modules en série délivrant : - Une tension . - Le courant délivré maximum est - Les câbles sont en cuivre donc . . - La chute de tension est prise égale à 3%. - La section des câbles est : LP~EEER ECOLE SUPERIEUR DE TECHNOLOGIE 74 / 94 16 juin 2020 Stage de Fin d’Etude UMI~ESTM 6) Simulation sous Pvsyst 6-1) logiciel de simulation Pvsyst Le programme PVSyst est un logiciel de simulation de systèmes photovoltaïques, développé initialement par le Groupe de Physique Appliquée (GAP) de l’Université de Genève. Ce logiciel intègre des fonctions dont les qualités scientifiques sont largement reconnues, simple à utiliser ce qui le rend accessible à un large public (architectes, étudiants, installateurs). La simulation à base du logiciel PVSyst suit l’organigramme suivant : 1 2 • localisation géographique du site et choix de la station météorologique de référence • Choix du type de système photovoltaïque ( suiveur,fixe) 3 • Définition des paramétres actifs du sites ( inclinaison, azimut,albédo,ombrage ..) 4 • choix des modules et des onduleurs ainsi que leurs implantation sur le champ 5 • Simulation Figure IV-11 : Etapes de la simulation en Pvsyst 6-2) Choix du type d’installation et du site Dans notre simulation nous allons utilisé les même parametres dans l’étude de cas qu’on a réaliser, avec comme site la ville de casablanca : LP~EEER ECOLE SUPERIEUR DE TECHNOLOGIE 75 / 94 16 juin 2020 Stage de Fin d’Etude UMI~ESTM Figure IV-12 : Interface du logiciel On choisit le système couplé au réseau, puis on passe au choix du site Puis on choisit la ville de Casablanca qui existe déjà dans la base de données du logiciel : Figure IV-13 : Données météorologiques du site 6-3) Paramètre du système On définit les paramètres du système pour une orientation plein sud et un angle d’inclinaison des panneaux de 30° avec système fixe LP~EEER ECOLE SUPERIEUR DE TECHNOLOGIE 76 / 94 16 juin 2020 Stage de Fin d’Etude UMI~ESTM Figure IV-14 : Orientation du système En suite on choisit des modules avec les mêmes caractéristiques du module TT260P figure IV 6 et un onduleur avec les mêmes caractéristiques des onduleurs Must utilisé Figure IV 7, vue que ces deux marques de module et d’onduleur ne figure pas dans la base de données du logiciel .après on définit la puissance crête du système désiré à 23,53Kwc. Figure IV-15 : Paramétrage des différents constituants modules onduleurs LP~EEER ECOLE SUPERIEUR DE TECHNOLOGIE 77 / 94 16 juin 2020 Stage de Fin d’Etude UMI~ESTM 6-4) Simulation Après avoir établie tous les paramètres on lance la simulation et on génère le rapport : LP~EEER ECOLE SUPERIEUR DE TECHNOLOGIE 78 / 94 16 juin 2020 Stage de Fin d’Etude LP~EEER UMI~ESTM ECOLE SUPERIEUR DE TECHNOLOGIE 79 / 94 16 juin 2020 Stage de Fin d’Etude LP~EEER UMI~ESTM ECOLE SUPERIEUR DE TECHNOLOGIE 80 / 94 16 juin 2020 Stage de Fin d’Etude LP~EEER UMI~ESTM ECOLE SUPERIEUR DE TECHNOLOGIE 81 / 94 16 juin 2020 Stage de Fin d’Etude UMI~ESTM La première page nous indique des informations générales sur l’installation ( les modules utilisées ainsi que l’onduleur et la puissance crête souhaité ) En deuxième page on a une idée sur la production du champ durant l’année ,dans lequel on peut remarquer que la pointe de produciton est en mois de mai avec 3,830MWh produite contre une production minimale en décembre de 2,273 MWh Dans la page 4 on a en détails la totalités des pertes engendrés par le systèmes . Dans la page 5 on retrouve l’allure de la production journalière sur laquel on remarque des chutes importantes due aux états climatique des mois les plus défavorable en irradiation. 7) Formulaire Excel pour dimensionnement d’une installation photovoltaïque raccordé au réseau Durant notre stage ils nous a été demander de réaliser un formulaire Excel permettant de faire le dimensionnement du nombre de modules à installer et la référence de l’onduleur à choisir, autant que les sections des câbles de liaisons que ça soit du côté DC ou AC. Dans ce formulaire on a incorporé les relations qu’on a cité au-dessus par rapport au dimensionnement. Nous avons aussi procédé à la collection des informations météorologiques de différentes villes marocaines à partir du logiciel RETSCREEN pour établir une base de données géographiques. Par la suite on a créé deux bases de données relatives aux modules photovoltaïques utilisé par la société ELEC ENERGIE et aux types d’onduleurs utilisé. Le formulaire ainsi se présente sous cette forme : Une première feuille dédiée à une présentation des principaux éléments de l’installation avec possibilité d’accéder aux différentes parties de dimensionnements appart. LP~EEER ECOLE SUPERIEUR DE TECHNOLOGIE 82 / 94 16 juin 2020 Stage de Fin d’Etude UMI~ESTM Figure IV-16 : Accueille du formulaire de dimensionnement La deuxième feuille du formulaire nous offre la possibilité de choisir le site dans lequel seront installer les panneau et de définir la puissance de l’utilisateur ainsi la période ( hiver , ou été ) de base de calcule . Figure IV-17 : Feuille choix du site et de puissance LP~EEER ECOLE SUPERIEUR DE TECHNOLOGIE 83 / 94 16 juin 2020 Stage de Fin d’Etude UMI~ESTM Dans le troisième feuille du formulaire l’utisateur est amené a choisir la référence du module à utiliser parmis une liste prédifinis , ensuite le nombre de modules à installer est automatiquement générer selon le choix . Figure IV-18 : Feuille choix des modules La quatrième feuille du Formulaire est reservé aux choix de l’onduleur ainsi la disposition des modules , l’utilisateur choisi la référence de l’onduleur à utiliser à partir d’une liste prédifini , ensuite les informations suivantes sont générer : type d’onduleur ( monophoasé ou triphas ) le nombre maximale et minimale de modules a connecté en série sur un suiveur MPPT de l’onduleur et le nombre maximale de branche à mettre en parallèle ainsi que le nombre d’onduleur recommandé pour l’installation. L’utilisateur ensuite doit définir le nombre d’onduleur et le nombre de modules en série et de branche en parallèle sur une branche MPPT . en même temps trois cellules indique en temps réelle la conformité du choix de l’utilisateur en terme de puissance maximal admissible par l’onduleur et de tension et courant maximale admissible . l’utilisateur ajuste donc ces données de façon à satisfaire la conformité on se basant sur les données fournit. A noter que l’utilisateur peut afficher plus de détails par rapport à l’onduleur visible sur le document constructeur accessible depuis le bouton données constructeur. LP~EEER ECOLE SUPERIEUR DE TECHNOLOGIE 84 / 94 16 juin 2020 Stage de Fin d’Etude UMI~ESTM Figure IV-19 : Feuille choix onduleur Dans la cinquième feiulle du formulaire on choisi la section des câbles DC et AC de l’installation , la valeur du courant circulant ainsi que la tension des câbles est tiré directement des formulaire précédente , l’utilisateur doit juste spécifié le type de matériau de l’âme du conducteur , ainsi la chute de tension relative et par la suite la section des câbles est automatiquement générer. Figure IV-20 : Feuille choix des câbles LP~EEER ECOLE SUPERIEUR DE TECHNOLOGIE 85 / 94 16 juin 2020 Stage de Fin d’Etude UMI~ESTM Dans la dernier feuille du formulaire , l’utilisateur peut voir l’apperçu final du projet avec un récaputilutaif des différents constituants choisi et dimensionner , il peut ainsi juste spécifié le prix unitaire de chacun pour avoir le coût final Figure IV-21 : Feuille récapulatrice 8) Conclusion Le programme Pvsyst permet d’avoir une idée globale sur le comportement de notre système durant toute l’année ce qui peut confirmer l’efficacité ou non d’un dimensionnement d’installation. La solution d’installation photovoltaïque connecté au réseau est plus efficace dans le cas de rachat d’électricité par l’ONE, du fait que le surplus d’énergie est injecté dans le réseau et le besoin dans les heures non-ensoleillé est tiré directement du réseau ainsi la quantité injecté et trié sont comptabilisé par un compteur bidirectionnelle. cela évite d’utiliser un système de stockage par batteries qui peut être très onéreux surtout pour des puissances installées élevé, sans oublié leur prix et le remplacement à prévoir après juste quelques années d’utilisation, ce qui engendre de plus en plus de charges qui affecterons le retour sur investissement. malheureusement du fait que l’option de rachat par l’ONE n’est pas disponible jusqu’à maintenant au Maroc, on ne peut dimensionner l’installation sur LP~EEER ECOLE SUPERIEUR DE TECHNOLOGIE 86 / 94 16 juin 2020 Stage de Fin d’Etude UMI~ESTM la base de consommation durant 24h, comme le cas des installation autonome, car le surplus d’énergie non-utilisé ne peut être comptabilisé par injection dans le réseau et ne peut être stocké, pour ces raisons on doit dimensionner l’installation sur la consommation la plus basse d’une journée de l’année quand les données de l’utilisateur le permettent .sinon on se base dans le dimensionnement sur le temps d’ensoleillement en hiver. Aussi dans la perspective de diminuer le coût d’investissement on se doit de réaliser un choix judicieux des différents éléments modules et onduleurs afin d’éviter tout surdimensionnement inutile qui engendrera des frais supplémentaire. Le formulaire Excel réalisé permet de gagner du temps dans le dimensionnement de l’installation, avec la faciliter de changer en temps réel les références des modules et des onduleurs utilisé. LP~EEER ECOLE SUPERIEUR DE TECHNOLOGIE 87 / 94 16 juin 2020 Stage de Fin d’Etude UMI~ESTM Conclusion Générale D urant ce projet de stage nous avons établi une modélisation du gisement solaire qui constitue un point de départ pour toute investigation sur la performance d’un système solaire à installer qu’il soit thermique ou photovoltaïque, nous avons fait le point sur l’importance de l’orientation et de l’inclinaison pour profiter au maximum des irradiations d’un lieu. ensuite la modélisation sous Matlab de la cellule photovoltaïque par le modèle de singer nous a permet d’identifier la caractéristique électrique de sortie de la cellule qui constitue un point important pour une exploitation efficiente de cette énergie ,une caractéristique fortement influé par les irradiations et surtout la température , comme quoi un site qui présent une bonne irradiation peut manifester un rendement médiocre si sa température est élevé car cela affectera en même temps la température de la cellule , tout de fois on peut envisager un système de refroidissement qui aura deux fonctions en même temps abaisser la température de la cellule pour la faire fonctionner à son point optimum , et dégager d’éventuelle poussière ou pollen qui vont faire barrière devant les rayons solaire et réduire considérablement les irradiations ,sans oublier de faire une étude précise de cette solution et sur son rendement total et le temps de retour sur investissement qu’il occasionnera. Par la suite on a procéder à la modélisation d’une installation raccordé au réseau pour étudier le comportement des différents constituant , en partant du suiveur MPPT qui constitue un élément très important puisqu’il va permettre de faire fonctionner le panneau toujours à son point de puissance maximal , ce suiveur peut être réaliser par différents techniques même si la technique étudié reste la plus utiliser par sa simplicité et son efficacité qui attient plus que les 95% ,. L’onduleur ensuite qui constitue un élément très important puisqu’il va réaliser la liaison coté consommation et réseau avec la sortie continu des modules photovoltaïque, dans ce volet la conversion peut engendrer des harmoniques qui affecterons la qualité de l’énergie fournit et ainsi la performance des appareils et LP~EEER ECOLE SUPERIEUR DE TECHNOLOGIE 88 / 94 16 juin 2020 Stage de Fin d’Etude UMI~ESTM leur durée de vie pour cela il faut prévoir une étude du filtre LCL à utiliser pour y remédier. A la fin nous avons fait le point sur le dimensionnement d’une installation photovoltaïque sous l’encadrement de la société pour faire part des différents étapes et constituants, ainsi que les contraintes rencontrés, la simulation sous le logiciel Pvsyst nous a permet d’avoir un aperçus sur la production de l’installation, mais ça n’empêche que ça aurai était plus intéressant de pouvoir valider un choix de dimensionnement par rapport aux données d’une installations réaliser . Tout ce travail nous a permi d’aborder plusieurs sujets et aspect de la production solaire photovoltaïque on appréhendant le coté théorique physique du phénomène et ainsi le côté technique d’installation et dimensionnement. LP~EEER ECOLE SUPERIEUR DE TECHNOLOGIE 89 / 94 16 juin 2020 Stage de Fin d’Etude UMI~ESTM Bibliographie https://fr.mathworks.com/matlabcentral/answers/index https://fr.statista.com/ RENEWABLES 2019 GLOBAL STATUS REPORT http://www.photovoltaique.guidenr.fr/cours-photovoltaique-autonome-1/exemplecalcul-section-cables.php LP~EEER ECOLE SUPERIEUR DE TECHNOLOGIE 90 / 94 16 juin 2020 Stage de Fin d’Etude UMI~ESTM ANNEXE I LP~EEER ECOLE SUPERIEUR DE TECHNOLOGIE 91 / 94 16 juin 2020 Stage de Fin d’Etude LP~EEER UMI~ESTM ECOLE SUPERIEUR DE TECHNOLOGIE 92 / 94 16 juin 2020 Stage de Fin d’Etude LP~EEER UMI~ESTM ECOLE SUPERIEUR DE TECHNOLOGIE 93 / 94 16 juin 2020 Stage de Fin d’Etude UMI~ESTM ANNEXE 2 LP~EEER ECOLE SUPERIEUR DE TECHNOLOGIE 94 / 94 16 juin 2020
