Dimensionnement photovoltaïque I- Dimensionnement du générateur PV 1- Evaluations des besoins F4 + ETAGE Intitulé Puissance Nombre nominale(W) Lampes Ventilateurs Frigo Télévision Plafonnier Chargeur téléphone PC portable Lampes Ordi fixe Puissance totale (W) 20 55 150 100 55 15 4 1 2 2 300 220 150 200 110 5 65 40 90 7 3 7 2 35 195 280 180 Temps Puissance Puissance d'utilisation journalière journalière (h) (Wh) totale (Wh) 6 1800 10 2200 16 2400 8 1600 10 1100 13755 3 10 8 2 2- Energie solaire produite 𝐄𝐏 = 𝐄𝐂 𝐊 Avec Ec = Puissance totale journalière K= Coefficient de correction dont la valeur est comprise [0.65 – 0.7] Puissance totale journalière Ec (W) 13755 Coefficient de correction K 0,68 Energie solaire produite Ep (W) 20227,94118 105 1950 2240 360 3- Puissance du générateur photovoltaïque 𝐏𝐆 = 𝐄𝐩 𝐈𝐫 Avec Ir = Irradiation quotidienne moyenne en kWh/m2/j Energie solaire Irradiation produite Ep moyenne Ir (kW) 20,2279412 Puissance GPV (kW) 5,7 3,54876161 Connaissant la puissance du GPV, on choisit des modules à partir de catalogues des fabricants. Au préalable on choisit la tension de fonctionnement du système. La tension choisie est celle de 48 V 4- Configuration du module PV Puissance GPV (W) 3548,76161 3548,76161 3548,76161 3548,76161 Puissance du module Pm (W) 215 360 330 175 Nombres Nombres Nombre Tension de Tension de Puissance de nominale module fonctionnement module GPV module du module en du système V en série vérifiée Nm Vnm parallèle Ns Np 16 48 24 2 8 3440 10 48 24 2 5 3600 12 48 24 2 6 3960 24 48 12 4 6 4200 Le module photovoltaïque choisi est : SPP043302400 Référence de l'article SPM042152400 SPM043602400 SPP043302400 SPP041751200 II- Prix unitaire (FCFA) Description 215W-24V Mono 1580×808×35mm series 4a 360W-24V Mono 1956x992×40mm series 4a 330W-24V Poly 1956×992×40mm series 4a 175W-12V Poly 1485x668×30mm series 4a Prix Total (FCFA) 148850 2381600 200200 2002000 156000 1872000 89700 2152800 Dimensionnement du système de stockage 1- Capacité de la batterie La capacité d’une batterie est déterminée par la formule suivante : 𝐂= 𝐄𝐏 × 𝐍 𝐕×𝐃 Avec Ep = Energie solaire produite N = Nombre de jours d’autonomie du système V = Tension du système D = Profondeur de décharge Energie produite Ep 20227,94118 Nombre de jours d'autonomie N 2 2- Configuration batterie Tension du système V 48 Profondeur de décharge D Capacité de la batterie C (Ah) 0,5 1685,661765 𝑪 = 𝑵𝒃𝒑 × 𝑪𝒃 Tension système V 48 48 48 48 Tension d'une batterie Vb 12 12 12 6 Nombre de batterie en série Vbs 4 4 4 8 Capacité système de stockage C 1685,661765 1685,661765 1685,661765 1685,661765 Capacité d’une batterie Cb 220 240 265 240 Nombre de Nombre batterie de en batterie parallèle Nbp 8 32 8 32 7 28 8 64 Capacité du système de stockage vérifiée 1760 1920 1855 1920 La batterie choisie est : Référence de l'article Description BAT412124081 12V/240Ah AGM Deep Cycle Batt. (M8) Prix unitaire (FCFA) 344500 Prix Total (FCFA) 11024000 III- Dimensionnement du régulateur Il dépend de deux variables à savoir le courant de charge et de décharge qui se calcule l’aide des formules suivantes : Courant de charge En premier on détermine le courant de court-circuit du générateur photovoltaïque 𝐈𝐂𝐂𝐆 = 𝐍𝐏 × 𝐈𝐜𝐜𝐦 Avec Np = Nombre de modules en parallèle Iccm = Courant de court-circuit du module D’où 𝐈𝐂 = 𝟏. 𝟐𝟓 𝐈𝐂𝐂𝐆 Référence de l'article Courant de courtcircuit du module Iccm Nombre de modules en parallèle Np SPP043302400 6 Courant de court-circuit Courant de du générateur charge Ic photovoltaïque IccG 9,57 57,42 Courant de décharge Il est déterminé avec la formule ci-dessous : 𝐈𝐝 = 𝟏. 𝟐𝟓 × 𝐏𝐭𝐜 𝐕 Avec Ptc = Puissance totale des charges V = Tension du système Puissance totale des charges Ptc Courant de décharge Id Tension du système V 1670 48 43,48958333 Le régulateur choisi est : Référence de l'article SCC115085311 Description SmartSolar MPPT 150/85-Tr Prix (FCFA) 455000 71,775 IV- Dimensionnement de l’onduleur Le dimensionnement de l’onduleur se fait en fonction de la puissance de la charge. L’onduleur doit pouvoir gérer la charge la plus importante requise par l’installation ou le pic de demande d’énergie. Avec Ptac = Puissance totale des charges alternatives Puissance totale des charges alternatives Ptac Puissance onduleur Pond 1670 2087,5 L’onduleur choisi est : Référence de l'article Prix unitaire (FCFA) Description PIN482300000 Phoenix Inverter 48/3000 Smart V- 650000 Evaluation cout système Désignation Nombre Prix unitaire (FCFA) Sous total (FCFA) Panneaux photovoltaïques 12 156000 1872000 Batteries 32 344500 11024000 Régulateur 1 455000 455000 Onduleur 1 650000 650000 Prix total hors taxe 14001000 VI- Dimensionnement câbles 1- Section conducteur GPV – boitier de raccordement Dans cette partie nous prendrons une chute de tension de 2%. Pour déterminer la section du câble, on commencera par calculer le courant de sortie d’un panneau à sa puissance nominale. Courant de sortie d’un panneau à sa puissance nominale 𝐈𝐬𝐠𝐩𝐯 = 𝐩𝐧𝐠𝐩𝐯 𝐕 Avec Pngpv = Puissance nominale d’un panneau V = Tension du système Référence de l'article Puissance nominale d’un panneau Pngpv (W) SPP043302400 Tension du système V (V) 330 48 Section de câble 𝐒 = 𝛒. 𝐋 𝐑 𝐑= ∆𝐔 𝐈𝐬𝐠𝐩𝐯 Avec ρ = 1,6 10-8 Ω.m pour le cuivre R= Résistance linéique du câble courant de sortie d’un panneau à sa puissance nominale Isgpv 6,875 ∆𝐔 = 𝐕 × 𝟐% Sachant que : courant de sortie d’un panneau à sa Chute puissance nominale tension ∆U Isgpv 6,875 Résistance de ligne R ρ Section S (mm2) L 0,96 0,13963636 0,000000016 3 Section normalisée 0,34375 2- Section conducteur boitier de raccordement – régulateur Pour déterminer la section du câble, on commencera par calculer le courant circulant entre le boitier de raccordement et le régulateur. Nous prendrons une chute de tension de 2%. Courant boitier – régulateur 𝐈𝐛𝐫 = 𝐩𝐜 𝐕 Avec Pc = Puissance crête du champ photovoltaïque 𝐏𝐜 = 𝐍𝐦 × 𝐏𝐧𝐠𝐩𝐯 Avec Nm = nombre de module Pngpv = Puissance nominale d’un module Référence de l'article Puissance nominale d’un panneau Pngpv (W) SPP043302400 330 Tension du Nombre de système V module Nm (V) 48 12 Section câble 𝐒 = 𝛒. 𝐋 𝐑 Puissance crête Pc 3960 Courant boitier - onduleur Ibr 82,5 1,5 Avec ρ = 1,6 10-8 Ω.m pour le cuivre R= Résistance linéique du câble 𝐑= Sachant que : ∆𝐔 𝐈𝐛𝐨 ∆𝐔 = 𝐕 × 𝟐% Courant Chute boitier – tension ∆U régulateur Ibr 82,5 Résistance de ligne R ρ Section S (mm2) L 0,96 0,01163636 0,000000016 20 25,2083333 Section normalisée 35 3- Section de câble régulateur – Batteries Pour calculer la section de câble il est primordial de déterminer le courant circulant entre le régulateur et les batteries lorsque le régulateur débite sa puissance nominale. La chute de tension considérée sera de 0.9%. Le courant maximal que peut débiter le régulateur choisi est de 85 A 𝐈𝐦𝐫𝐛 = 𝐏𝐧𝐫𝐞𝐠𝐮𝐥 𝐔𝐛𝐚𝐭𝐭𝐞𝐫𝐢𝐞 Avec Imrb = Courant maximal circulant entre le régulateur et les batteries Pnregul = Puissance nominale régulateur Section câble 𝐒 = 𝛒. 𝐋 𝐑 𝐑= ∆𝐔 𝐈𝐦 Avec ρ = 1,6 10-8 Ω.m pour le cuivre R= Résistance linéique du câble Courant régulateur batteries Chute tension ∆U 85 Résistance de ligne R ρ Section S (mm2) L 0,9 0,01058824 0,000000016 Section normalisée 4 6,04444444 10 4- Section de câble batteries – onduleur Pour calculer la section de câble il est primordial de calculer le courant circulant entre les batteries et l’onduleur lorsque celui-ci débite sa puissance nominale. Nous prendrons une chute de tension de 0.7%. 𝐈𝐦𝐚𝐱 = Pondul (W) 𝐏𝐨𝐧𝐝𝐮𝐥 𝐔𝐛𝐚𝐭𝐭𝐞𝐫𝐢𝐞 Ubatterie (V) 2700 Imax (A) 48 56,25 Section câble 𝐒 = 𝛒. 𝐋 𝐑 𝐑= ∆𝐔 𝐈𝐦𝐚𝐱 Avec ρ = 1,6 10-8 Ω.m pour le cuivre R= Résistance linéique du câble Courant batterie onduleur 56,25 Chute tension ∆U Résistance de ligne R ρ 0,7 0,01244444 0,000000016 Section S (mm2) L 5 6,42857143 Section normalisée 10 INDEX Figure 1 : Panneaux solaires Figure 2 : Batteries Figure 3 : Régulateur
