Telechargé par Dany Izi

Dimensionnement photovoltaïque

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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
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