Sistemas de Energia Autônoma: Curso Completo

SystèmesEnergétiquesAutonomes
MmeMAZOUZ-LEKHAL.N ELN/M2/ESEPage 1
Cours
SystèmesEnergétiquesAutonomes
2
èmeannéeMasterElectroniquedessystèmes
embarqués
Courspréparépar:
MmeMAZOUZNacéra
MaîtredeconférencesA
2020-2021
ﺓ ــــــ ﺍﻟﺸﻌﺒﻲ ﺓ ــــــ ﺭﺍﻃﻲ ـ ﺩﻳﻤﻖ ـﺍﻝﺓ ـــــــ ﺭﻱـ ﺍﻟﺠﺰﺍﺉ ﺓــــــ ﺍﻟﺠﻤﻬﻮﺭﻱ
RÉPUBLIQUEALGÉRIENNEDÉMOCRATIQUEETPOPULAIRE
MINISTÈREDEL'ENSEIGNEMENTSUPÉRIEUR
ETDELARECHERCHESCIENTIFIQUE
ﺍﻟﻌﻠﻤﻲ ﺍﻟﺒﺤﺚ ﻭ ﺎﻟﻲ ﺍﻟﻌ ﺍﻟﺘﻌﻠﻴﻢ ﻭﺯﺍﺭﺓ
UNIVERSITÉDESSCIENCESETDELATECHNOLOGIE
D’ORAN MOHAMEDBOUDIAF
ﻣﺤﻤﺪ ﺑﻮﻫﺮﺍﻥ ﺍﻟﺘﻜﻨﻮﻟﻮﺟﻴﺎ ﻭ ﺍﻟﻌﻠﻮﻡ ﺟﺎﻣﻌﺔ
ﺑﻮﺿﻴﺎﻑ
FACULTÉDEGÉNIEELECTRIQUE
ﺓـــ ﺍﻟﻜﻬﺮﺑﺎﺋﻲ ﺓ ـــــ ﺍﻟﻬﻨﺪﺱ ﻛﻠﻴﺔ
DÉPARTEMENTD’ELECTRONIQUE
ﻙ ــــــ ﻟﻜﺘﺮﻭﻧﻲ ﻹﺍﻡ ـــــ ﻗﺲ

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Tabledesmatières
Chapitre1:Dispositifsdeproductiond’énergieélectrique 9
1.1Notionssurlestransformationsd’énergie
1.2lesmodesdeproductiondel’énergieélectrique
1.3Lessourcesd’énergiesnonrenouvelables
1.4Lessourcesd’énergiesrenouvelables.
Chapitre2:Energieéolienne 16
2.1Historique
2.2Principeetstructure
2.3Caractéristiquesetdimensionnement
2.4CartedugisementéolienenAlgérie
2.5Parcséoliensetpuissance
2.6Normes
2.7Avantagesetinconvénients
2.8Exempled’uneinstallationéolienne
Chapitre3:Systèmeshybrides 29
3.1SystèmesHybrides
3.2Hydrolienne
3.3Principedefonctionnementdel’hydrolienne
3.4Lesdifférentstypesd'hydroliennesetlesexploitants
Chapitre4:Energiesolairephotovoltaïque 36
4.1Principed’uneinstallationphotovoltaïque
4.2LegisementsolaireenAlgérie
4.3Technologiesdescellulesphotovoltaïques
4.4Lesmodulesphotovoltaïques
4.5MPPT
4.6Caractéristiquesetconnectiquephotovoltaïque
4.7L’onduleur
4.7.1Rôle
4.7.2Principe
4.7.3Caractéristiquesetrendement
4.8Exempled’uneinstallationphotovoltaïque

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Chapitre5:Autressourcesd’énergiesrenouvelables 62
5.1Lesfamillesd’énergierenouvelables
5.1.1Énergiesolaire
5.1.2Énergieéolienne
5.1.3Énergiehydraulique
5.1.4Biomasse
5.1.5Géothermie
5.2Lesdifférentesénergiesrenouvelablesdanslemonde
5.3Rentabilité

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Introductiongénérale
Lechangementclimatiqueestl’undesplusgrandsdéfisdenotretemps.Ilest,
toutefois,toutaussiimportantd’assurerl’accèsàl’énergiepourpromouvoirlaqualité
devieetledéveloppementéconomique.Ilestdoncessentieldetraitercettequestion
danslecadreduprogrammededéveloppementdurable.Lesprogrèsactuelsdansle
développementdenouvellestechnologiesontdonnél’assuranceetl’espoirqueles
objectifsserontatteintsdansledomainedel’énergie.Lesréductionsdrastiquesdes
coûts et les avancées technologiques des éoliennes et des systèmes
photovoltaïquessolairesontmontréquelesressourcesenénergiesrenouvelables
peuventjouerunrôleimportantdanslessystèmesd’électricitémondiauxetqueles
percées longtemps attendues que connaissentles technologies de stockage
devraientchangerlebouqueténergétiquedemanièreconsidérable.[2]
Cesdéveloppementsontconduitàlasuppositionquenousen«avionsfini»avecles
combustiblesfossilesdanslesystèmeénergétique,qu’iln’étaitplusnécessairede
développerdenouvellesressourcesetquenousdevionsarrêterdelesutiliserleplus
rapidementpossible.Cettesuppositionaaussidonnél’impressionqu’ilyavait,d’un
côté,les«bonnes»technologies,fondéessurlesénergiesrenouvelableset,de
l’autre,les«mauvaises»technologies,fondéessurlescombustiblesfossiles.Enfait,
cedébatestbeaucoupplusnuancéetexigeunexamenapprofondi.Lestechniques
deséquestrationetdestockageducarbone(CCS)etlagestiondesémissionsde
méthanetoutaulongdelachaînedevaleurdesénergiesfossilespeuventpermettre
d’atteindrelesobjectifsambitieuxderéductiondesémissionsdeCO
2alorsqueles
combustiblesfossilescontinuentdefairepartiedusystèmeénergétique.Parcebiais,
lescombustiblesfossilesferaient«partiedelasolution»plutôtque«duproblème».
Touteslestechnologiesontunrôleàjouerdansunsystèmeénergétiqueguidéparla
recherched’économies.[2]
Denosjours,laproductionmondialed’énergieestréaliséeà74% àpartirde
combustibles fossiles (pétrole,charbon et gaz),à 20 % par les énergies
renouvelables(hydraulique,biomasse,solaire,éolien)età6%parlenucléaire.De
nombreusesétudessurl’appauvrissementdesressourcesfossilesconvergentvers
lerésultatsuivant:laquantitéd’énergiefossiledisponiblediminueraàl’horizon2010
-2020etseraépuiséeavantlafindecesiècle.Notreavenirénergétiquedoitsebaser
surlesénergiesnucléairesetrenouvelables.
Laproductionnucléaireactuellemontredesperformancesdedensitédepuissance
trèsimportantesetdesavantagesenvironnementauxparrapportàl’émissionde
CO2.Cependant,cetteénergieprésentedenombreuxinconvénients:leretraitement
difficiledesdéchetsetdesbâtiments,sonimpactsurl’environnement,lesproblèmes
desécuritéetlefaitquesoncombustiblenesoitpasrenouvelable(épuisement
évaluéàlafindusièclepourl’uranium 235).Malgrédesrecherchestrèsimportantes
menéesafinderésoudrelesproblèmesdesdéchetsetdedévelopperdenouvelles
générationsdesurgénérateursdontlaréserveencombustibleestplusimportante,le
niveaumoyendesécuritéainsiquelesconséquenceshumainesetécologiquesd’un
accidentnucléairerestentlesinconvénientsmajeursdecettetechnologie.Bienqu’il
soitdifficilementconcevabled’éliminercettesolutionénergétique,ilestpréférable
delalimiteràsonplusbasniveaudenécessité.[1]