Sy st èmesEner gét i quesAut onomes ﺓ ـ ـ ـ ـ ـ ـ ﺒﻲ ﻌ ﻟﺸ ﺓﺍ ـ ـ ـ ـ ـ ـ ﺍﻃﻲ ﺭ ـ ﻤﻖ ﻳ ﺩ ﺍـ ﺓﻝ ـ ـ ـ ـ ـ ـ ـ ـﻱ ﺍﺉﺭ ﺰ ﻟﺠ ﺓﺍ ـ ـ ـ ـ ـ ـ ﺭﻱ ﻮ ﻬ ﻤ ﻟﺠ ﺍ RÉPUBLI QUEALGÉRI ENNEDÉMOCRATI QUEETPOPULAI RE MI NI STÈREDEL' ENSEI GNEMENTSUPÉRI EUR ETDELARECHERCHES CI ENTI FI QUE ﻤﻲ ﻠ ﻌ ﻟ ﺒﺤﺚﺍ ﻟ ﺍ ﻟﻲﻭ ﺎ ﻌ ﻟ ﺍ ﻴﻢ ﻠ ﻌ ﺘ ﻟ ﺍ ﺓ ﺭ ﺍ ﺯ ﻭ UNI VERSI TÉDESSCI ENCESETDELA TECHNOLOGI E D’ ORAN MOHAMEDBOUDI AF ﺪ ﻤ ﺍﻥﻣﺤ ﺮ ﻮﻫ ﺎﺑ ﻴ ﻮﺟ ﻟ ﻮ ﻨ ﻜ ﺘ ﻟ ﺍ ﻡﻭ ﻮ ﻠ ﻌ ﻟ ﺔﺍ ﻌ ﻣ ﺎ ﺟ ﺎﻑ ﻴ ﻮﺿ ﺑ FACULTÉDEGÉNI EE LECTRI QUE ـﺓ ـ ـ ﺋﻲ ﺎ ﺑ ﺮ ﻬ ﻜ ﻟ ﺓﺍ ـ ـ ـ ـ ـ ﺪﺱ ﻨ ﻬ ﻟ ﺍ ﺔ ﻴ ﻠ ﻛ DÉPARTEMENTD’ ELECTRONI QUE ـﻙ ـ ـ ـ ـ ـ ﻧﻲ ﻭ ﺮ ﺘ ﻜ ﻟ ﺍﻹ ـﻡ ـ ـ ـ ـ ﻗﺲ Cour s Sy st èmesEner gét i quesAut onomes 2èmeannéeMast erEl ect r oni quedessy st èmes embar qués Cour spr épar épar: MmeMAZOUZNacér a Maî t r edeconf ér encesA 20202021 MmeMAZOUZLEKHAL. N ELN/ M2/ ESEPage 1 Sy st èmesEner gét i quesAut onomes Tabl edesmat i èr es Chapi t r e1:Di sposi t i f sdepr oduct i ond’ éner gi eél ect r i que 9 1. 1Not i onssurl est r ansf or mat i onsd’ éner gi e 1. 2l esmodesdepr oduct i ondel ’ éner gi eél ect r i que 1. 3Lessour cesd’ éner gi esnonr enouv el abl es 1. 4Lessour cesd’ éner gi esr enouv el abl es. Chapi t r e2:Ener gi eéol i enne 16 2. 1Hi st or i que 2. 2Pr i nci peetst r uct ur e 2. 3Car act ér i st i quesetdi mensi onnement 2. 4Car t edugi sementéol i enenAl gér i e 2. 5Par cséol i ensetpui ssance 2. 6Nor mes 2. 7Av ant ageseti nconv éni ent s 2. 8Exempl ed’ unei nst al l at i onéol i enne Chapi t r e3:Sy st èmeshy br i des 29 3. 1Sy st èmesHy br i des 3. 2Hy dr ol i enne 3. 3Pr i nci pedef onct i onnementdel ’ hy dr ol i enne 3. 4Lesdi f f ér ent st y pesd' hy dr ol i ennesetl esexpl oi t ant s Chapi t r e4:Ener gi esol ai r ephot ov ol t aï que 36 4. 1Pr i nci ped’ unei nst al l at i onphot ov ol t aï que 4. 2Legi sementsol ai r eenAl gér i e 4. 3Technol ogi esdescel l ul esphot ov ol t aï ques 4. 4Lesmodul esphot ov ol t aï ques 4. 5MPPT 4. 6Car act ér i st i quesetconnect i quephot ov ol t aï que 4. 7L’ ondul eur 4. 7. 1Rôl e 4. 7. 2Pr i nci pe 4. 7. 3Car act ér i st i quesetr endement 4. 8Exempl ed’ unei nst al l at i onphot ov ol t aï que MmeMAZOUZLEKHAL. N ELN/ M2/ ESEPage 2 Sy st èmesEner gét i quesAut onomes Chapi t r e5:Aut r essour cesd’ éner gi esr enouv el abl es 62 5. 1Lesf ami l l esd’ éner gi er enouv el abl es 5. 1. 1Éner gi esol ai r e 5. 1. 2Éner gi eéol i enne 5. 1. 3Éner gi ehy dr aul i que 5. 1. 4Bi omasse 5. 1. 5Géot her mi e 5. 2Lesdi f f ér ent eséner gi esr enouv el abl esdansl emonde 5. 3Rent abi l i t é MmeMAZOUZLEKHAL. N ELN/ M2/ ESEPage 3 Sy st èmesEner gét i quesAut onomes MmeMAZOUZLEKHAL. N ELN/ M2/ ESEPage 4 Sy st èmesEner gét i quesAut onomes I nt r oduct i ongénér al e Lechangementcl i mat i queestl ’ undespl usgr andsdéf i sdenot r et emps.I lest , t out ef oi s, t outaussi i mpor t antd’ assur erl ’ accèsàl ’ éner gi epourpr omouv oi rl aqual i t é dev i eetl edév el oppementéconomi que.I l estdoncessent i el det r ai t ercet t equest i on dansl ecadr edupr ogr ammededév el oppementdur abl e.Lespr ogr èsact uel sdansl e dév el oppementdenouv el l est echnol ogi esontdonnél ’ assur anceetl ’ espoi rquel es obj ect i f sser ontat t ei nt sdansl edomai nedel ’ éner gi e.Lesr éduct i onsdr ast i quesdes coût s et l es av ancées t echnol ogi ques des éol i ennes et des sy st èmes phot ov ol t aï quessol ai r esontmont r équel esr essour cesenéner gi esr enouv el abl es peuv entj ouerunr ôl ei mpor t antdansl essy st èmesd’ él ect r i ci t émondi auxetquel es per cées l ongt emps at t endues que connai ssentl es t echnol ogi es de st ockage dev r ai entchangerl ebouqueténer gét i quedemani èr econsi dér abl e.[ 2] Cesdév el oppement sontcondui tàl asupposi t i onquenousen«av i onsf i ni»av ecl es combust i bl esf ossi l esdansl esy st èmeéner gét i que,qu’ i ln’ ét ai tpl usnécessai r ede dév el opperdenouv el l esr essour cesetquenousdev i onsar r êt erdel esut i l i serl epl us r api dementpossi bl e.Cet t esupposi t i onaaussidonnél ’ i mpr essi onqu’ i lyav ai t ,d’ un côt é,l es«bonnes»t echnol ogi es,f ondéessurl eséner gi esr enouv el abl eset ,de l ’ aut r e, l es«mauv ai ses»t echnol ogi es, f ondéessurl escombust i bl esf ossi l es.Enf ai t , cedébatestbeaucouppl usnuancéetexi geunexamenappr of ondi .Lest echni ques deséquest r at i onetdest ockageducar bone( CCS)etl agest i ondesémi ssi onsde mét hanet outaul ongdel achaî nedev al eurdeséner gi esf ossi l espeuv entper met t r e d’ at t ei ndr el esobj ect i f sambi t i euxder éduct i ondesémi ssi onsdeCO2al or squel es combust i bl esf ossi l escont i nuentdef ai r epar t i edusy st èmeéner gét i que.Parcebi ai s, l escombust i bl esf ossi l esf er ai ent«par t i edel asol ut i on»pl ut ôtque«dupr obl ème» . Tout esl est echnol ogi esontunr ôl eàj ouerdansunsy st èmeéner gét i quegui déparl a r echer ched’ économi es.[ 2] Denosj our s,l apr oduct i onmondi al ed’ éner gi eestr éal i séeà74 % àpar t i rde combust i bl es f ossi l es ( pét r ol e,char bon et gaz) ,à 20 % par l es éner gi es r enouv el abl es( hy dr aul i que,bi omasse,sol ai r e,éol i en)età6% parl enucl éai r e.De nombr eusesét udessurl ’ appauv r i ssementdesr essour cesf ossi l esconv er gentv er s l er ésul t atsui v ant:l aquant i t éd’ éner gi ef ossi l edi sponi bl edi mi nuer aàl ’ hor i zon2010 2020etser aépui séeav antl af i ndecesi ècl e.Not r eav eni réner gét i quedoi tsebaser surl eséner gi esnucl éai r esetr enouv el abl es. Lapr oduct i onnucl éai r eact uel l emont r edesper f or mancesdedensi t édepui ssance t r èsi mpor t ant esetdesav ant agesenv i r onnement auxparr appor tàl ’ émi ssi onde CO2.Cependant ,cet t eéner gi epr ésent edenombr euxi nconv éni ent s:l er et r ai t ement di f f i ci l edesdéchet setdesbât i ment s, soni mpactsurl ’ env i r onnement , l espr obl èmes desécur i t éetl ef ai tquesoncombust i bl enesoi tpasr enouv el abl e( épui sement év al uéàl af i ndusi ècl epourl ’ ur ani um 235) .Mal gr édesr echer chest r èsi mpor t ant es menéesaf i nder ésoudr el espr obl èmesdesdéchet setdedév el opperdenouv el l es génér at i onsdesur génér at eur sdontl ar éser v eencombust i bl eestpl usi mpor t ant e, l e ni v eaumoy endesécur i t éai nsiquel esconséquenceshumai nesetécol ogi quesd’ un acci dentnucl éai r er est entl esi nconv éni ent smaj eur sdecet t et echnol ogi e.Bi enqu’ i l soi tdi f f i ci l ementconcev abl ed’ él i mi nercet t esol ut i onéner gét i que,i lestpr éf ér abl e del al i mi t eràsonpl usbasni v eaudenécessi t é.[ 1] MmeMAZOUZLEKHAL. N ELN/ M2/ ESEPage 5 Sy st èmesEner gét i quesAut onomes En d’ aut r est er mes,sil at endanceact uel l esepour sui t ,sil a par tact uel l edes combust i bl esf ossi l esr est ei nchangéeetsil ademandeéner gét i quedoubl ed’ i cià 2050, l esémi ssi onsdépasser ontdel oi nl aquant i t édecar bonequi peutêt r eémi sesi nousv oul onsl i mi t erl a haussedest empér at ur esmoy ennesà2 ° C.Ceni v eau d’ émi ssi onsaur adesconséquencesdésast r eusessurl ecl i matdel apl anèt e.Nous av onsl apossi bi l i t éder édui r el esémi ssi onsdansl esect euréner gét i que, not amment enr édui santl aconsommat i onéner gét i queai nsiquel ’ i nt ensi t écar bonenet t edu sect euréner gét i queenchangeantdecombust i bl eetencont r ôl antl esémi ssi onsde CO2.[ 2] Rédui r el esémi ssi onsnesi gni f i epasexcl ur el ’ ut i l i sat i ondescombust i bl esf ossi l es, mai sunchangementsi gni f i cat i festi mpér at i f ;cont i nueràf ai r ecommesider i en n’ ét ai tneper met t r a pasdel esr édui r e.L’ ef f i caci t ééner gét i queetl eséner gi es r enouv el abl essontsouv entconsi dér éescommel esseul essol ut i onsnécessai r esà l ar éal i sat i ondesobj ect i f scl i mat i quesdansl esy st èmeéner gét i que,mai scel ane suf f i tpas.L’ augment at i ondur ecour sauxt echni quesdeCSSser aessent i el l e, cequi dev r ai tper met t r euner éduct i onannuel l ede16% d’ i cià2050.Cet t eaf f i r mat i on s’ appui e sur l e ci nqui ème Rappor t d’ év al uat i on du Gr oupe d’ exper t s i nt er gouv er nement alsurl ’ év ol ut i onducl i matquiest i mequel i mi t erl esémi ssi onsdu sect euréner gét i quesansl est echni quesdeCSSaugment er ai tde138% l escoût s r el at i f sàl ’ at t énuat i ondesef f et sl i ésauchangementcl i mat i que.[ 2] Leséner gi esr enouv el abl esnepeuv entpasêt r euni f or mémentut i l i séesdansl e sy st ème éner gét i que pourr empl acerl ’ ut i l i sat i on des combust i bl es f ossi l es,en par t i cul i erenr ai sondesdi f f ér encesdansl acapaci t édessoussect eur séner gét i ques àpasserdescombust i bl esf ossi l esauxéner gi esr enouv el abl es.Parexempl e,dans cer t ai nesappl i cat i onsi ndust r i el l escommel apr oduct i ondeci mentetd’ aci er ,l es émi ssi onsv i ennentàl af oi sdel ’ ut i l i sat i ondel ’ éner gi eetdespr océdésdepr oduct i on. Les t echnol ogi es al t er nat i v es suscept i bl es de r empl acer l es t echni ques de pr oduct i on act uel l es n’ ét ant pas encor e di sponi bl es à l ’ échel l ev oul ue,ces t echnol ogi esdev r ai entcont i nueràêt r eut i l i séesàcour tetàmoy ent er mes.Dans cer t ai nscas, l est echni quesdeCSSpeuv entappor t erunesol ut i oncompat i bl eav ecl a demandeact uel l eetdonnerl et empsnécessai r epourdév el opperd’ aut r essol ut i ons. [ 2] I lexi st edenombr euxsi t esi sol ésdansl emonde,al i ment éspardessy st èmes aut onomes de génér at i on d’ él ect r i ci t é.Ces génér at eur s ut i l i sent l es sour ces r enouv el abl esl ocal es.Onyt r ouv edespanneauxphot ov ol t aï ques,deséol i enneset des mi cr ot ur bi nes. L’ él ect r i ci t é pr ov enant des sour ces r enouv el abl es est i nt er mi t t ent e, dépendant edescondi t i onscl i mat i ques.Cesgénér at eur sr enouv el abl es sontcoupl ésàunsy st èmedest ockageassur antunedi sponi bi l i t éencont i nue d’ éner gi e.[ 1] Ledév el oppementdest echnol ogi eshy dr ogèneaét ét r èsi mpor t antaucour sdesdi x der ni èr esannées.Lespr ogr èsr éal i sésper met t entd’ env i sagerdesper f or mances él ev éesdu«sy st èmede st ockageparl ’ hy dr ogène» ,uneuni t édest ockagedegazetunepi l eàcombust i bl e. Or ,l es per f or mances du sy st ème de st ockage parl ’ hy dr ogène n’ ontpas ét é r éév al uées.Depl us, l ’ ut i l i sat i onj our nal i èr edecest ockageper met t antd’ augment erl a génér at i ondechal eurn’ aj amai sét éabor dée.[ 1] MmeMAZOUZLEKHAL. N ELN/ M2/ ESEPage 6 Sy st èmesEner gét i quesAut onomes Le dév el oppement des r éseaux éner gét i ques i nt el l i gent s,assor t i de r ègl es d’ expl oi t at i oncommunes,of f r euneexcel l ent eoccasi onder enf or cerl esl i ensent r e l est echnol ogi es,cequif av or i sel apénét r at i ondet echnol ogi esmoi nsgénér at r i ces decar boneetd’ unbonr endementéconomi que.Quenousl esouhai t i onsounon,l es combust i bl esf ossi l esf er ontpar t i edusy st èmeéner gét i quependantl esdécenni esà v eni r .I l scont i nuer ontd’ êt r eàl abasedudév el oppementsoci aletéconomi quedans l emonde.[ 2] Dansl epr emi erchapi t r enousdét er mi nonst outl es Di sposi t i f sdepr oduct i on d’ éner gi eél ect r i que,l esNot i onssurl est r ansf or mat i onsd’ éner gi e,ai nsiLessour ces d’ éner gi es non r enouv el abl es ( f ossi l es etnucl éai r es) .Les sour ces d’ éner gi es r enouv el abl es. Dansl edeuxi èmechapi t r enousdi scut er onssurl ’ éner gi eéol i enne,sonHi st or i que, pr i nci peetst r uct ur e, Car act ér i st i quesetdi mensi onnement , Car t edugi sementéol i en enAl gér i e, Par cséol i ensetpui ssance, Nor mes, Av ant ageseti nconv éni ent s.Exempl e d’ unei nst al l at i onéol i enne. Au t r oi si ème chapi t r e,nous pr ésent er ons l es Sy st èmes Hy br i des ( Hy dr ol i enne, Pr i nci pedef onct i onnementdel ’ hy dr ol i enne,Lesdi f f ér ent st y pesd' hy dr ol i enneset l esexpl oi t ant s, …) . Au quat r i ème chapi t r e nous ent amer ons l es éner gi es sol ai r es phot ov ol t aï ques, Pr i nci pe d’ une i nst al l at i on phot ov ol t aï que, l e gi sement sol ai r e en Al gér i e, Technol ogi esdescel l ul esphot ov ol t aï ques,Lesmodul esphot ov ol t aï ques,MPPT, Car act ér i st i quesetconnect i quephot ov ol t aï que,Nor mes.L’ ondul eur( r ôl e,pr i nci pe, car act ér i st i quesetr endement ) .Exempl ed’ unei nst al l at i onphot ov ol t aï que. Etf i nal ementauci nqui èmechapi t r enousét udi er onsd’ Aut r essour cesd’ éner gi es r enouv el abl es, Lesf ami l l esd’ éner gi er enouv el abl es( éner gi esol ai r e, éner gi eéol i enne, éner gi ehy dr aul i que,Bi omasse,Géot her mi e) .Lesdi f f ér ent eséner gi esr enouv el abl es dansl emonde.Rent abi l i t é. . Cesuppor tdecour s( pol y copi é)estdest i néenpr emi erl i euauxét udi ant s2ème annéeMASTERf i l i èr eEl ect r oni quespéci al i t éEl ect r oni quedessy st èmesembar qués dontl ’ obj ect i fest :Susci t erl ’ i nt ér êtde l ’ ét udi antauxéner gi esr enouv el abl esen génér aletauxsy st èmeséner gét i quesexpl oi t antl ’ éner gi esol ai r eouéol i enneen par t i cul i er . Fai r e acquér i rà l ’ ét udi ant une cer t ai ne compét ence dans l e di mensi onnementd’ unei nst al l at i onéol i enneouphot ov ol t aï que. Nousav onsessay édesebaséàdi f f ér ent souv r agesdebaset elqu’ i lestment i onné àl apageder éf ér ence.Nousespér onsquel esét udi ant st r ouv er ontl esnot i onsde baseetl ef ondementdel amat i èr ed’ él ect r oni que. MmeMAZOUZLEKHAL. N ELN/ M2/ ESEPage 7 Sy st èmesEner gét i quesAut onomes 1. 1Not i onssurl est r ansf or mat i onsd’ éner gi e 1. 2l esmodesdepr oduct i ondel ’ éner gi eél ect r i que 1. 3Lessour cesd’ éner gi esnonr enouv el abl es 1. 4Lessour cesd’ éner gi esr enouv el abl es. MmeMAZOUZLEKHAL. N ELN/ M2/ ESEPage 8 Sy st èmesEner gét i quesAut onomes 1. 1Not i onssurl est r ansf or mat i onsd’ éner gi e[ 3] Lor squel ’ onv eutut i l i serdel ’ éner gi e,onnepeutpasl ef ai r esoussaf or mepr i mai r e Cas par t i cul i er s :séchage etchauf f age au sol ei l .I lf autl at r ansf or mer ,La t r ansf or mat i onnécessi t el ’ ut i l i sat i ondepr océdésett echnol ogi espl usoumoi ns sophi st i qués Unesi mpl eal l umet t epourbr ûl erduboi s Unecent r al et her mi quepourpr odui r edel ’ él ect r i ci t é Unmot eurpourpr odui r edel ’ éner gi emécani que… 1. 1Lesf or mesd’ ut i l i sat i onf i nal edel ’ éner gi e[ 3] Lesf or mesd’ ut i l i sat i onf i nal edel ’ éner gi esont: L’ Ener gi eTher mi que Pl usl at empér at ur eà obt eni restél ev ée,pl usl epr océdéetl at echnol ogi e de t r ansf or mat i onsontcompl exesetl epr i xél ev é. Basse t empér at ur e( 30 à 120° C):Eau chaude sani t ai r e,chauf f age des l ocaux , machi nesàabsor pt i on, … Moy ennet empér at ur e( 100à500° C): Séchage, cui sson, st ér i l i sat i on, di st i l l at i on, … Haut et empér at ur e( 500à1800° C):Ver r er i es,ci ment er i es,mét al l ur gi e,t r ai t ement s chi mi ques, L’ Ener gi eLumi neuse El l eestobt enueàpar t i rdel achal eur .Pl usl eni v eaud’ écl ai r ementn’ estél ev é, pl usl e pr océdéetl at echnol ogi esontcompl exeetcoût eux. L’ Ener gi eMécani que Dansl est r anspor t s,pl usl av i t esseàobt eni restél ev ée,pl usl epr océdéetl a t echnol ogi esontcompl exesetcher s, etpl usl aconsommat i ond’ éner gi en’ estél ev ée. Lesmot eur st her mi ques( aut omobi l es,moby l et t es,mot os,car s,bus,t r ai ns,av i ons, bat eaux,t r act eur s,Machi nesàv apeur ,mot eur sàcombust i oni nt er ne( di esel ,à expl osi on) , t ur bi nes, … Lesmot eur sél ect r i ques( v oi t ur es,t r amway s,t r ai ns,él ect r oménager s,aut omat i sme, i ndust r i e, …) L’ Ener gi eI nf or mat i onnel l e El l eestact uel l ementenpl ei neexpansi on. El l eestobt enuegénér al ementàpar t i rdel ’ él ect r i ci t égr âceàdi f f ér ent est echnol ogi es : Tél év i si on, Fax, Tél éphoneett él écommuni cat i ons, I nf or mat i que. 1. 2Cl assi f i cat i ondel ’ éner gi e MmeMAZOUZLEKHAL. N ELN/ M2/ ESEPage 9 Sy st èmesEner gét i quesAut onomes Lessour cesd’ éner gi esontessent i el l ementd' or i gi nef ossi l e( pét r ol e,gaz,char bon, . . . ) . L’ éner gi e chi mi que bl oquée peut êt r el i bér ée par r éact i on d' oxy dat i on ( combust i on) .L' éner gi e pr opr e di sponi bl e( t her mi que,él ect r i que,ci nét i que)est négl i geabl e. Fi gur e1. 1: cl assi f i cat i ondel ’ éner gi e Leséner gi esdet r ansf or mat i on Lest r oi séner gi esdebasesont - Ther mi que - El ect r i que - Mécani que Leséner gi esi ssuesdet r ansf or mat i on( Ener gi esol ai r e,Ener gi edesv ent s,Ener gi e géot her mi que) ,paropposi t i onauxéner gi esnat ur el l es( nouv el l esour enouv el abl es) , sontcr ééesparuneoupl usi eur st r ansf or mat i ons,àpar t i rd’ unesour ced’ éner gi e nat ur el l e.( r ef3) 1. 2Lesmodesdepr oduct i ondel ’ éner gi eél ect r i que[ 3] Les conv er si ons d’ éner gi e peuv entse succéderav ec accumul at i on de per t es éner gét i ques. L’ exempl el epl ussi gni f i cat i fetl epl uscl assi queser appor t eàl apr oduct i ond’ éner gi e él ect r i quedef or t epui ssance( cent r al est her mi quesounucl éai r es) . Lecy cl et her mody nami quecompr endl esél ément ssui v ant s: –Chaudi èr e( éner gi et her mi que) –Tur bi ne( éner gi emécani que) –Condenseur La t ur bi ne ent r aî ne un al t er nat eurpr odui santde l ’ éner gi e él ect r i que qui ,apr ès di st r i but i on,peutêt r eut i l i séepourpr odui r edel ’ éner gi emécani que( v ent i l at eur )ou t her mi que( chauf f age) . Lachaî neéner gét i queseschémat i sedel af açonsui v ant ef i gur e( 1. 2, 1. 3) : MmeMAZOUZLEKHAL. N ELN/ M2/ ESEPage 10 Sy st èmesEner gét i quesAut onomes Fi gur e1. 2: l achai ned’ éner gi e Fi gur e1. 3: Modedepr oduct i ond’ éner gi e 1. 3Lessour cesd’ éner gi esnonr enouv el abl es 1.Combust i bl esf ossi l es Lescombust i bl esf ossi l es( pét r ol e,gaznat ur eletchar bon)sontl amat i èr epr emi èr e del ' i ndust r i echi mi queetl asour ced' éner gi el apl usut i l i séedansl emonde:i l s f our ni ssentpl usde80% del ' éner gi eut i l i sée,l oi ndev antl ' éner gi enucl éai r eetl es aut r esf or mesd' éner gi e( hy dr aul i que,éol i enne,sol ai r e. . . ) .Lesbesoi nsmondi auxen éner gi eontaugment édef açonconsi dér abl eaucour sduv i ngt i èmesi ècl eetl e dév el oppementdes pay s émer gent s comme l a Chi ne per metde pr év oi rune augment at i on encor e pl us r api de dans l es pr ochai nes décenni es. L' Agence I nt er nat i onal edel ' Éner gi epr év oi tquel ademandedesv i ngt ci nqpr ochai nesannées nécessi t er aunepr oduct i onégal eàcel l edescentci nquant eannéesd' expl oi t at i on MmeMAZOUZLEKHAL. N ELN/ M2/ ESEPage 11 Sy st èmesEner gét i quesAut onomes descombust i bl esf ossi l es.Mai sl esr essour cesnesontpasi népui sabl es:ces pr odui t ssontf or mésparunesuccessi ondemécani smesbi ol ogi quesetgéol ogi ques quimet t entdesmi l l i onsd' annéesàs' accompl i r ,cesr essour cesnesontdoncpas r enouv el abl esàuneéchel l edet empshumai ne.[ 2] Av ant ages[ 3] -Ut i l i sat i onpr at i que -Rapi di t édedégagementd’ éner gi e -Gr andedi sponi bi l i t é -Technol ogi edest ockagemaî t r i sée -Di v er si f i cat i ondesappl i cat i ons I nconv éni ent s[ 3] -Réser v esl i mi t ées -Pol l ut i onat mosphér i que: -CO2etCH4: ef f etdeser r e -I mbr ûl ésHC,CO,CH4génèr entl ’ ozoneàl asur f acedel at er r eetcr éentdes pr obl èmesr espi r at oi r es. -Le souf r e cont enu dans l e combust i bl e estr esponsabl e de l a cor r osi on des i nst al l at i onst her mi quesetdespl ui esaci des. Lesaddi t i f sdel ’ essenceàbasedepl ombontdesconséquencesnéf ast essurl e sy st èmener v eux. 2.Combust i bl esnucl éai r es[ 5] Lecombust i bl enucl éai r eestl epr odui tqui , cont enantdesmat i èr esf i ssi l es( ur ani um, pl ut oni um…) ,f our ni tl ' éner gi edansl ecœurd' unr éact eurnucl éai r eenent r et enantl a r éact i onnucl éai r eenchaî nedef i ssi onnucl éai r e. Les t er mes combust i bl e et combust i on sont t ot al ement i nappr opr i és pour car act ér i sert antl epr odui tquesonact i on.Enef f et ,l acombust i onestuner éact i on chi mi qued' oxy dor éduct i on( échanged' él ect r ons)t andi squel a«combust i on»des mat i èr esr adi oact i v espr ov i entder éact i onsnucl éai r es( f i ssi ondenoy auxat omi ques) . Cest er messontut i l i sésparanal ogi eàl achal eurdégagéeparunemat i èr eenf eu. Lesmat i èr esf i ssi l essontut i l i séespourl apr opul si onnucl éai r edenav i r esmi l i t ai r es ( enpar t i cul i erl espor t eav i ons)etdesousmar i nsnucl éai r es,ai nsiquecomme combust i bl e dans l es cent r al es nucl éai r es:un r éact eurà eau pr essur i sée de 1300MWecompor t eenv i r on100t onnesdecombust i bl er enouv el épér i odi quement , parpar t i e. Lecombust i bl eUOX ( Ur ani um Oxy de)estconst i t uépardespast i l l esdedi oxy de d' ur ani um ( UO2) .Cespast i l l essontempi l éesdansdest ubesenal l i agedezi r coni um. Cest ubesd' env i r on4mèt r esdel ongueursontaussiappel ésgai nes.L' ensembl e past i l l esgai neconst i t ueuncr ay on.Lescr ay onssontbouchésauxdeuxext r émi t és etsontpr essur i sésav ecdel ' hél i um. MmeMAZOUZLEKHAL. N ELN/ M2/ ESEPage 12 Sy st èmesEner gét i quesAut onomes Fi gur e1. 4: Combust i bl esnucl éai r es Av ant ages[ 3] -Décent r al i sat i on:l escent r al esnucl éai r espeuv entêt r ei nst al l éesl àoùonv eut , i ndépendammentdesgi sement souaut r es. -Bonr endement: l ’ Ur ani um nat ur el pr odui tuneéner gi ede116000kWh/ kg I nconv éni ent s[ 3] -Exi gentl adi sponi bi l i t éetl amaî t r i sedest echnol ogi esdepoi nt e -Lespr obl èmesdesdéchet snucl éai r esnesontpasencor er égl éssér i eusement ( cont ami nat i ondanger eusepourl ’ homme) . -Leurut i l i sat i onr est el i mi t ée, despr ogr èsr est entàf ai r e. -L' ur ani um ut i l i sédansl esr éact i onsdef i ssi onnucl éai r eestépui sabl e. -Aspectr edout abl edel ’ ar menucl éai r e. 1. 4Lessour cesd’ éner gi esr enouv el abl es. Les éner gi es r enouv el abl es sontdes sour ces d' éner gi e dontl er enouv el l ement nat ur elestassezr api depourqu' el l espui ssentêt r econsi dér éescommei népui sabl es àl ' échel l edut empshumai n.El l espr ov i ennentdephénomènesnat ur el scy cl i quesou const ant si ndui t sparl esast r es:l eSol ei lessent i el l ementpourl achal euretl a l umi èr equ' i lgénèr e, mai saussil ' at t r act i ondel aLune( mar ées)etl achal eurgénér ée parl a Ter r e( géot her mi e) .Leurcar act èr er enouv el abl edépend d' unepar tdel a v i t esseàl aquel l el asour ceestconsommée,etd' aut r epar tdel av i t esseàl aquel l e el l eser enouv el l e.[ 4] L' expr essi on«éner gi er enouv el abl e»estl af or mecour t eetusuel l edesexpr essi ons «sour cesd' éner gi er enouv el abl es»ou«éner gi esd' or i gi ner enouv el abl e»quisont MmeMAZOUZLEKHAL. N ELN/ M2/ ESEPage 13 Sy st èmesEner gét i quesAut onomes pl uscor r ect esd' unpoi ntdev uephy si que.[ 4] Lapar tdeséner gi esr enouv el abl esdansl aconsommat i onf i nal emondi al ed’ éner gi e ét ai test i méeen2018à17, 9%,dont6, 9%debi omasset r adi t i onnel l e( boi s,déchet s agr i col es, et c. )et11, 0% d' éner gi esr enouv el abl es«moder nes»:4, 3% dechal eur pr odui t eparl eséner gi esr enouv el abl est her mi ques( bi omasse,géot her mi e,sol ai r e) , 3, 6% d' hy dr oél ect r i ci t é,2, 1% pourl es aut r es r enouv el abl es él ect r i ques ( éol i en, sol ai r e,géot her mi e,bi omasse,bi ogaz)et1%pourl esbi ocar bur ant s;l eurpar tdans l apr oduct i ond' él ect r i ci t éét ai test i méeen2018à26, 4%.[ 4] Av ant ages[ 3] -Al ’ échel l et empor el l edel ’ êt r ehumai n,l esol ei l ,l agéot her mi eetl esv ent ssontdes sour cesd' éner gi ei népui sabl es -Leséner gi esnouv el l essontpr opr esetbi enr épar t i essurt outl egl obe. I nconv éni ent s[ 3] -Leurut i l i sat i onr est eencor el i mi t ée, despr ogr èsr est entàr éal i ser . Af i ndepr éser v erl esr essour cesd’ éner gi ed’ or i gi nef ossi l eetr édui r el esémi ssi ons depol l uant s, ondoi tRat i onal i serl ’ ut i l i sat i ondecescombust i bl espar: -LeCont r ôl eetl ’ opt i mi sat i ondesi nst al l at i onsdecombust i on -LaRéal i sat i ondescombust i onsl espl uscompl èt espossi bl es. -LaDi mi nut i ondesconsommat i ons Dupoi ntdev ueéner gét i que,l eséner gi esr enouv el abl esparexempl edoi v entnous per met t r edesat i sf ai r el ar gementnosexi gencesetof f r i rl eni v eaudeconf or tdes pay sl espl usav ancésàl ’ ensembl edel apopul at i onmondi al e. Deuxcondi t i onsàsat i sf ai r e: -Opt i mi sat i ondel aconsommat i on( mi ni mi sat i ondugaspi l l ageetamél i or at i ondes r endement sdeconv er si on) -Pr oduct i on"pr opr e"del ’ éner gi e. Car act ér i sat i ondel ’ éner gi e[ 3] Deuxél ément squant i t at i f sper met t entd’ ef f ect uerdeschoi xéner gét i ques: •Ler endementt héor i quedepr oduct i ond’ éner gi e, •Lescoût sr éel sdepr oduct i on. Rendementt héor i quedepr oduct i ond’ éner gi e[ 3] Quel quesoi tl epr ocessusdepr oduct i ondel ’ éner gi e, l er endementt héor i que s’ expr i meparl er appor t: éner gi epr odui t e R= éner gi eut i l i sée ( 1. 1) Lescoût sr éel sdepr oduct i on[ 3] Les coût sr éel s de l ’ éner gi e av antsa di st r i but i on doi v entt eni rcompt e de 3 MmeMAZOUZLEKHAL. N ELN/ M2/ ESEPage 14 Sy st èmesEner gét i quesAut onomes par amèt r es: -l ecoûtducombust i bl e( nul pourunei nst al l at i onsol ai r eouhy dr aul i que) -l ’ amor t i ssementdel ’ i nst al l at i ongénér at r i ced’ éner gi e. -l esf r ai sdef onct i onnementetd’ ent r et i en. Remar que:Onpeutt ouj our sdéf i ni rl ecoûtpar t i elquit i entcompt edur endement t héor i queetducoûtducombust i bl e. Lecoûtr éeldel ’ éner gi eauni v eaudel ’ ut i l i sat i onf ai ti nt er v eni rnonseul ementl ecoût r éeldepr oduct i ondéf i nipr écédemment ,mai saussil ecoûtdel adi st r i but i onqui dépend del ’ ét atdu r éseau etdu coûtdel ’ ut i l i sat i on quidépend del ’ ét atdes appar ei l sut i l i santl ’ éner gi e. Concl usi on[ 3] Dans beaucoup de pr ocessus i ndust r i el s de pr oduct i on ou de r écupér at i on de l ’ éner gi e, onestamenéàconsi dér erdest r ansf er t sdechal eur . Laf açonl apl ususuel l edepr odui r edel ' éner gi echal eurestl acombust i on,d’ où l ’ i mpor t ancequer ev êt , nonseul ementl ’ ét udedest r ansf er t sdechal eur , mai saussi l a descr i pt i ondesphénomènesdecombust i onetl et r ai t ementdespr obl èmesdes échangeur st her mi ques. MmeMAZOUZLEKHAL. N ELN/ M2/ ESEPage 15 Sy st èmesEner gét i quesAut onomes 2. 1Hi st or i que 2. 2Pr i nci peetst r uct ur e 2. 3Car act ér i st i quesetdi mensi onnement 2. 4Car t edugi sementéol i enenAl gér i e 2. 5Par cséol i ensetpui ssance 2. 6Nor mes 2. 7Av ant ageseti nconv éni ent s 2. 8Exempl ed’ unei nst al l at i onéol i enne MmeMAZOUZLEKHAL. N ELN/ M2/ ESEPage 16 Sy st èmesEner gét i quesAut onomes 2. 1Hi st or i que[ 6] Jusqu’ auXI Xsi ècl e, l ' éner gi eéol i enneaét éut i l i séepourf our ni runt r av ai l mécani que. Lapl usanci enneut i l i sat i ondel ' éner gi eéol i enneestl amar i neàv oi l e:des i ndi ces per met t entde penserqu' el l e aur ai tét é empl oy ée en merÉgée dès l e XImi l l énai r eav .J. C.( v oi rNav i gat i ondansl ' Ant i qui t é) .Lepeupl ementdel ' Océani e s' estv r ai sembl abl ementf ai tpardesdépl acement sàl av oi l e,pourl esl ongues t r av er séesdecent ai nesoumi l l i er sdeki l omèt r esenpl ei nemer . Ver s 1600,l ' Eur ope di spose de 600000 à 700000t onneaux de nav i r es mar chands;sel on unest at i st i quef r ançai sepl uspr éci sev er s178687,l af l ot t e eur opéenneat t ei gnai t3, 4mi l l i onsdet onneaux; sonv ol umeaur ai tdoncqui nt upl éen deuxsi ècl es.Lapui ssanceéol i ennedépenséedansl apr opul si ondecesnav i r espeut êt r eest i méeent r e150000et230000HP, sanst eni rcompt edesf l ot t esdeguer r e. L' aut r eut i l i sat i onpr i nci pal edecet t eéner gi eét ai tl emoul i nàv entut i l i séparl e meuni erpourt r ansf or merl escér éal esenf ar i neoupourécr aserl esol i v esaf i nd' en ext r ai r el ' hui l e;on peutaussici t erl es nombr eux moul i ns à v entser v antà l ' assèchementdespol der senHol l ande.Lemoul i nàv entestappar usurl et er r i t oi r e del ' Af ghani st and' auj our d' hui ;i lét ai tut i l i séenPer sepourl ' i r r i gat i ondèsl ' an600. Sel onl ' hi st or i enFer nandBr audel ,«Lemoul i nàv entappar aî tbi enpl ust ar dquel a r ouehy dr aul i que.Hi er ,onl ecr oy ai tor i gi nai r edeChi ne;pl usv r ai sembl abl ement ,i l estv enu des haut s pay s d' I r an ou du Ti bet .En I r an,des moul i ns t our nent pr obabl ementdèsl eVI Isi ècl eapr .J. C. ,sûr ementauI Xsi ècl e» ,ani méspardes v oi l esv er t i cal esdr esséessuruner ouequi ,el l e,semeutàl ' hor i zont al e( . . . )Les musul mans aur ai entpr opagé ces moul i ns v er sl a Chi ne etl a Médi t er r anée. Tar r agone, àl al i mi t eNor ddel ' Espagnemusul mane, possèder ai tdesmoul i nsàv ent dèsl eXsi ècl e. Fer nandBr audelqual i f i ede«pr emi èr er év ol ut i onmécani que»l ' i nt r oduct i on pr ogr essi v e,du XIau XI I Isi ècl e,des moul i ns eau età v ent:«ces «mot eur s pr i mai r es»sontsansdout edemodi quepui ssance, de2à5HPpouruner oueàeau, par f oi s5, aupl us10pourl esai l esd' unmoul i nàv ent .Mai s, dansuneéconomi emal f our ni eenéner gi e,i l sr epr ésent entunsur cr oî tdepui ssanceconsi dér abl e.Pl us anci en,l emoul i nàeauaunei mpor t ancebi ensupér i eur eàcel l edel ' éol i enne.I lne dépendpasdesi r r égul ar i t ésduv ent ,mai sdel ' eau,engr osmoi nscapr i ci euse.I lest pl usl ar gementdi f f usé,enr ai sondesonanci ennet é,del amul t i pl i ci t édesf l euv eset r i v i èr es. . .» .«Lagr andeav ent ur eenOcci dent ,àl adi f f ér encedecequ' i ladv i nten Chi ne où l e moul i nv at our ner ,des si ècl es dur ant ,à l ' hor i zont al e,c' estl a t r ansf or mat i ondel ' éol i enneenuner ouer edr esséedansl epl anv er t i cal , àl ' i magede cequi s' estpassépourl esmoul i nsàeau.Lesi ngéni eur sdi sentquel amodi f i cat i ona ét égéni al e,l apui ssancef or t ementaugment ée.C' estcemoul i nnouv eaumodèl equi sepr opageenChr ét i ent é.Lesst at ut sd' Ar l esenr egi st r entsapr ésenceauXI Isi ècl e. Àl amêmeépoque,i lestenAngl et er r eetdansl esFl andr es.AuXI I Isi ècl e,l aFr ance ent i èr el ' aaccuei l l i .AuXI Vsi ècl e,i lestenPol ogneetdéj àenMoscov i e,cardéj à l ' Al l emagnel el eurat r ansmi s» . MmeMAZOUZLEKHAL. N ELN/ M2/ ESEPage 17 Sy st èmesEner gét i quesAut onomes Lemoul i nàv ent , pl uscoût euxd' ent r et i enquel emoul i nàeau, estpl usonér eux àt r av ai légal , not ammentpourl ameuner i e.Mai si lad' aut r esempl oi s:l er ôl emaj eur des Wi pmol en aux Pay sBas,dès l e XVsi ècl e etpl us encor e apr ès 1600,est d' act i onnerdeschaî nesàgodet squir et i r entl ' eaudusoletl ar ej et t entdansdes canaux.I l sser ontai nsil ' undesout i l sdel ar econquêt epat i ent edessol sdesPay sBas.L' aut r er ai sonpourquel aHol l andesoi tl apat r i edesmoul i nsàv entestsa si t uat i onaucent r edel agr andenappedesv ent sper manent sd' ouest , del ' At l ant i que àl aBal t i que. Àl af i nduXVI I Isi ècl e, àl av ei l l edel ar év ol ut i oni ndust r i el l e, l aquasi t ot al i t édes besoi nsd' éner gi edel ' humani t éét ai tassur éepardeséner gi esr enouv el abl eset l ' éner gi eéol i enneav ai tunepar ti mpor t ant edansl ebi l an éner gét i que,assur ant l ' essent i eldesbesoi nsdest r anspor t si nt er nat i onaux( mar i neàv oi l e)etunepar t i e dest r anspor t si nt ér i eur s( cabot ageetnav i gat i onf l uv i al e)ai nsiquedesbesoi nsde l ' i ndust r i eal i ment ai r e( moul i nsàv ent ) .Dansunessaid' év al uat i ondel ar épar t i t i on desconsommat i onsparsour ced' éner gi e,Fer nandBr audelest i meàunpeupl usde 1%l apar tdel av oi l e, cont r epl usde50%pourl at r act i onani mal e, env i r on25%pour l eboi set10à15%pourl esmoul i nsàeau; i lr enonceàchi f f r erl apar tdesmoul i nsà v ent , f aut ededonnées, t outenpr éci sant: «l eséol i ennes, moi nsnombr eusesquel es r oueshy dr aul i ques,nepeuv entr epr ésent erquel equar toul et i er sdel apui ssance deseauxdi sci pl i nées» .Onpeutdoncév al uerl apar tt ot al edel ' éner gi eéol i enne ( v oi l e+moul i nsàv ent )ent r e3et5%. L' appar i t i ondel amachi neàv apeur , pui sdumot eurDi esel , ontent r ai nél edécl i n del ' éner gi eéol i enneauXI Xsi ècl e; l esmoul i nsàv entontdi spar u, r empl acésparl es mi not er i esi ndust r i el l es.Aumi l i euduXXsi ècl e, l ' éner gi eéol i ennen' ét ai tpl usut i l i sée quepourl anav i gat i ondepl ai sanceetpourl epompage( agr i cul t ur e, pol der s) . Parl asui t e, pendantpl usi eur sdécenni es, l ' éner gi eéol i enneaser v iégal ementà pr odui r edel ' éner gi eél ect r i quedansdesendr oi t sr ecul ésetdoncnonconnect ésàun r éseauél ect r i que( mai sons,f er mes,phar es,nav i r esenmer , et c. ) .Desi nst al l at i ons sansst ockagedel ' éner gi ei mpl i quai entquel ebesoi nenéner gi eetl apr ésence d' éner gi e éol i enne soi entsi mul t anés.La maî t r i se du st ockage de l ' éner gi e par bat t er i esaper mi sdest ockercet t eéner gi eetai nsidel ' ut i l i serhor spr ésenceduv ent , cet y ped' i nst al l at i onneconcer nantquedesbesoi nsdomest i ques,nonappl i quésà l ' i ndust r i e. Depui sl esannées1990, l ' amél i or at i ont echnol ogi quedeséol i ennesaper mi sde 2 const r ui r edesaér ogénér at eur sdepl usde5MW etl edév el oppementd' éol i ennesde 10MW estencour s.Lessubv ent i onsaccor déespardesgouv er nement sontper mi s l eurdév el oppementdans un gr and nombr e de pay s.Ces éol i ennes ser v ent auj our d' huiàpr odui r educour antal t er nat i fpourl esr éseauxél ect r i ques,aumême t i t r equ' unr éact eurnucl éai r e,unbar r agehy dr oél ect r i queouunecent r al eél ect r i que t her mi que.Cependant ,l espui ssancespr odui t es,l escoût sdepr oduct i on etl es i mpact ssurl ' env i r onnementsontt r èsdi f f ér ent s. Lesst r uct ur esdescapt eur ssontdepl usenpl usper f or mant es.Out r el es car act ér i st i quesmécani quesdel ' éol i enne,l ' ef f i caci t édel aconv er si ondel ' éner gi e MmeMAZOUZLEKHAL. N ELN/ M2/ ESEPage 18 Sy st èmesEner gét i quesAut onomes mécani queenéner gi eél ect r i queestt r èsi mpor t ant e. Éol i enne, estundi sposi t i fquit r ansf or meunepar t i edel ' éner gi eci nét i queduv ent enéner gi emécani quedi sponi bl esurun ar br edet r ansmi ssi onpui senéner gi e él ect r i queparl ' i nt er médi ai r ed' unegénér at r i ce. 2. 2Pr i nci peetst r uct ur e Unecent r al e éol i enneouunaér ogénér at eurpr odui tdel ’ él ect r i ci t égr âceàl af or ce Duv ent . Enhautdu i lyal espal esquipeutmesur erj usqu' a120m Sontappel ésaussir ot or semetat our nésousl ’ ef f etd’ unv entmoi nsde Km/ h Lesy st èmedepal ev at our néauTour ed’ une moy eu,l emoy eud’ unaxequiest Rent r erdansl anacel l e,quiestpor t ésumatetcematestf i xéàdesf ondat i ons Per met t entdel ’ éol i enneat eni rdebout . Lanacel l ec’ estl ' él émentpr i nci pal edel ’ éol i enne, quis’ or i ent eaut omat i quement Faceduv entgr âceàdescapt eur spourcapt émaxi mum dev ent, quandLesy st ème despal esf ai tt our nél ’ axé( moy eu)cet t ev i t essen’ estpassuf f i sant epourPr odui r e del ' él ect r i ci t éunmul t i pl i eurquiaugmentcet t ev i t essea1500t r / mi nEtl at r ansmet aunsecondaxedel agénér at r i ce, l ’ i nt er act i onsent r e él ect r oai mantdur ot oretl a bobi nedef i l sdecui v r edust at orpr odui r e Un cour antél ect r i que,qu’ ontv al e di st r i buerapr èssurl er éseau. Fi gur e2. 1:Descr i pt i ond’ uneéol i enne MmeMAZOUZLEKHAL. N ELN/ M2/ ESEPage 19 Sy st èmesEner gét i quesAut onomes Fi gur e2. 2:Pr i nci pedef onct i onnementd’ uneéol i enne 2. 3Car act ér i st i quesetdi mensi onnement Ler endementéner gét i queetl apui ssancedév el oppéedeséol i ennessontf onct i onde l av i t esseduv ent .Pourl eséol i ennest r i pal es,endébutdepl agedef onct i onnement ( de3à10m/ s) ,l apui ssanceestappr oxi mat i v ementpr opor t i onnel l eaucubede cet t ev i t esse,j usqu' àunpl af onddev i t essede10à25m/ sl i éàl acapaci t édu génér at eur .Les éol i ennes t r i pal es f onct i onnent pour des v i t esses de v ent génér al ementcompr i sesent r e11 et90km/ h( 3 à25m/ s) .Audel à,el l essont pr ogr essi v ementar r êt éespoursécur i serl eséqui pement setmi ni mi serl eurusur e. Leséol i ennesact uel l ementcommer ci al i séessontconçuespourf onct i onnerdansl a pl agede11à90km/ h( 3à25m/ s) , quecesoi tcel l esd' Ener con, cel l esd' Ar ev apour l ' éol i enenmer , oucel l esd' Al st om, pourl eséol i ennest er r est r es5commeenmer .[ 6] Comme l ' éner gi esol ai r e etd' aut r eséner gi esr enouv el abl es,l ' ut i l i sat i on massi v e d' éol i en nécessi t e soi tune sour ce d' éner gi e d' appoi ntpourl es pér i odesmoi ns v ent ées,soi tdesmoy ensdest ockagedel ' éner gi epr odui t e( bat t er i es,st ockage hy dr aul i queoupl usr écemment , hy dr ogène, mét hanat i onouai rcompr i mé) .[ 6] MmeMAZOUZLEKHAL. N ELN/ M2/ ESEPage 20 Sy st èmesEner gét i quesAut onomes Fi gur e2. 3:Lest y pesd’ éol i ennes Lat echnol ogi eact uel l ementl apl usut i l i séepourcapt erl ' éner gi eéol i enneut i l i seune hél i cesurunaxehor i zont al .Cer t ai nspr ot ot y pesut i l i sentunaxeder ot at i onv er t i cal : unenouv el l et echnol ogi eàaxev er t i calestcel l eduKi t ewi ndgener at or( i nspi r éedu ki t esur f )qui ,pourcapt erunv entl epl usf or tpossi bl e,ut i l i sedescâbl esetdesai l es qui peuv entar r i v erà800/ 1000m dehaut eur .( r ef6) Lat echnol ogi eàaxehor i zont al pr ésent ecer t ai nsi nconv éni ent s: l ' encombr ementspat i alesti mpor t ant ,i lcor r espond à une sphèr e d' un di amèt r eégalàcel uidel ' hél i ce,r eposantsuruncy l i ndr edemêmedi amèt r e. Unmâtdehaut euri mpor t ant eestnécessai r epourcapt erunv entl epl usf or t possi bl e; l ev entdoi têt r el epl usr égul i erpossi bl e, etdonci nt er di tdesi mpl ant at i onsen mi l i euur bai noudansunr el i eft r èsacci dent é; l av i t essedel ' ext r émi t éd' unepal ecr oî tr api dementav ecsat ai l l e, aur i squede causerdéf aut sdef onct i onnementetbr ui t spourl ev oi si nage.Dansl apr at i que, l espal esdesgr andeséol i ennesnedépassentj amai sunev i t essedel ' or dr ede 100m/ sàl eurext r émi t é.Enf ai t ,pl usl ' éol i enneestgr ande,etmoi nsl er ot or t our nev i t e( moi nsde10t our sparmi nut epourl esgr andeséol i ennesenmer ) . MmeMAZOUZLEKHAL. N ELN/ M2/ ESEPage 21 Sy st èmesEner gét i quesAut onomes Les nouv el l es éol i ennes en cour s de dév el oppementv i sentà about i rà une t echnol ogi e quis' af f r anchi tdu br ui t ,de l ' encombr ementetde l af r agi l i t é des éol i ennesàpal es, t outenét antcapabl esd' ut i l i serl ev entquel l equesoi tsadi r ect i on etsaf or ce.Denombr eusesv ar i ant essontét udi éespardesessai sr éel sengr andeur nat ur e.Cer t ai neséol i ennessontdepet i t et ai l l e( 3à8m del ar ge,1à2m dehaut ) , av ecpourobj ect i fdepouv oi rl esi nst al l ersurl est oi t ur est er r assesdesi mmeubl es d' habi t at i on dans l es v i l l es,ou surl es t oi t ur es des i mmeubl es i ndust r i el s et commer ci aux,dansdesgammesdepui ssancesal l antdequel queski l owat t sà quel quesdi zai nesdeki l owat t sdepui ssancemoy enne.Leurv i t esseder ot at i onest f ai bl eeti ndépendant edel av i t esseduv ent .Leurpui ssancev ar i eav ecl ecubedel a v i t esseduv ent( l av i t esseduv entél ev éeàl apui ssance3):quandl av i t esseduv ent doubl e,l apui ssanceestmul t i pl i éepar8.Lav i t esseduv entpeutv ar i erde5km/ hà pl usde200km/ hsansnécessi t erl a«mi seendr apeau»despal es.[ 6] 2. 4Car t edugi sementéol i enenAf r i que[ 6] Lapui ssanceéol i ennei nst al l éeenAf r i queapr ogr esséde16, 5% en2019, passantde5728MW f i n2018à6673MW f i n2018,dont2085MW enAf r i quedu Sudet1452MW enÉgy pt e.Lesaj out sde2019ontét éde944MW, dont262MW en Égy pt e. La pui ssance éol i enne i nst al l ée en Af r i que a pr ogr essé de 20% en 2018, passantde4758MW f i n2017à5720MW f i n2018,dont2085MW enAf r i quedu Sudet1190MW enÉgy pt e.Lesaj out sde2018ontét éde962MW, dont380MW en Égy pt eet310MW auKeny a. El l eapr ogr esséde16%en2017( 12%en2016,30%en2015,58%en2014) , passantde1612MW f i n2013à2536MW f i n2014,3488MW f i n2015,3917MW f i n2016et4538MW f i n2017;pl usdel amoi t i édubondenav antde934MW en 2014 s' estpr odui ten Af r i que du Sud:+560MW etpr èsd' un t i er sau Mar oc: +300MW ;en2015,l ' Af r i queduSudacont r i buépour64%àl apr ogr essi ondupar c af r i cai nav ec+483MW, sui v i eparl ' Ét hi opi e: +153MW ; en2016, l at ot al i t édesmi ses enser v i ceontét éef f ect uéesenAf r i queduSud:+418MW ;demêmeen2017: +621MW. L' Af r i queduSudsepl aceau1err angav ec2085MW i nst al l ésf i n2018,soi t 36% dut ot alaf r i cai n,cont r e1473MW f i n2016,1053MW f i n2015,570MW f i n 95 2014et10MW f i n2013 ;apr èsav oi rmi sunedécenni epouri nst al l ercespr emi er s 10MW d' éol i ennes,el l eét ai ten2013ent r ai ndedév el opper3000MW à5000MW de pr oj et s éol i ens,dont636MW en const r uct i on et562MW pr oches de l eur boucl agef i nanci er;l epl andi r ect euréner gét i que( PowerSect orI nt egr at edResour ce Pl an20102030)pr év oi t9000MW éol i ensd' i ci 2030. MmeMAZOUZLEKHAL. N ELN/ M2/ ESEPage 22 Sy st èmesEner gét i quesAut onomes Lepr oj etl epl usav ancéestl epar céol i endeSer e,const r ui tparl acompagni e él ect r i quenat i onal eEskom surl acôt eouestà300km aunor ddel av i l l eduCap;sa pui ssancede106MW ( 46t ur bi nesSi emensde2, 3MW)l uiper met t r adepr odui r e 240à300GWh/ an( f act eurdechar ge: 26à32%) . Pr oduct i ondel ’ éner gi eenAf r i que[ 8] Onr emar quequel ’ éner gi eéol i ennequidepui s2010estdev enuel adeuxi èmesour ce d’ éner gi er enouv el abl eapr èsl esol ai r e. Tabl eau2. 1: Pr oduct i ondel ’ éner gi eenAf r i que Tauxdecr oi ssance:[ 8] Onr emar quequel acr oi ssancedel af i l i èr el ’ éol i enneestégal ementt r èsi mpor t ant ( +26, 1%enmoy enparan) . Fi gur e2. 4:Tauxdecr oi ssance. MmeMAZOUZLEKHAL. N ELN/ M2/ ESEPage 23 Sy st èmesEner gét i quesAut onomes Car t edugi sementéol i enenAl gér i e[ 8] L’ Al gér i eaf f i chedegr andesambi t i onspourl eséner gi esr enouv el abl es.Out r e l ’ i nst al l at i onde pl usi eur sf er meséol i ennesdansl esHaut sPl at eauxetl eSud,des pr oj et sdepar cséol i enspar mi sespar cs: L’ Al gér i ev i entd’ i naugur er ,l e3j ui l l et2014,sonpr emi erpar céol i en,si t uéà Kaber t enedansl ecent r edu pay s,au nor d del av i l l ed’ Adr ar . Dot édedouz e éol i ennes,f our ni esparl egr oupeespagnol ,i ldi sposed’ unecapaci t éde10MW. Fi nancementt ot al : 280mi l l i ar ds. 21zonesof f r antunev i t esseadéquat epourl ’ i mpl ant at i ondesf er meséol i ennesont ét ér éper t or i ées en pr év i si on de l ’ i mpl ant at i on des f ut ur es f er mes quidev r ai t s’ ef f ect ueren2017. 2. 5Par cséol i ensetpui ssance[ 7] Un par c éol i en,ou une f er me éol i enne,estun si t er egr oupantpl usi eur s éol i ennespr odui santdel ' él ect r i ci t é.I lset r ouv eengénér aldansunl i euoùl ev entest f or tet / our égul i er .Unef er meéol i ennesurt er r eestconst i t uéedepl usi eur séol i ennes di st ant esent r eel l esd' aumoi ns200m dontl apr oduct i ond' él ect r i ci t éestdest i néeà l av ent eaudi st r i but eurl ocal .Bi enquechaquemachi neai tunef ai bl eempr i seausol , i lf autdi sposerd' unesuper f i ci edel ' or dr ede10 hect ar espourun par céol i en si gni f i cat i f .Ondi st i nguedeuxt y pesdepar céol i en,onshor e( àl ' i nt ér i eurdest er r es) ouof f shor e( aul ar gedescôt es) . Unpar céol i ende12MW,composédequat r eàsi xéol i ennes,av ecunf act eurde char gede23%( soi tunepr oduct i onmoy ennede24000MWh/ an) ,peutcouv r i rl es besoi nsenconsommat i ond’ él ect r i ci t édepr èsde12000per sonnes( consommat i on moy ennede2000kWh/ anparper sonne) , chauf f agei ncl us. Lepl usgr andpar céol i enof f shor edumondeestl eLondonAr r ay , composéde173 t ur bi nesper met t antunecapaci t éde630MW. Pl usgr andpar céol i enonshor emondi alconst r ui testl epar céol i endeRoscoeau Et at sUni s( Texas) ,i lestcomposéde627éol i ennes( 781, 5MW)ets' ét endsurpl us de400km² .Expl oi t ant: E. ONCl i matetEner gi esr enouv el abl es. I l exi st edeuxpar cs: -Lespar csTer r est r es( f er meséol i ennes) . Lespar csi mpl ément ésenmer .apl usi eur sl ar geduquot t e (Lesi nst al l at i ons enmersonti nt ér essant escarel l espr of i t entdev ent sf or t setr égul i er s. ) MmeMAZOUZLEKHAL. N ELN/ M2/ ESEPage 24 Sy st èmesEner gét i quesAut onomes -Onpeutégal ementi nst al l erdesmodèl espl uspet i t sdansl esj ar di ns[ 8] Lescr i t èr esdechoi xdel ' i mpl ant at i onéol i ennedépendentdel at ai l l e, pui ssanceet dunombr ed' uni t és.I l si ncl uentl apr ésenced' unv entr égul i eretdi v er sescondi t i ons t el l esque: pr ésenced' unr éseauél ect r i quepourr ecuei l l i rl ecour ant , absencede zonesd' ex cl usi on( dontpér i mèt r edemonument shi st or i ques, si t escl assés. . ) , t er r ai n appr opr i é, et c.[ 8] Unbonsi t eéol i endoi tpr ésent erl esqual i t éssui v ant es: si t ev ent é peudet ur bul ences unebonnef aci l i t ed' accès pr ochedur éseauél ect r i que[ 7] Pl agedepui ssance:[ 8] Cespl agesdepui ssancessontdét er mi néesenpar t i eparl af or meetl enombr ede pal es: Po urpr odui r edel ' éner gi el ev entdoi tav oi runev i t essemi ni mum ( souv ent3 m/ s, soi t10km/ h); Pa rsécur i t ésil ev entestt r opf or tl ' éol i enneestdéconnect ée( souv entàpar t i r de90km/ h); Leséol i ennesontdi f f ér ent esf or mesetnombr esdepal es.Cel l esciontdoncune por t anceetunet r ai néedi f f ér ent escequiexpl i quequ' el l esai entdespl agesde f onct i onnementopt i mum di f f ér ent s. Ai nsiparexempl e:Lesr ot or sv er t i cauxdémar r entets' ar r êt entt r èsv i t e,demême que l es éol i ennes aux nombr euses pal es ( ut i l i sées souv enten éol i ennes de pompage) . 2. 6Nor mes[ 9] I lexi st e pl usi eur s cer t i f i cat i ons por t antsurl ’ éner gi e éol i enne en Eur ope, d’ or i gi nedanoi se, hol l andai seetal l emande.Ceciestdûàl ’ ant ér i or i t édel eurmar ché éol i en.EnFr ance,i ln’ exi st epasdecer t i f i cat i onpr opr eàl ’ éol i en( I SO,AFNOR…) . Cependant ,i lexi st el anor meEN 50308:“ Aér ogénér at eur ,Mesur esdePr ot ect i on Exi gencespourl aConcept i on, l eFonct i onnementetl aMai nt enance” . Cet t e nor me a ét é pr escr i t e par l e Comi t é Eur opéen de Nor mal i sat i on El ect r ot echni que( CENELEC)surmandatdel aCommi ssi onEur opéenneapr èsav i s duComi t é“ Nor mesetr ègl est echni ques”ent antquenor me“ har moni sée”aut i t r ede l adi r ect i v e“ machi nes”qui s’ appar ent eàl anor mei nt er nat i onal eCEI61400–1. El l ef i xe“ l espr escr i pt i onspourl esmesur esdepr ot ect i onay antt r ai tàl asant éetàl a MmeMAZOUZLEKHAL. N ELN/ M2/ ESEPage 25 Sy st èmesEner gét i quesAut onomes sécur i t éduper sonnel ,appl i cabl esàl ami seenser v i ce,auf onct i onnement ,etàl a mai nt enancedeséol i ennesd’ axehor i zont al ” . Sespr escr i pt i onst i ennentcompt edesr i squesmécani ques( chut es,gl i ssement ,…) , t her mi ques( i ncendi e,br ûl ur es…) ,él ect r i ques,engendr ésparl ebr ui tour ésul t antde l anonobser v at i ondespr i nci pesd’ er gonomi e. El l ef ai tr éf ér enceàpr èsd’ unet r ent ai ned’ aut r esnor mes,etnot ammentauxnor mes del asér i eEN292( sécur i t édesmachi nes:pr i nci pesgénér aux) , quidev i ennentai nsi i ndi r ect ement“ har moni sées” . 2. 7Av ant ageseti nconv éni ent s[ 9] Les av ant ages sont nombr eux.L' éner gi e éol i enne est une éner gi e pr opr e, r enouv el abl e,quinepr odui taucundéchetetnepol l uepas.Onpeutobt eni rune pr oduct i ond' éner gi er égul i èr eetcont i nuesil epar céol i enestsi t uédansunl i eu adéquatetsuf f i sammentexposéauxv ent s. Ladur éedev i edeséol i ennesestd' env i r on25ansmai s, àl adi f f ér encedescent r al es géot her mi ques, el l essedémont entetsontr ecy cl éespl usf aci l ement . Aut r eav ant agedel ' éner gi eéol i enne:l amat i èr epr emi èr e( l ev ent )estgr at ui t e. Néanmoi ns, i lyaaussidesi nconv éni ent snonnégl i geabl esqu' i lconv i entdeci t er:l e coûtdespal esét antél ev é,unel onguepér i odeestdoncnécessai r epourassur erl e r et oursurl ' i nv est i ssement . Not onsaussiquel apr ésencedeséol i ennessurl eszonescôt i èr es( génér al ementl es pl usexposéesauv ent )ent r aî neuni mpactpeuest hét i quesurl epay sageetquel e br ui tqu' el l es pr odui sentpeutse r év él ergênant .Ces i nconv éni ent s peuv ent néanmoi nsêt r emi ni mi séseni nst al l antl eséol i ennesàquel queskm del acôt e, commecel aaét éf ai tauDanemar k,demani èr eàsuppr i merl agênev i suel l eet acoust i que. 2. 8Exempl ed’ unei nst al l at i onéol i enne:Éol i ennedomest i que[ 9] L' i nst al l at i ond' uneéol i ennev ousassur edesr ev enus( j usqu' à1. 000€/ an)pendant 15 ans gr âce à l ' él ect r i ci t é pr odui t e. Cependant ,l es panneaux sol ai r es phot ov ol t aï ques s’ i nscr i v entcomme une sol ut i on beaucoup pl us r ent abl e.I l s per met t ent ,enef f et ,degénér erdemei l l eur sr ev enus( j usqu' à1. 800€/ an)pendant 20ansetcepouruni nv est i ssement3f oi smoi nsi mpor t ant . Quel l eEner gi eaf ai tl echoi xdenepaspr oposerl ’ éol i ennedomest i quecomme sol ut i ond’ économi esd’ éner gi e.Ef f ect i v ement ,pourl ’ i nst ant ,i lnes’ agi tpasd’ un sy st èmesuf f i sammentr ent abl e.Lepr i xdel ’ i nst al l at i onestencor et r opél ev épour êt r eamor t i parl esr ev enusgénér ésv i al ar ev ent edel ' él ect r i ci t épr odui t e. Uneéol i ennev er t i cal eouhor i zont al e? I lexi st eact uel l ementdeuxt y pesd’ éol i ennes:hor i zont al eetv er t i cal e.L’ éol i enne hor i zont al eestl apl usconnue:el l eper metdemei l l eur sr endement smai sel l eest égal ementl apl uschèr e.L’ éol i ennev er t i cal eest , quantàel l e, pl usabor dabl e.El l ese f i xesurl et oi tdev ot r emai soneta,parai l l eur s,l ’ av ant agedef onct i onnermême av ecdesv ent sf ai bl es. Uner ent abi l i t éi ncer t ai ne L’ éol i enne estune sol ut i on ef f i cace pourpr odui r e pr opr ementde l ’ él ect r i ci t é. Cependant , i lnes’ agi tpasd’ unmodedepr oduct i onr ent abl epourl espar t i cul i er s.En MmeMAZOUZLEKHAL. N ELN/ M2/ ESEPage 26 Sy st èmesEner gét i quesAut onomes ef f et ,l epr i xd’ uneéol i ennedomest i queestencor ebeaucoupt r opél ev é.Compt ez ent r e10. 000et90. 000€, i nst al l at i oncompr i se.Lesv ar i at i onsdepr i xdépendentt r ès l ar gementdel apui ssanceut i l i sée.At i t r ed' exempl e, unei nst al l at i ond' unepui ssance de5kW r epr ésent eenmoy enneuni nv est i ssementde30. 000€cont r e50. 000€pour unei nst al l at i onde10kW.Cepr i xdépendaussidel at echnol ogi eempl oy éepar l ' éol i enne.Ai nsi ,l es r ev enus génér és parl ar ev ent e de l ’ él ect r i ci t é pr odui t e, n’ excédantpas1. 000€paran, neper met t entpasd’ amor t i rl ’ i nv est i ssement . Dessol ut i onspl usr ent abl es Laf ai bl er ent abi l i t édel ’ éol i ennedomest i queenf ai tunesol ut i onpeui nt ér essant e. Néanmoi ns,d’ aut r es sy st èmes,pr odui sant de l ’ él ect r i ci t é à par t i r d’ éner gi es r enouv el abl es,of f r ent une mei l l eur er ent abi l i t é.C’ est l e cas des panneaux phot ov ol t aï ques quiassur entdes r ev enus conséquent s( j usqu’ à 1. 800€/an) pendant20ans.Cet t ei nst al l at i on,3f oi smoi nschèr e,estr api dementamor t i een quel quesannéesetgar ant i tdesr ev enusr égul i er s. Pourcompl ét erv ot r ei nst al l at i on de pr oduct i on,opt i mi sezv ot r e consommat i on d' él ect r i ci t éàl ' ai ded' unsy st èmed' écl ai r ageLED.Quel l eÉner gi ev ousr ecommande l ' ampoul eLEDcarel l econsomme6f oi smoi nsqu' uneampoul ecl assi que.El l eest unesol ut i onper f or mant ed' écl ai r ager ent abl e, économi que, dur abl eetécol ogi que. I nst al l eruneéol i ennedomest i quesurl et oi tdev ot r emai son Pouri nst al l erunpet i téol i en,i ln' estpasobl i gat oi r ed' habi t erpr èsd’ unezonede dév el oppementdel ' éol i ent er r est r e.I lsuf f i tdedi sposerd’ unt er r ai nexposéàdes v ent sf or t s, r égul i er setf r équent s.I lestensui t er el i éàunondul eur , l ui mêmer el i éau r éseau.Not ez,t outdemême,qu’ unper mi sdeconst r ui r eetl ’ accor dduv oi si nage sontnécessai r esàl ’ i nst al l at i ond’ uneéol i ennedomest i que. L’ éol i ennedomest i queestuneéol i ennedepet i t et ai l l eopt i mi séepourf our ni rde l ’ él ect r i ci t é à une seul e habi t at i on.Ce t y pe d’ éol i enne af f i che une pui ssance génér al ementcompr i seent r e100W et20kW.I nst al l éesurunmâtde10à35mèt r es, Pouri nst al l eruneéol i ennedomest i que,i ln' estpasobl i gat oi r ed' habi t erpr èsd’ une zonededév el oppementdel ' éol i ent er r est r e.I lsuf f i tdedi sposerd’ unt er r ai nexposé àdesv ent sf or t s, r égul i er setf r équent s. L' i nst al l at i onpr endquel quesj our s Av antl ’ i nst al l at i on,l ' ar t i sandev r achoi si rl ’ endr oi topt i malpourv ot r ef ut ur eéol i enne etchoi si rundi mensi onnementaupl uspr èsdev osbesoi ns.Unef oi scet t eét ape r éal i sée,l epr of essi onnelpour r av ousi nst al l erv ot r eéol i ennedomest i que.Lapose cor r espondàl ami seenpl aced' unsocl eenbét onsurl equell ’ éol i enneestancr ée. L’ éol i enneestensui t eassembl éesurl esoletl ev éeàl ’ ai ded' unv ér i nhy dr aul i que. Enf i n,l ' i nst al l at eurposel ' ondul euretef f ect uel er accor dementaur éseau,av ecun compt eurpourmesur erl aquant i t éd' él ect r i ci t éconsomméeour ev endueaur éseau. MmeMAZOUZLEKHAL. N ELN/ M2/ ESEPage 27 Sy st èmesEner gét i quesAut onomes Concl usi on [ 8] L´ éner gi e éol i enne estune éner gi er enouv el abl e,non pol l uant e av ec un gr and pot ent i el dedév el oppement .Enef f et ,l eséol i ennes ner ej et t entaucungazou subst ancedanger eusedansĺenv i r onnementetn´ ent r aî nentpasdepr oduct i onde déchet s. MmeMAZOUZLEKHAL. N ELN/ M2/ ESEPage 28 Sy st èmesEner gét i quesAut onomes 3. 1Sy st èmesHy br i des 3. 2Hy dr ol i enne 3. 3Pr i nci pedef onct i onnementdel ’ hy dr ol i enne 3. 4Lesdi f f ér ent st y pesd' hy dr ol i ennesetl esexpl oi t ant s MmeMAZOUZLEKHAL. N ELN/ M2/ ESEPage 29 Sy st èmesEner gét i quesAut onomes 3. 1Sy st èmesHy br i des[ 8] Lef ai tdemar i erdansunmêmesy st èmedeuxsour cesd’ éner gi eoupl usappor t ede l ast abi l i t é, sur t outsi c’ estsour cessontcompl ément ai r es. Un bon sy st ème hy br i de pr of i t e des av ant ages combi nés de sesdeuxf or mes d’ éner gi e. Leséner gi esf l uxper met t entdepr odui r el apl usgr andepar td’ éner gi e, pourunpr i xt r èsf ai bl e, t andi squel eséner gi esst ocksontut i l i séesàl ademande, en appoi nt ,pourr épondr eàunbesoi nexcept i onnelenéner gi eoupourf ai r ef aceàun cr euxdepr oduct i ondeséner gi esf l ux. Hi st or i que Lar écupér at i ondel ' éner gi ehy dr aul i quesoussaf or megr av i t at i onnel l eexi st e depui sl ongt emps.C' estl epr i nci peact i onnantl esmachi nesoul esouv r agest el sque l es moul i ns à eau,moul i n à mar ée,l es bar r ages hy dr aul i ques ou l es usi nes mar émot r i ces.Parcont r e, l ar écupér at i ondel ’ éner gi eci nét i quedescour ant sf l uv i aux e oumar i nsr est er ar esav antl eXXI . Audébutdesannées2000,l anécessi t édedév el opperl eséner gi esr enouv el abl es metuncoupdepr oj ect eursurl eséner gi esmar i nesetenpar t i cul i ersurl ’ éner gi e hy dr ol i enne.Àpar t i rdesannées20052010l amat ur i t ét echni quedusect eurper met l e démar r age si mul t ané d' ét udes t echni ques etenv i r onnement al es à t r av er sl e monde. L’ hy dr ol i ennebénéf i ci eal or sd' énor mesef f or t st echni quesetf i nanci eràl ' i nst ardu dév el oppementdel ’ éol i enquel quesannéespl ust ôt .Àcet t eépoque,onpr év oi tun dépl oi ementr api dedel af i l i èr ei ndust r i el l e,enpar t i cul i erpourl egr oshy dr ol i enne ( machi nede1MW etpl us) . Le dév el oppementde nouv eaux mat ér i aux ( composi t es,bét on composi t e, al l i agemét al l i que, et c. )conf or t el ' i déequedessol ut i onst echni quesper t i nent eset adapt éesaumi l i eumar i npour r ai ents' i mposer .Lesannées2010v oi entl ar éal i sat i on dedémonst r at eur setdepr ot ot y pest est ésun peu par t outdansl emonde.En par al l èl e,démar r el e mi ni hy dr ol i enne pl us adapt é au f l euv e età l ar i v i èr e,de mai nt enancepl usai séeetdoncdecoût sd' i nv est i ssement smoi ndr es. Les di f f i cul t és t echni ques l i ées au mi l i eu mar i nt el l es que l a cor r osi on,l es i ncr ust at i ons etl a cher t é des opér at i ons de mai nt enance ou de r épar at i on cont r i buent à un coût du MWh pr ohi bi t i f par r appor t à d' aut r es éner gi es r enouv el abl es.Lescont r ai nt esr égl ement ai r espar t i cul i èr ementl our desf r ei nentl e dév el oppementd' unsect eurquiadéj àdumalàdémar r eretl ’ émer genced' unef i l i èr e i ndust r i el l edansunav eni rpr oche( 20202025)pourl emaxi hy dr ol i ennen' estpas acqui se. En j ui l l et2018,Nav alÉner gi e annonce l af i n de ses i nv est i ssement s dans l ' hy dr ol i enneetconcent r er adésor mai ssesact i v i t éssurl ' éol i enf l ot t antetl ' éner gi e t her mi quedesmer s.Cet t ef i l i al edeNav alGr oupav ai ti nv est i250mi l l i onsd' eur os dansl ' hy dr ol i ennedepui s2008etv enai tj ust ed' i naugur erl e14j ui n2018l ' usi nede Cher bour g dédi ée à l ' assembl age dest ur bi nes hy dr ol i ennes.Cet t e déci si on est j ust i f i é par l ' absence de per spect i v es commer ci al es et par un sy st ème de MmeMAZOUZLEKHAL. N ELN/ M2/ ESEPage 30 Sy st èmesEner gét i quesAut onomes subv ent i onsquin' appor t epasd' ai desdi r ect esauxconst r uct eur spendantl esphases de dév el oppement .Le choi x de l a Gr andeBr et agne de ne pas subv ent i onner l ' hy dr ol i enne, aj out éàl asensi bi l i t éduCanadaauxcoût sdel at echnol ogi e, ar enf or cé l ' anal y sed' unmar chénonr ent abl e.Mi seenl i qui dat i onj udi ci ai r eparunt r i bunal i r l andai s, OpenHy dr onedev r ai tpashonor erl escommandesdedeuxmachi nespour l eJaponetl eCanada. Lepr i nci pedef onct i onnement[ 8] Dansl apr at i que, l esy st èmehy br i deél ect r i queestcent r al i séaut ourdesbat t er i esqui sontl ecœurdusy st ème.Tout esl essour cesd’ éner gi eschar gentl esbat t er i es i ndépendammentl esunesdesaut r es.Cer t ai nsgénér at eur sd’ éner gi epr odui sentune t ensi oncont i nue,out ensi onDC,quir echar gedi r ect ementl esbat t er i es( busDC) . C’ estl ecasdespanneauxsol ai r es. D’ aut r esappar ei l spr odui sentunet ensi onal t er nat i v e, out ensi onAC, qui doi tpasserà t r av er sl echar geurdel ’ ondul eur / char geurpourr echar gerl esbat t er i es( busAC) . C’ estl e cas parexempl e du gr oupe él ect r ogène,du r éseau ou d’ une t ur bi ne hy dr aul i que. Ledémar r agedugr oupeél ect r ogènepeutêt r edémar r éaut omat i quementparun r el aii nt er ne de l ’ ondul eur / char geursil es bat t er i es sontt r op basses,dans l es pér i odessanssol ei l ousansv entparexempl e. LeDi mensi onnement[ 8] Di mensi onnerunsy st èmehy br i deestunet âchedél i cat equidemandeune bonneconnai ssancedespr odui t si nst al l és, despot ent i el senéner gi esr enouv el abl es dusi t eetdesbesoi nsducl i ent( f l exi bi l i t é, sécur i t é, per f or manceéconomi que) . Exempl el er égul at eursol ai r e,l er égul at euréol i enetl echar geurdebat t er i esdoi v ent êt r e par amét r és en at el i er l es uns par r appor t aux aut r es pour que l eur f onct i onnementdansl esy st èmecompl etsoi tcor r ect . Unsy st èmehy br i debi endi mensi onnéesti ndéni abl ementl esy st èmedepr oduct i on d’ éner gi el epl usf i abl eetéconomi queensi t ei sol écari lt i r epar t idet ousl es av ant agesdesdi f f ér ent st y pesd’ éner gi e.Parexempl e,l ar égul ar i t édepr oduct i on despanneauxsol ai r essemar i ebi enav ecl ’ éol i ennequipeutpr odui r el anui toupar t empsnuageux. 3. 2Hy dr ol i enne AuSénégal ,mal heur eusement ,l epot ent i elsol ai r ecommel epot ent i eléol i ensont pl usf ai bl esdur antl ’ hi v er nage,i lf autdoncav oi rr ecour sàungénér at eurdi eselou essencepourpal i eraumanqued’ éner gi eàcet t esai son.Ler est edel ’ année,l e sol ai r e etl ’ éol i en se compl èt entcependantt r èsbi en pourgar derl es bat t er i es t ouj our schar géesetl egr oupeél ect r ogèneét ei nt . 3. 3Pr i nci pedef onct i onnementdel ’ hy dr ol i enne[ 8] Unehy dr ol i enneestunet ur bi nehy dr aul i que( sousmar i neouàf l ot s)quiut i l i se MmeMAZOUZLEKHAL. N ELN/ M2/ ESEPage 31 Sy st èmesEner gét i quesAut onomes l ' éner gi eci nét i quedescour ant smar i nsouf l uv i aux,commeuneéol i enneut i l i se l ' éner gi eci nét i queduv ent . Fi gur e3. 1:Hy dr ol i enne( Sabel l aD03) Lat ur bi nedel ' hy dr ol i enneper metl at r ansf or mat i ondel ' éner gi eci nét i quedel ' eauen mouv ementenéner gi emécani quequipeutal or sêt r econv er t i eenéner gi eél ect r i que parunal t er nat eur .Lesmachi nespeuv entpr endr el esf or mesl espl usv ar i éesal l ant dugr osgénér at eurdepl usi eur smégawat t si mmer géenpr of ondeurdansdesspot sà t r ès f or t s cour ant s de mar ée au mi cr ogénér at eurf l ot t antéqui pantdes pet i t s cour ant s de r i v i èr e.L' i nv ent i v i t é des concept eur s sembl e sans l i mi t e dans ce domai ne. Pui ssancer écupér abl e L' éner gi er écupér abl eesti nf ér i eur eàl ' éner gi eci nét i queduf l uxd' eauenamontde l ' hy dr ol i enne,pui squel ' eaudoi tconser v erunecer t ai nev i t esser ési duel l epourqu' i l subsi st eunécoul ement .Unmodèl eél ément ai r edef onct i onnementdeshél i ces, per metd' év al uerl er at i odel apui ssanceci nét i quer écupér abl epourunesect i on per pendi cul ai r eauf l ui deenmouv ement . C' estl al i mi t edeBet z,égal eà16⁄ 9%.Cet t el i mi t epeutêt r edépasséesil e 27 =5 cour antdef l ui deestf or cédansunev ei nedesect i onv ar i abl e( ef f etv ent ur i )pl ut ôt quedeci r cul erl i br ementaut ourdel ' hél i ce. Lapui ssancemaxi mal er écupér abl et héor i qued' unehy dr ol i ennepeuts' expr i mer ai nsi : ( 3. 1) Pmax=pui ssanceen( W); S=sur f acebal ay éeparl espal esen( m2); V=v i t essedel av ei ned' eauen( m/ s) MmeMAZOUZLEKHAL. N ELN/ M2/ ESEPage 32 Sy st èmesEner gét i quesAut onomes Leshy dr ol i ennest i r entpr of i tdel amassev ol umi quedel ' eau,832f oi spl usél ev ée quecel l edel ' ai r( env i r on1, 23kgm−3à15° C) .Mal gr éunev i t essedef l ui demoi ndr e, l apui ssancer écupér abl eparuni t édesur f aced' hél i ceestdoncbeaucoup pl us gr andepourunehy dr ol i ennequepouruneéol i enne. D' aut r epar t ,Lapui ssanceducour antv ar i eav ecl ecubedel av i t esse,ai nsi ,l ' éner gi e pr odui t eparuncour antde4m/ sest8f oi spl usf or t equecel l epr odui t eparun cour antde2m/ s.Lessi t espr ésent antl escour ant sf or t s( >3m/ s)sontdonc par t i cul i èr ementf av or abl es, mai smal heur eusementassezr ar es. Déf or mat i ondel av ei ned' eau L' i ncompr essi bi l i t édel ' eaui mposequel ef l uxt r av er santl ' hy dr ol i ennesoi ti dent i que enamontetenav al .Ai nsil epr odui tdel av i t esseparl asect i onestconst antav antet apr èsl ’ hél i ce.Aupassagedel ' hy dr ol i enne, l ef l ui deestr al ent i etl av ei nes' él ar gi t . 3. 4Lesdi f f ér ent st y pesd' hy dr ol i ennesetl esexpl oi t ant s[ 8] De nombr eux concept s d' hy dr ol i enne ontét é dév el oppés mai s aucun ne s' est v r ai menti mposé,chacunay antsesav ant agesetsesdéf aut s.Quel quesunsont donnél i euàdesdémonst r at eur souàdesr éal i sat i onsexpér i ment al esmai speusont r ent r ésdansunst adedepr oduct i oni ndust r i el .L’ EMECr ecensepl usde50pr i nci pes t echni quesdi f f ér ent smai sl eCent r eeur opéendel ' éner gi emar i ner econnaî tsi x pr i nci pauxt y pesdeconv er t i sseurd' éner gi emar émot r i ce.Cesontdest ur bi nesàax e hor i zont al ,dest ur bi nesàaxev er t i cal ,deshy dr of oi l sosci l l ant s,desv ent ur i s,desv i s d' Ar chi mèdeetdescer f sv ol ant s. Lapr oduct i ond’ él ect r i ci t éàpar t i rducour antdesr i v i èr esut i l i sedesmi ni soumi cr o éol i ennes, f ai bl ementi mmer gés, ay antuni mpactr édui tsurl af auneaquat i queetdes budget sd' i nv est i ssementl i mi t és. Ceshy dr ol i ennespr odui sentmoi nsd' él ect r i ci t équel est ur bi nescl assi ques,mai s sontbeaucoup pl us l égèr es,etdemandentl ar gementmoi ns d' i nv est i ssement . ( Fi gur e3. 2) Fi gur e3. 2:Lesdi f f ér ent st y pesd' hy dr ol i ennes MmeMAZOUZLEKHAL. N ELN/ M2/ ESEPage 33 Sy st èmesEner gét i quesAut onomes Tur bi neaxi al eàaxehor i zont al C' estl econceptdel ' éol i enne, mai sopér antsousl amer .Denombr euxpr ot ot y pesou r éal i sat i onssontenf onct i onnementàt r av er sl emonde.Lest ur bi nessontéqui pées d' unr ot oruni queàpal esf i xes.Lapui ssancedecet y pedet ur bi nev ar i edequel ques wat t sàpl usi eur sMégawat t s.El l ecompor t ededeuxàunepet i t edi zai nedepal es sui v antl at ai l l e.Lesef f et sdet r aî néeenboutdepal el i mi t entl av i t esseder ot at i onde cest ur bi nes.Sui v antl esmodèl es,l at ur bi nepeut êt r eor i ent ée,ounon,dansl esens del ar env er sedemar ée.Dansl ecasd' unet ur bi nef i xet i r antsapr oduct i onde cour antr év er si bl e,l epr of i ldespal esestsy mét r i quepours' adapt eraudoubl esens ducour ant Tur bi neàaxeVer t i cal Malnomméepui squ' el l espeuv entêt r edi sposéeshor i zont al ementouv er t i cal ement , cest ur bi nesontunaxeper pendi cul ai r eausensducour ant .I nv ent ésparGeor ges Dar r ei us en 1923 etbr ev et és en 1929.Le sci ent i f i que sov i ét i que M. Gor l ovl ' a per f ect i onnédansl esannées1970.Lespal essontconst i t uéesdef oi l saut r acé hél i coï dal( pr of i li ncur v éenf or med' ai l ed' av i on)aunombr ede2à4.L' ent r epr i se EcoCi net i c,baséeàLaRochel l e,commer ci al i seunemi cr ohy dr ol i enneàaxev er t i cal dest i néeauxcour sd' eaueti nspi r éedur ot ordeSav oni us. Tur bi nev ent ur i Lef l uxd' eauestgui déedansunegai neouuncondui tdontl asect i onser ét r éci ten ent r éedu génér at eurcequipr odui tuneaccél ér at i on du f l uxetunepui ssance di sponi bl epl usi mpor t ant e. Hy dr ol i enneosci l l ant e Unaut r emoy ender écupér at i ondel ' éner gi esedi spensantdet ur bi ne,bi oi nspi r éest basésurl emouv ementdemembr aneoudef oi l sosci l l antdansl ecour ant .Cet y pe dedi sposi t i festconst i t uédepl ansmobi l esact i onnantetcompr i mantunf l ui dedans sy st èmehy dr aul i que.Lapr essi onengendr éeestconv er t i eenél ect r i ci t é.D' aut r es ut i l i sentdesmembr anesondul ant es. Tur bi neaut opor t euse Desv ar i ant est el l esquel e «Cer f v ol anthy dr ol i en»ut i l i sel ecour antmar i npour mai nt eni ren" v ol sousmar i n"ungr andcer t v ol antf i xéparuncâbl eauf ond.cetengi n sout i entunet ur bi nepr odui santdel ' él ect r i ci t é.Lepr emi er«DeepGr een»( 3m de l ar ge)aét ét est éenI r l ande( àSt r angf or dLoughf aceàl ' Ul st er )parsonconcept eur ( Mi nest o, unespi nof fsuédoi sei ssuedeSaab. LesAv ant ages Leshy dr ol i ennesut i l i sentuneéner gi er enouv el abl e,nepol l uentpasetnegénèr ent pasdedéchet s( dansl eurphased' expl oi t at i ont outaumoi ns); -Duf ai tdel amassev ol umi quei mpor t ant edel ' eau( 800f oi ssupér i eur eàcel l ede l ' ai r ) ,l eshy dr ol i ennes,àpui ssanceéqui v al ent e,sontbeaucouppl uspet i t esquel es éol i ennes.El l esontuni mpactv i suell i mi t éetnenécessi t entpasd' ouv r agesdegéni e ci v i l compl exescont r ai r ementauxbar r ageshy dr aul i ques; MmeMAZOUZLEKHAL. N ELN/ M2/ ESEPage 34 Sy st èmesEner gét i quesAut onomes -Lescour ant smar i nssontpr év i si bl es,onpeutdoncest i merav ecpr éci si onl a pr oduct i ond' él ect r i ci t éàv eni r . -Lepot ent i el descour ant smar i nsesti mpor t ant; LesI nconv éni ent s -Pourév i t erl edév el oppementdesal guesetor gani smesencr oût antsurl ' hy dr ol i enne, i lf autut i l i serr égul i èr ementunant i f oul i ngpr odui t st oxi quespourl af auneetl af l or e mar i ne.Réal i serl ' opér at i onsousl ' eauestpeuenv i sageabl e,àl af oi spourdes r ai sonst echni ques,mai saussipar cequel er i squepourl ' env i r onnementestt elque r éal i sercet y ped' opér at i onestpourunbat eauàl ' ext ér i eurd' uneai r edecar énage spéci al ementaménagée.Uneopér at i ondemai nt enanceài nt er v al l er égul i erpour démont erou ext r ai r el ' hy dr ol i enne de l ' eau etr ef ai r e son car énage estdonc i ndi spensabl e; -Dansl eseauxt ur bi des, duf ai tdel apr ésencedesabl eensuspensi on( l ’ ér osi ondes pal esd’ hél i ceoudespi ècesmobi l esparl esabl eestt r èsf or t ecequinécessi t edes opér at i onsdemai nt enancesurl espal es.Pourf aci l i t erl er empl acement ,cer t ai nes hy dr ol i ennesontunest r uct ur eémer geantdel ’ eau,( quipeutêt r egênant epourl a nav i gat i on)ou possèdedessy st èmesàbal l astper met t antdef ai r epl ongerou r emont erl esuni t ésdepr oduct i on; -Leshy dr ol i ennescr éentdeszonesdet ur bul ences, quimodi f i entl asédi ment at i onet l ecour ant ,av ecdepossi bl esef f et ssurl af l or eetl af aunej ust eenav aldel eur posi t i on.Cesaspect ssontanal y sésparl esét udesd' i mpact s; -Despoi ssons,mammi f èr esmar i nsoudespl ongeur spour r ai entheur t erl eshél i ces etêt r ebl esséspl usoumoi nsgr av ement .Cesder ni èr espeuv entnéanmoi nst our ner t r èsl ent ement( cel adépenddel ar ési st anceopposéeparl ' al t er nat euretdoncdu modèl ed' hy dr ol i enne) . MmeMAZOUZLEKHAL. N ELN/ M2/ ESEPage 35 Sy st èmesEner gét i quesAut onomes 4. 1Pr i nci ped’ unei nst al l at i onphot ov ol t aï que 4. 2l egi sementsol ai r eenAl gér i e 4. 3Technol ogi esdescel l ul esphot ov ol t aï ques 4. 4Lesmodul esphot ov ol t aï ques 4. 5MPPT 4. 6Car act ér i st i quesetconnect i quephot ov ol t aï que 4. 7L’ ondul eur 4. 7. 1Rôl e 4. 7. 2Pr i nci pe 4. 7. 3Car act ér i st i quesetr endement 4. 8Exempl ed’ unei nst al l at i onphot ov ol t aï que MmeMAZOUZLEKHAL. N ELN/ M2/ ESEPage 36 Sy st èmesEner gét i quesAut onomes 4. 1Pr i nci ped’ unei nst al l at i onphot ov ol t aï que L’ éner gi esol ai r ephot ov ol t aï quepr ov i entdel aconv er si ondel al umi èr edusol ei l en él ect r i ci t é au sei n de mat ér i aux semi conduct eur s comme l e si l i ci um ou r ecouv er t sd’ unemi ncecouchemét al l i que.Cesmat ér i auxphot osensi bl esontl a pr opr i ét édel i bér erl eur sél ect r onssousl ’ i nf l uenced’ uneéner gi eext ér i eur e.C’ est l ’ ef f etphot ov ol t aï que.L’ éner gi eestappor t éeparl esphot ons,( composant sdel a l umi èr e)quiheur t entl esél ect r onsetl esl i bèr ent ,i ndui santuncour antél ect r i que.Ce cour antcont i nudemi cr opui ssancecal cul éenwat tcr êt e( Wc)peutêt r et r ansf or mé encour antal t er nat i fgr âceàunondul eur L’ él ect r i ci t épr odui t eestdi sponi bl esousf or med’ él ect r i ci t édi r ect eoust ockéeen bat t er i es( éner gi eél ect r i quedécent r al i sée)ouenél ect r i ci t éi nj ect éedansl er éseau. Ungénér at eursol ai r ephot ov ol t aï queestcomposédemodul esphot ov ol t aï queseux mêmecomposésdecel l ul esphot ov ol t aï quesconnect éesent r eel l es. Lesper f or mancesd’ unei nst al l at i onphot ov ol t aï quedépendentdel ’ or i ent at i ondes panneauxsol ai r esetdeszonesd’ ensol ei l l ementdansl esquel l esv ousv oust r ouv ez . L’ av eni rduphot ov ol t aï quedansl espay si ndust r i al i séspasseparsoni nt égr at i onsur l est oi t setl esf açadesdesmai sonssol ai r es. St r uct ur edesi nst al l at i onsphot ov ol t aï ques[ 10] L’ adapt at i on ent r el e génér at eurphot ov ol t aï que etl a char ge él ect r i que est r éal i séev i adesconv er t i sseur sst at i quessui v antl esbesoi nspar t i cul i er s.Laf i gur e1. 4 mont r eschémat i quementt r oi scas: L’ appl i cat i onl apl usr épandueestcel l er epr ésent éeàl af i gur e1. 4. aI ls’ agi tdel a char ge d’ accumul at eur s etde l ’ al i ment at i on d’ ut i l i sat eur si ndépendant s.un v ar i at eurde cour antadapt el at ensi on v ar i abl e des panneaux à l at ensi on const ant ei mposéeparl ’ accumul at eur .Cet t econv er si ond’ éner gi eestconv enabl e pourl esl i euxt r èsél oi gnésdur éseaudedi st r i but i onai nsiquepouruneut i l i sat i on cont i nueaut onome.Lespui ssancesv ontdequel ques100W àKW. Lasecondeappl i cat i oncor r espondauxut i l i sat i onsdusol ai r ephot ov ol t aï quepour pomperl ’ eausout er r ai ne.Laf i gur e1. 4. bmont r eunv ar i at eurdecour antcont i nuet unondul eurt r i phaséal i ment entunmot eurasy nchr one, ent r ai nantunepompe.Les pui ssancesv ontégal ementdequel ques100W àKW. Laf i gur e1. 4. cestcel l edel ar écupér at i ondel ’ éner gi esol ai r edansl er éseaude di st r i but i on.Unondul eurt r i phaséoumonophaséconv er t i tl ’ éner gi econt i nueen al t er nat i v e.Mêmesicet t eappl i cat i onestencor et r opr est r ei nt eduf ai tquel l en’ est pasencor eéconomi que,el l epeutdev eni ri nt ér essant eetdonneruncer t ai nappor tà l ’ appr ov i si onnementen éner gi e él ect r i que.Lespui ssancesd’ une t el l e ut i l i sat i on peuv entat t ei ndr equel ques100KW. MmeMAZOUZLEKHAL. N ELN/ M2/ ESEPage 37 Sy st èmesEner gét i quesAut onomes DC ( a) DC DC DC DC ( b) AC DC ( c) AC ( a)Char ge d’ accumul at eur s et al i ment at i on d’ ut i l i sat i on i ndépendant e; ( b)Al i ment at i on d’ un gr oupe mot eur pompe pourpomperl ’ eau sout er r ai ne; ( c)Récupér at i ondel ’ éner gi edansl er éseaudedi st r i but i on. Fi gur e4. 1: Repr ésent at i onschémat i quedel aconv er si ond’ éner gi esol ai r e Lemoded’ i nt égr at i ondel ’ éner gi ephot ov ol t aï quedansl essy st èmesél ect r i ques dépenddel anat ur edusy st èmeconsi dér é,sel onqu’ i lestr accor déaur éseau,i sol é ou hy br i de.Dans chaque cas,l e st ockage de l ’ él ect r i ci t é pr odui t e à par t i rdu génér at eurphot ov ol t aï quepeuts’ av ér ernécessai r epourdi f f ér ent esr ai sons 4. 2Legi sementsol ai r eenAl gér i e[ 14] Le gi sement sol ai r e est un ensembl e de données d’ écr i v ant l ’ év ol ut i on du r ay onnementsol ai r edi sponi bl eaucour sd’ unepér i odedonnée.I lestut i l i sépour si mul er l e f onct i onnement d’ un sy st ème éner gét i que sol ai r e et f ai r e un di mensi onnementl epl usexactpossi bl ecompt et enudel ademandeasat i sf ai r e. I l estut i l i sédansdesdomai nesaussi v ar i ésquel ’ agr i cul t ur e, l amét éor ol ogi e, l es appl i cat i onséner gét i quesetl asécur i t épubl i que. Deparsasi t uat i ongéogr aphi que, l ' Al gér i edi sposed' undesgi sement ssol ai r el es pl usél ev és aumondecommel emont r el af i gur e4. 2. Ladur éed' i nsol at i onsurl aquasi t ot al i t édut er r i t oi r enat i onal dépassel es2000 heur es annuel l ementetpeutat t ei ndr el es3900heur es( haut spl at eauxetSahar a) .L' éner gi e r eçuequot i di ennementsurunesur f acehor i zont al ede1m2estdel ' or dr ede5KWh surl amaj eur e par t i edut er r i t oi r enat i onal , soi tpr èsde1700KWh/ m2/ anauNor det2263 kwh/ m2/ anauSud dupay s, Cegi sementsol ai r edépassel es5mi l l i ar dsdeGWh. MmeMAZOUZLEKHAL. N ELN/ M2/ ESEPage 38 Sy st èmesEner gét i quesAut onomes Fi gur e4. 2: Car t edumondedel ’ ensol ei l l entmoy enannuel Sui t eauneév al uat i on parsat el l i t es,l ‘ AgenceSpat i al eAl l emande( ASA)a concl u, quel ’ Al gér i er epr ésent el epot ent i elsol ai r el epl usi mpor t antdet outl ebassi n médi t er r anéen,soi t169. 000TWh/ anpourl esol ai r et her mi que,13, 9TWh/ anpourl e sol ai r ephot ov ol t aï que. Lepot ent i elsol ai r eAl gér i enestl ’ équi v al entde10gr andsgi sement sdegaznat ur el quiaur ai entét édécouv er t saHassiR’ Mel .Lar épar t i t i ondupot ent i elsol ai r epar r égi oncl i mat i queauni v eaudut er r i t oi r eAl gér i enestr epr ésent éedansl eTabl eau4. 1 sel onl ’ ensol ei l l ementr eçuannuel l ement . Tabl eau4. 1: Pot ent i el sol ai r eenAl gér i e Ladur éed’ i nsol at i onmoy ennedansl eSudAl gér i enestdel ’ or dr ede3500h/ an estl apl usi mpor t ant eaumonde, del ’ or dr ede9Heur e/ Jour( Voi rFi gur es4. 3et4. 4) , on const at erqu’ el l eestt ouj our ssupér i eur ea8 Heur e/ Joursurl amaj or i t édu t er r i t oi r e.Lar égi ondugr andSud, enpar t i cul i erl eSudEstetl eSudOuestpr ésent el e pl usgr andpot ent i el det outl et er r i t oi r eAl gér i en( v oi rFi gur es4. 5et4. 6) . MmeMAZOUZLEKHAL. N ELN/ M2/ ESEPage 39 Sy st èmesEner gét i quesAut onomes Fi gur e4. 3:Moy enneannuel l edel ’ i r r adi at i ongl obal er eçuesurunesur f acehor i z ont al eCasd’ unci el t ot al ementcl ai r Fi gur e4. 4:Moy ennedessommesannuel l esd' i r r adi at i ongl obal ei ncl i née. MmeMAZOUZLEKHAL. N ELN/ M2/ ESEPage 40 Sy st èmesEner gét i quesAut onomes Fi gur e4. 5:Car t edel adur éed‘ ensol ei l l entmoy enannuel enHeur e( 19832012) Fi gur e4. 6:Moy enneannuel l edel adur éed‘ i nsol at i onmesur é MmeMAZOUZLEKHAL. N ELN/ M2/ ESEPage 41 Sy st èmesEner gét i quesAut onomes 4. 3Technol ogi esdescel l ul esphot ov ol t aï ques[ 13] Lescel l ul essol ai r esphot ov ol t aï quessontdessemi conduct eur scapabl esde conv er t i rdi r ect ementl al umi èr e en él ect r i ci t é.Cet t e conv er si on,appel ée ef f et phot ov ol t aï que,aét édécouv er t eparE.Becquer elen1839,mai si lf audr aat t endr e pr ès d' un si ècl e pourque l es sci ent i f i ques appr of ondi ssentetexpl oi t entce phénomènedel aphy si que. L' ut i l i sat i ondescel l ul essol ai r esdébut edansl esannéesquar ant edansl edomai ne spat i al .Lesr echer chesd' apr èsguer r eontper mi sd' amél i or erl eur sper f or manceset l eurt ai l l emai si lf audr aat t endr el acr i seéner gét i quedesannées70pourquel es gouv er nement setl esi ndust r i esi nv est i ssentdansl at echnol ogi ephot ov ol t aï queet sesappl i cat i onst er r est r es. Auj our d' hui , l esl abor at oi r esder echer cheetl esi ndust r i est r av ai l l entencol l abor at i on pourdév el opperde nouv eauxconcept s ou de nouv eauxpr océdéssuscept i bl es d' amél i or erl esper f or mancesél ect r i quesetder édui r el escoût sdescel l ul essol ai r es. C' estai nsique l es modul es phot ov ol t aï ques moder nes,composés de cel l ul es i nt er connect ées,ontl ar gementpr ouv él euref f i caci t éetl eurhaut ef i abi l i t é.Depl us, l eurchampd' appl i cat i onnecessedes' él ar gi r ,dupompageàl ' écl ai r age,enpassant part out esl esappl i cat i onsél ect r oni quesdepoche. Lesdi f f ér ent st y pesdecel l ul essol ai r es I lexi st edi f f ér ent st y pesdecel l ul essol ai r es( oucel l ul esphot ov ol t aï ques) ,et chaquet y pedecel l ul esaunr endementetuncoûtquil uiestpr opr e.Cependant , quel quesoi tl eurt y pe, l eurr endementr est eassezf ai bl e:de8à23%del ’ éner gi equ’ el l es r eçoi v ent . I l exi st et r oi spr i nci pauxt y pesdecel l ul esàl ' heur eact uel l e: -Lescel l ul esmonocr i st al l i nes:Cesontcel l esquiontl emei l l eurr endement( 12-16% ;j usqu' à23%enl abor at oi r e) ,mai saussicel l equiontl ecoupl epl usél ev é,duf ai t d' unef abr i cat i oncompl i quée. -Les cel l ul es pol y cr i st al l i nes:Leurconcept i on ét antpl us f aci l e,l eurcoûtde f abr i cat i onestmoi nsi mpor t ant , cependantl eurr endementestpl usf ai bl e:11%-13% ( 18%enl abor at oi r e) . -Lescel l ul esamor phes: El l esontunf ai bl er endement( 8%-10%; 13%enl abor at oi r e) , mai snenécessi t entquedet r èsf ai bl esépai sseur sdesi l i ci um etontuncoûtpeu él ev é.El l essontut i l i séescour ammentdansdepet i t spr odui t sdeconsommat i on t el l equedescal cul at r i cessol ai r esouencor edesmont r es. -Lescel l ul esde3èmegénér at i ondév el oppéesencemomentenl abor at oi r e, etqui ont unr endementpl usél ev é, mai squi nesontpasencor ei ndust r i al i sées. Ai nsinot r er echer chedel aper f or mancemaxi mal e,nousaamenésànouspr ocur er descel l ul esmonocr i st al l i nes,quiontl emei l l eurr endementdansl escondi t i ons r éel l esd’ ut i l i sat i on. Lesper f or mances Lat ensi on:Unecel l ul ephot ov ol t aï quepr odui tunet ensi onquasi const ant ede0. 5V. Cel acor r espondenef f etàl at ensi ondecoupur ed’ unedi odepui squ’ unecel l ul e sol ai r eest ,commenousl ev er r onsparl asui t e,assi mi l abl eàunej onct i onPN.Pour obt eni runet ensi onsupér i eur e,i lser adoncnécessai r edemet t r ecescel l ul esen sér i e,etf or merai nsiun" modul e" .Cependant ,i lf autt eni rcompt eduf ai tqu' une MmeMAZOUZLEKHAL. N ELN/ M2/ ESEPage 42 Sy st èmesEner gét i quesAut onomes t empér at ur et r opél ev éepeutdi mi nuerl at ensi onf our ni eparunecel l ul e. L' i nt ensi t é:L' i nt ensi t éf our ni eparunecel l ul edépenddel al umi nosi t éenv i r onnant e, etdel at ai l l edupanneausol ai r equil uiestr at t aché.Pl usl epanneauser agr and, pl us l ' i nt ensi t éf our ni eser agr ande.Onmesur egénér al ementl apui ssancef our ni eparun panneauen" wat t scr êt e" ,etcecidansl escondi t i onsopt i mal esdef onct i onnement , c' est àdi r eausol ei l ,àmi di ,part empsf r oi detci eldégagé( l ' i nt ensi t émaxi mal edu sol ei l àcemomentl àestde1000W/ m² ) . 4. 4Lesmodul esphot ov ol t aï ques - l ’ ef f etphot ov ol t aï que: Lor squ’ unmat ér i auestexposéàl al umi èr edusol ei l ,l esat omesexposésau r ay onnementsont"bombar dés"parl esphot onsconst i t uantl al umi èr e; sousl ’ act i on decebombar dement ,l esél ect r onsdescouchesél ect r oni quessupér i eur es( appel és él ect r onsdescouchesdev al ence)ontt endanceàêt r e"ar r achés/décr ochés": Sil ’ él ect r onr ev i entàsonét ati ni t i al ,l ’ agi t at i ondel ’ él ect r onset r adui tparun échauf f ementdumat ér i au.L’ éner gi eci nét i queduphot onestt r ansf or méeenéner gi e t her mi que. Parcont r e, dansl escel l ul esphot ov ol t aï ques, unepar t i edesél ect r onsner ev i ent pasàsonét ati ni t i al .Lesél ect r ons"décr ochés"cr éentunet ensi on él ect r i que cont i nuef ai bl e.Unepar t i edel ’ éner gi eci nét i quedesphot onsestai nsidi r ect ement t r ansf or méeenéner gi eél ect r i que: c’ estl ’ ef f etphot ov ol t aï que. L’ ef f et phot ov ol t aï que const i t ue l a conv er si on di r ect e de l ' éner gi e du r ay onnementsol ai r eenéner gi eél ect r i que.Let er mephot ov ol t aï quev i entdugr ec "phos, phot os"quidési gnel al umi èr eetde"v ol t aï que" ,motdér i v éduphy si ci en i t al i enAl essandr oVOLTA, connupoursest r av auxsurl ’ él ect r i ci t é. - Lacel l ul ephot ov ol t aï que:[ 11][ 12] Pr i nci pedef onct i onnementd’ unecel l ul ephot ov ol t aï que: Consi dér onsunej onct i onpnetr ef er monssesél ect r odesparuncour t ci r cui t . Onsai tque,danscescondi t i ons,depar tetd' aut r edel aj onct i on,suruneépai sseur pet i t e,mai sf i ni e,r ègneunezonedéser t éedansl aquel l eexi st eunchampél ect r i que i nt ensepr odui tparunedi f f ér encedepot ent i el( ddp)dequel quesdi xi èmesdev ol t .Le ci r cui text ér i eurn' estl esi èged' aucuncour ant . Siunphot oni nci dentengendr edansl azonedéser t éeunepai r eél ect r ont r ou,sous l ' ef f etduchampél ect r i quecespor t eur sv ontsedépl acerensensi nv er sel ' unde l ' aut r eetr ej oi ndr el espor t eur smaj or i t ai r esdemêmesi gnedansl esr égi onsPetN. Cel acor r espondàuncour antt r av er santl aj onct i ondansl esensdeconduct i on di f f i ci l e.SiP phot ons sontabsor bés paruni t é de t emps etcompt et enu des i név i t abl espai r espr odui t esàpr oxi mi t édel azonedéser t éesuscept i bl esdedi f f user etdeser ecombi ner , l adensi t édecour antser adel af or me Av ec K: l aconst ant edeBol t zmann: 1. 38* 10-23J/ ° K. MmeMAZOUZLEKHAL. N ELN/ M2/ ESEPage ( 4. 1) 43 Sy st èmesEner gét i quesAut onomes e: l achar gedel ’ él ect r on: 1. 6* 10-19C. Si l ' onaj out eunef . e. m.dansl eci r cui tl ecour antt ot al débi t éser adel af or me ( 4. 2) Av ec Jol adensi t éducour anti ni t i al e. T: t empér at ur edel aj onct i onendegr ékel v i n Enf ai santv ar i erVengr andeuretensi gneonobt i entl acar act ér i st i queci dessous.Onl at r acef aci l ementenf ai santgl i sserl acar act ér i st i qued' obscur i t éd' une quant i t é. Fi gur e4. 7:Cel l ul esol ai r ev ueencoupe Cetef f etr equi er tdoncunebar r i èr edepot ent i elpoursemani f est er .Enpr at i que on r éal i se une j onct i on pn dontl a car act ér i st i que essent i el l e estd' êt r et r ès di ssy mét r i quementdopéeetsur t outd' av oi runezonendet r èsf ai bl eépai sseur ,de t el l esor t equel azonedechar ged' espacesesi t uet r èspr èsdel asur f ace,af i n d' obt eni runr endementmaxi mum. ( a) ( b) Fi gur e4. 8:a)Pr i nci pedel aphot odi ode, b)Car act ér i st i queI =f ( V)d’ unephot odi ode MmeMAZOUZLEKHAL. N ELN/ M2/ ESEPage 44 Sy st èmesEner gét i quesAut onomes Lar el at i ondonnantl ephot ocour antenci r cui touv er test I=heN1G ( 4. 3) Où h:estl ' ef f i caci t équant i que,c' estàdi r el enombr edepor t eur senexcèspr odui t spar phot onabsor bé, Nl:l enombr edephot onsdel ongueurd' ondel absor bésparuni t édet emps G:l egai nphot oconduct i fr epr ésent antl er appor tent r el adur éedev i ed' unpor t euret l et empsdet r ansi tdansl al ongueurdel ' échant i l l on,mai sav eci ciungai nuni t ai r e pui squet ousl espor t eur sgénér ésv ontf r anchi rl abar r i èr e. Enout r e,euégar dauspect r esol ai r equiaunecer t ai nel ar geuretunef or t e i nhomogénéi t é,ai nsiquel er appel l el af i gur eaudébutduchapi t r e,i lf audr ai nt égr er cet t er el at i onsurl ' ensembl edel apl agedel ongueurd' onde. Commedansunej onct i onpnl ecour antdi r ects' expr i mesel onl ar el at i on [ ( )] =I exp I s d eV 1 KT ( 4. 4) Onpeutut i l i sercescel l ul esdedeuxf açonsdi st i nct es:soi tensér i eav ecune f em comme dét ect eurde r ay onnementI R( phot odi odes au Ge) ,soi tcomme génér at eurenl esr ef er mantsurunechar geR. Fi gur e4. 9:l eszonesdef onct i onnementd’ unecel l ul ePV Danscet t eder ni èr eut i l i sat i onc' estt ouj our sl al umi èr esol ai r equiestut i l i sée commeéner gi eexci t at r i ce.Enpr at i quei lf autl esf ai r edébi t ersurl achar geopt i mal e cor r espondantsurl e gr aphi que sensi bl ementau poi ntA,c' està di r e que l a r ési st anceR dev r ai têt r et el l equeR =VA/ JA cequin' estmal heur eusementpas souv entl ecas. Danst ousl escas,pourobt eni rl esmei l l eur sr endement s,i lestnécessai r eque l al i bér at i ondespai r sél ect r onst r ous' ef f ect uedansl azonedéser t éeouàson v oi si nagei mmédi at .Cet t econdi t i onnepeutj amai sêt r epar f ai t ementr empl i e.Onse r appr ochedel ' opt i mum enpl açantl aj onct i onàunedi st ancemi ni mal edel azone MmeMAZOUZLEKHAL. N ELN/ M2/ ESEPage 45 Sy st èmesEner gét i quesAut onomes écl ai r ée.I lf autde pl us que l ar ési st ance de l a cel l ul e( r ési st ance i nt er ne du génér at euréqui v al ent )r est ef ai bl ecequi l i mi t el ' ét enduedesai r esécl ai r ées Lacel l ul ephot ov ol t aï que( PV)estunesour cedepui ssancenonl i néai r equi peutêt r er epr ésent éparl eschémaél ect r i queéqui v al entf i gur e( 4. 5) . Fi gur e1. 1:Schémaél ect r i queéqui v al entdel acel l ul ePV Fi gur e4. 10: Schémaél ect r i queéqui v al entdel acel l ul ePV Av ec: r Rési st anceshuntquipr endencompt el esf ui t esi név i t abl esdecour ant qui sh : i nt er v i entent r egr i l l ecol l ect r i ceetl ecour antar r i èr edescel l ul es. r Rési st ancesér i equiestdueessent i el l ementàl ar ési st ancedecont actdesgr i l l es s: col l ect r i cesav ecl asur f acedescel l ul esetl ar ési st ancedumat ér i auconst i t uantl es cel l ul es. L’ ét udedel aphy si qued’ une cel l ul esol ai r enousper metd’ obt eni rl ’ équat i onde cour antdel achar ge: ( 4. 5) Av ec: i Lecour antdél i v r éparl acel l ul esol ai r e. p: i Phot ocour ant , cr éeparl esphot onssol ai r esd’ éner gi esupér i eur eaugap. ph : i Cour antdel adi ode. d: i Lecour antqui ci r cul edansl ar ési st anceshunt . sh : n : Cor r espondantau f act eurd’ i déal i t é,i lr epr ésent el a dév i at i on des car act ér i st i quesparr appor tàunedi odei déal e; Oùl ecour antdesor t i epeutêt r eexpr i méparl ’ équat i on( 4. 7) . ( 4. 6) Av ecVpestl at ensi ondesor t i e. -L’ i nf l uencedel ’ écl ai r ementetdel at empér at ur esurl ef onct i onnementd’ une cel l ul ePV[ 11] 1.L’ i nf l uencedel ' écl ai r ementsol ai r esurl ef onct i onnementd’ unecel l ul ePV L’ éner gi e él ect r i que pr odui t e parune cel l ul e phot ov ol t aï que dépend de l ' écl ai r ement qu' el l er eçoi t sur sa sur f ace.La f i gur e sui v ant er epr ésent el a MmeMAZOUZLEKHAL. N ELN/ M2/ ESEPage 46 Sy st èmesEner gét i quesAut onomes car act ér i st i quecour ant t ensi ond' unecel l ul ePVsol ai r eenf onct i ondel ' écl ai r ement , à une t empér at ur e etune v i t esse de ci r cul at i on de l ’ ai rambi antconst ant es.On r emar quequel at ensi onVmax cor r espondantàl apui ssancemaxi mal enev ar i eque t r èspeuenf onct i ondel ' écl ai r ement ,cont r ai r ementaucour antI uiaugment e max q f or t ementav ecl ' écl ai r ement . I ( A) P( W V( V V( V Fi gur e4.11:L’ i nf l uencedel ’ écl ai r ementsol ai r esurl ef onct i onnementd’ unmodul ePV 2.L’ i nf l uencedel at empér at ur esurl ef onct i onnementd’ unecel l ul ePV Lescar act ér i st i quesél ect r i quesd' unecel l ul ePVdépendentdel at empér at ur ede j onct i onauni v eaudel asur f aceexposée.Lecompor t ementdel acel l ul ePV en f onct i ondel at empér at ur eestcompl exe. Dansl ecasdecel l ul esausi l i ci um, l ecour antaugment ed' env i r on0, 025mA/cm2.° C al or squel at ensi ondécr oî tde2, 2mV/° C.Labai ssegl obal edepui ssanceest d' env i r onde0, 4%/° C.Ai nsi ,pl usl at empér at ur eaugment eetmoi nsl acel l ul eest per f or mant e I ( A) P( W V( V V( V i gur e4.12:L’ i nf l uencedel at empér at ur esurl ef onct i onnementd’ unmodul ePV MmeMAZOUZLEKHAL. N ELN/ M2/ ESEPage 47 Sy st èmesEner gét i quesAut onomes - Lesassoci at i onsdecel l ul esPV[ 11] Enf ai t , l ’ associ at i ondecel l ul esPVestanal ogueàl ’ associ at i ondegénér at eur s decour ant: Ensér i e, l eur st ensi onss’ aj out ent , Enpar al l èl e, l eur scour ant ss’ aj out ent . Cependant ,l eurf onct i onnementestal t ér ésil ’ unedescel l ul esassoci éesest occul t ée( ombr eparexempl e) . 1.L’ associ at i onensér i edecel l ul esPV 2.Sionassembl eensér i edescel l ul es,l at ensi onauxbor nesdel ’ assembl age estégal àl asommedest ensi onsdél i v r éesparchacunedescel l ul es. n U=∑c=1Uc ( 4. 7) U( V) , Vol t: Tensi onauxbor nesdel ’ assembl age. UC ( V) , Vol t: Tensi onauxbor nesdel acel l ul ed’ i ndi ce"c" . Danscecas,l ecour antquit r av er sel escel l ul esestl emêmemai sl escel l ul es peuv entf onct i onneràdest ensi onsdi f f ér ent es. ( a) ( b) Fi gur e4. 13: a) .Fonct i onnementdecel l ul esensér i e, car act ér i st i quesIVdel ' ensembl e.b) . Fonct i onnementde4cel l ul esensér i e, l ’ uned’ ent r eel l esét antoccul t éepar t i el l ement Siunecel l ul eestoccul t ée( siel l ener eçoi tpl usqu’ unef ai bl epar t i ede l ’ éner gi esol ai r er eçueparl escel l ul esv oi si nes) ,el l enepeutdél i v r erqu’ uncour ant l i mi t é.El l ef onct i onnedonceni nv er se( commeunr écept eursoumi sàunet ensi on i nv er sedecel l epr odui t eendi r ect )parr appor tauxaut r escel l ul esdumodul equi el l es, dél i v r entun cour antsupér i eurà ce cour antl i mi t é.En f onct i onnantai nsi ,un échauf f ementdel acel l ul eappar aî tetpeutpr ov oquerl ecl aquagedel acel l ul e. MmeMAZOUZLEKHAL. N ELN/ M2/ ESEPage 48 Sy st èmesEner gét i quesAut onomes Fi gur e4. 14: Schémaél ect r i queéqui v al entdumont agesér i e Lesr echer chessurcesuj etontmont r équedansl ecasdecel l ul esPVau si l i ci um,audel àd’ unet ensi oni nv er sede20V,l apr obabi l i t édecl aquaged’ une cel l ul e( dest r uct i ondel aj onct i onél ect r i que)dev i enti mpor t ant e.Pourl i mi t erl a t ensi oni nv er semaxi mum suscept i bl edesedév el opperauxbor nesd’ unecel l ul e,l es f abr i cant sdemodul esphot ov ol t aï quespl acentdoncunedi odepar al l èl e,appel ée di odeby pass, t out esl es18à36cel l ul es( sel onl esappl i cat i ons) . 3.L’ associ at i onpar al l èl edecel l ul esPV Dansl ecasd’ unmont ageenpar al l èl e,l ecour antdel ’ ensembl eser aégalàl a sommedescour ant spr odui t sparchacunedescel l ul es. n I=∑c=1I ( 4. 8) c I ( A) , Ampèr e: Cour antci r cul antdansl ’ assembl age. I A) , Ampèr e: Cour antci r cul antdanschaquecel l ul ed’ i ndi ce"c" . C( Dansl ecasd’ uneassoci at i onenpar al l èl e,l escel l ul esdél i v r entl amêmet ensi on mai sel l espeuv entf onct i onnerav ecdescour ant sdi f f ér ent s. MmeMAZOUZLEKHAL. N ELN/ M2/ ESEPage 49 Sy st èmesEner gét i quesAut onomes Fi gur e4. 15: Cour becar act ér i st i qued’ unmont agepar al l èl e Cependant ,siuneoupl usi eur scel l ul essontoccul t ées,l esaut r esdev i ennent r écept r i cescarl at ensi ondef onct i onnementestsupér i eur eàl at ensi ondeci r cui t ouv er t .Bi enqu’ unecel l ul epui ssedi ssi peruncour anti mpor t ant ,i lestpr éf ér abl ede di sposerd’ unedi odeant i r et our ,l aquel l eempêcheégal ementdegaspi l l erdansune aut r e cel l ul e occul t ée une par t i e de l a pui ssance pr odui t e par l es cel l ul es f onct i onnantnor mal ement .Pourl i mi t ercesper t esetpr ot égerl escel l ul es,onpl ace doncunedi odeensér i e,appel éedi odesér i e,t out esl esncel l ul es( nét antf onct i on descar act ér i st i quesdumont age) . Fi gur e4.16:Schémaél ect r i queéqui v al entdumont agepar al l èl e MmeMAZOUZLEKHAL. N ELN/ M2/ ESEPage 50 Sy st èmesEner gét i quesAut onomes Af i ndel i mi t erl esper t esdepui ssanceauni v eaudecesdi odes, l esf abr i cant sempl oi ent génér al ementdesdi odesdet y peSchot t ky( parexempl el essér i es1N5817, 18et19pour descour ant sdel ’ or dr ede1A, etSD51ouMBR340M pourl escour ant sde20Aoupl us) dontl eschut esdet ensi onsenf onct i onnementdi r ectsontsouv enti nf ér i eur esà0, 4V( 11) . - Ut i l i sat i ondesdi odesby passetsér i es[ 11] Lesdi odesby passdepr ot ect i ond’ associ at i ondecel l ul esensér i esontmont ées: Parl esf abr i cant sl or sdel ’ associ at i on descel l ul esen sér i e( pour pr ot égerl es cel l ul es) .El l es ser onti nsér ées dans l es boî t es de connexi ondescel l ul essurchaquemodul el or sdel eur sf abr i cat i ons. Parl esi nst al l at eur sl or sdel ’ associ at i ondemodul esensér i edansl es boî t esdej onct i on.Lesdi odessér i esdepr ot ect i ond’ associ at i onenpar al l èl e : Ne sontpas mont ées parl es f abr i cant sl or s de l ’ associ at i on des cel l ul esenpar al l èl e( i ln’ estpasnécessai r edepr ot égerunecel l ul e occul t éedansunmodul ecompt et enudesf ai bl escour ant smi senj eu) Sontmont éesparl esi nst al l at eur sl or sdel ’ associ at i ondemodul esen par al l èl edansl esboî t esdej onct i onpourl esmodul esoccul t ésdansun ensembl edemodul es. 4. 5MPPT( Maxi mum PowerPoi ntTr acki ng) I lexi st eenv i r onunev i ngt ai nedemét hodesder echer chedupoi ntdepui ssance maxi mal ed’ unchampdemodul es( Maxi mum PowerPoi ntTr acki ng) , dontl ’ ef f i caci t é etl ar api di t év ar i ent . L’ uni t éder égul at i onduconv er t i sseurdepui ssanceassur eunf onct i onnementdu génér at eurPVaupoi ntdef onct i onnementopt i mal( poi ntdepui ssancemaxi mal eou MPP* )pourgar ant i runepr oduct i ondepui ssanceél ect r i quemaxi mal e. Fi gur e4.17:l econt r ôl edespar amèt r esdesor t i esparMPPT Lesdeuxmét hodesl espl uscour ammentr encont r éessontcel l esdi t esduHi l l Cl i mbi ngetduP&O( Per t ur bandObser v e) .Cesdeuxmét hodesf onct i onnentsurl e mêmepr i nci pequiconsi st eàper t ur berl ef onct i onnementdusy st èmeetàanal y ser MmeMAZOUZLEKHAL. N ELN/ M2/ ESEPage 51 Sy st èmesEner gét i quesAut onomes ensui t ecommentl esy st èmer éagi tàcet t eper t ur bat i on:modi f i cat i ondur appor t cy cl i quedehachagepourl amét hodedeHi l l Cl i mbi ng, modi f i cat i ondel at ensi onaux bor nesduchampdemodul esphot ov ol t aï quespourl amét hodeP&O.Lef ai tde modi f i erl er endementdeconv er si ondel ’ ondul eurper t ur bel ecour antcont i nui ssu desmodul esetparconséquentl at ensi onàl eur sbor nesetl apui ssancei nst ant anée dél i v r ée. Cesdeuxmét hodessontdoncbaséessurl econt r ôl edel apui ssancei nst ant anée dél i v r éeparl echampdemodul esPVenf onct i ondev ar i at i onsdel at ensi oncont i nue auxbor nesduchampPV( or gani gr amme1etf i gur es4. 18) . Or gani gr amme1:Pr i nci pedel ' al gor i t hmedesmét hodesdeHi l l Cl i mbi ngetP&O Fi gur e4. 18:I l l ust r at i ondel ' al gor i t hmedesmét hodesdeHi l l Cl i mbi ngetP&O MmeMAZOUZLEKHAL. N ELN/ M2/ ESEPage 52 Sy st èmesEner gét i quesAut onomes Par mil esaut r esmét hodesder echer chedupoi ntdepui ssancemaxi mal e( Maxi mum PowerPoi ntMPP) , onr et i endr a: - Lamét hodeI ncCond( I ncr ement alConduct ance)quiconsi st eàcompar erl a conduct ancei ncr ément al eΔI / ΔUetdel acompar eraur appor tI / U:ΔI / ΔU= I / UauMPP, >I / UàgaucheduMPPet<I / Uàdr oi t eduMPP. - Lamét hodedi t edel at ensi ondeci r cui touv er tf r act i onnai r e( Fr act i onalOpen Ci r cui tVol t age) , baséesurl apr opor t i onnal i t éent r el at ensi ondeci r cui touv er t ( Vco)etl at ensi onaupoi ntdepui ssancemaxi mal e( Vmpp) . - Lamét hodedi t educour antdecour t ci r cui tf r act i onnai r e( Fr act i onalShor t Ci r cui tCur r ent )baséesurl apr opor t i onnal i t éent r el ecour antdecour t ci r cui t ( I cc)etl ecour antaupoi ntdepui ssancemaxi mal e( I mpp) . - Lecont r ôl edel aMPPabasedel ogi quef l oue( FuzzyLogi cCont r ol ) - Lecont r ôl eduMPPàbaseder éseauxneur onaux( Neur al Net wor k) - Lamét hodeRCC ( Ri ppl eCor r el at i onCont r ol )quiconsi st eenl ’ anal y sedes i nt er f ér encescauséesparl ’ ondul eursurl at ensi onetl ecour antduchampde modul esPV - Lamét hodedebal ay ageducour ant( Cur r entSweep)quiper metdecal cul er pér i odi quementl acar act ér i st i quet ensi oncour antduchampdemodul esPV etd’ endét er mi nerl eMPP. - Lamét hodedecont r ôl edel at ensi onauxbor nesducondensat eurd’ ent r éede l ’ ondul eur( DCLi nkCapaci t orDr oopCont r ol ) - Lamét hoded’ opt i mi sat i ondel apui ssancedesor t i edel ’ ondul eur( Load Cur r entorLoadVol t ageMaxi mi zat i on)baséesurl ef ai tquesil apui ssancede sor t i edel ’ ondul eurestmaxi mal e, al or sl echampdemodul esPVf onct i onneà sonMPP* - Lamét hodeducont r ôl edP/ dVoudP/ dI( dP/ dVordP/ dIFeedbackCont r ol ) quiconsi st eàanal y serl apent edel acour bePui ssanceTensi onduchampde modul esPV( nul l eaupoi ntdepui ssancemaxi mal e,posi t i v eav antl eMPPet négat i v eapr ès) . 4. 6Car act ér i st i quesetconnect i quephot ov ol t aï que[ 11] Sousécl ai r ement ,l acar act ér i st i queI ( V)del aphot odi odenepassepl usparl ' or i gi ne descoor données,i lexi st euner égi ondansl aquel l el epr odui t( V* I )estnégat i f ,l a di odef our ni tdel ' éner gi e.Sionsel i mi t eàcet t er égi onact i v eetsioncompt e posi t i v ementl ecour anti nv er se, Fi gur e4. 19: Lacar act ér i st i queI ( V)d’ unmodul ephot ov ol t aï que MmeMAZOUZLEKHAL. N ELN/ M2/ ESEPage 53 Sy st èmesEner gét i quesAut onomes Nouspouv onsdécomposerl acar act ér i st i queI ( V)d’ ungénér at eurphot ov ol t aï que en3zonesFi gur e( 4. ): • Une zone assi mi l abl e à un génér at eurde cour ant I r opor t i onnelà cc p l ’ i r r adi at i on.d’ admi t t ancei nt er nepouv antêt r emodél i séepar :( 1/Rsh)( Zone 1) . • Unezoneassi mi l abl eàungénér at eurdet ensi on VC0 d’ i mpédancei nt er ne équi v al ent eàRS( Zone2) . • Unezoneoùl ’ i mpédancei nt er nedugénér at eurv ar i et r èsf or t ementdeRS à RSH ( Zone3) . C’ estdansl a( Zone3)quesi t uel epoi ntdef onct i onnementpourl equell apui ssance f our ni eparl egénér at eurestmaxi mal e.Cepoi ntestappel époi ntdepui ssance opt i mal e,car act ér i sé parl e coupl e( I ,etseul e une char ge dontl a mpp,V mpp) car act ér i st i que passe parce poi nt ,per metd’ ext r ai r el a pui ssance maxi mal e di sponi bl edansl escondi t i onsconsi dér éesd’ oùl anot i onduTRACKI NG DE LA PUI SSANCEOPTI MALEDUPANEAUSOLAI RE 4. 7L’ ondul eur[ 13] Auni v eaumondi al ,l emar chédessy st èmesphot ov ol t aï quesconnaî t ,depui s mai nt enantpl usde10ans,unt auxdecr oi ssancet r èsél ev é,del ’ or dr ede30à40% par an. Cet t e cr oi ssance except i onnel l e,due pr i nci pal ement aux sy st èmes phot ov ol t aï quesr accor désaur éseaudedi st r i but i ond’ él ect r i ci t é,set r adui tbi en év i demmentpardesi nnov at i onst echnol ogi quesetunebai ssedecoût sdesmodul es phot ov ol t aï quesmai saussiàdesef f or t si mpor t ant sder echer cheetdév el oppement dansl edomai nedel ’ él ect r oni quedepui ssance. Enef f et ,l esper f or mancest echni quesetl af i abi l i t édesondul eur sut i l i séspourl e r accor dementdesmodul esphot ov ol t aï quessy st èmesau r éseau dedi st r i but i on d’ él ect r i ci t é,sontdes par amèt r es quipeuv entt r ès f or t ementf ai r ev ar i erl a pr oduct i ond’ éner gi eél ect r i queannuel l eetdoncl ar ent abi l i t éf i nanci èr ed’ unsy st ème. 4. 7. 1Rôl e Unondul eurestundi sposi t i fper met t antdet r ansf or merenal t er nat i funeéner gi e él ect r i quedet y pecont i nue.I l ssontut i l i sésenél ect r ot echni quepour: - Soi tf our ni rdest ensi onsoucour ant sal t er nat i f sdef r équenceetampl i t udes v ar i abl es. Ex:C’ estl ecasdesondul eur sser v antàal i ment erdesmot eur sàcour antal t er nat i f dev antt our neràv i t essev ar i abl eparexempl e( l av i t esseestl i éeàl af r équencedes cour ant squi t r av er sentl amachi ne) . - Soi tf our ni runeoudest ensi onsal t er nat i v esdef r équenceetd’ ampl i t udef i xes. Ex:C’ estl ecasenpar t i cul i erdesal i ment at i onsdesécur i t édest i néesàsesubst i t uer aur éseauencasdedéf ai l l ancedecel ui ciparexempl e.L’ éner gi est ockéedansl es bat t er i es de secour s estr est i t uée sous f or me cont i nue,l ’ ondul eurestal or s nécessai r epourr ecr éerl af or medet ensi onetf r équencedur éseau. Ondi st i nguel esondul eur sdet ensi onetl esondul eur sdecour ant ,enf onct i ondel a sour ced’ ent r éecont i nue:sour cedet ensi onousour cedecour ant .Lat echnol ogi e desondul eur sdet ensi onestl apl usmaî t r i séeetestpr ésent edansl apl upar tdes MmeMAZOUZLEKHAL. N ELN/ M2/ ESEPage 54 Sy st èmesEner gét i quesAut onomes sy st èmesi ndust r i el s,danst out esl esgammesdepui ssance( quel quesWat t sà pl usi eur sMW) . 4. 7. 2Pr i nci pe Lesondul eur sdest i nésauxsy st èmesphot ov ol t aï quessontquel quespeudi f f ér ent s desondul eur scl assi quesut i l i sésenél ect r ot echni que,mai sl ’ obj ect i fdeconv er si on AC/ DCestl emême.Lapr i nci pal ecar act ér i st i quedel ’ ondul eurPVestl ar echer che dumei l l eurpoi ntdef onct i onnementdusy st ème. Enef f et , l egénér at eurPV( ensembl edemodul esPV)aunecour becar act ér i st i queI V nonl i néai r e( f i gur e4. 20) . Pourunécl ai r ementetunet empér at ur edonnés,l at ensi onenci r cui touv er touà f or t echar geestàpeupr ésconst ant e( assi mi l abl eàunesour cedet ensi on) ,t andi s qu’ encour t ci r cui touàf ai bl echar gel ecour antestpr at i quementconst ant( sour cede cour ant ) .Legénér at eurn’ estal or sniv r ai mentunesour cedet ensi onniv r ai mentune sour cedecour antnonpl us. Lat ensi ondeci r cui touv er testsensi bl eàl at empér at ur eetdi mi nuequandl a t empér at ur eaugment e.Lecour antdecour t ci r cui testquantàl uipr opor t i onnelà l ’ écl ai r ement: augment esi l ’ écl ai r ementaugment e. Lemei l l eurpoi ntdef onct i onnementdusy st èmecor r espondaupoi ntdecet t ecour be oùl apui ssance,pr odui tdel at ensi onetducour ant ,estmaxi mi sée.I lsesi t ueau mi l i eudel acar act ér i st i que.( Fi gur e4. 20) Enr égi meper manentét abl i ,l at ensi onetl ecour antducapt eursontconsi dér és commeconst ant s.L’ ut i l i sat i ond’ unondul eurdet ensi onpl ut ôtqu’ unondul eurde cour antestal or sessent i el l ementmot i v éepardesr ai sonst echnol ogi ques. L’ ondul eurdet ensi oni mposeàsasor t i eunsy st èmedet ensi onssousf or mede cr éneauxmodul ésenl ar geurd’ i mpul si ons( MLIouPWM enangl ai s) .Cescr éneaux neposentaucunpr obl èmepourl ’ al i ment at i ond’ unmot eur ,mai ssonti ncompat i bl es av ecl est ensi onssi nusoï dal esdur éseau. Onpl aceal or sent r echaquesor t i edel ’ ondul euretchaquephasedur éseau( ondul eur monophasé ou t r i phasé)une i nduct ance quij oue l er ôl e de f i l t r e etper metà l ’ ondul eurdef our ni raur éseaudescour ant squasisi nusoï daux:d’ unpoi ntdev ue f or mel el l et r ansf or mel ’ ondul eurdet ensi onenondul eurdecour ant .( Fi gur e4. 21) Fi gur e4. 20: Fi l t r agedel at ensi onparl ’ i nduct ancedesor t i e MmeMAZOUZLEKHAL. N ELN/ M2/ ESEPage 55 Sy st èmesEner gét i quesAut onomes UDCcor r espondàl at ensi onauxbor nesducondensat eurd’ ent r éed’ unmont age si mpl e( f i gur e4. 20)etUL1àl at ensi oni nj ect éeaur éseaudoncdef r équence50Hz . Pr i nci pauxt y pesd’ ondul eur sr encont r és Les ondul eur s sontdes st r uct ur es en pontconst i t uées l e pl us souv ent d’ i nt er r upt eur sél ect r oni quescommedesI GBT( t r ansi st or sdepui ssance) .Dansl e casst andar d, parunj eudecommut at i oncommandéedemani èr eappr opr i ée, l epl us souv entparMLI ,l ’ éner gi eél ect r i quecont i nuef our ni eestmodul éeaf i nd’ obt eni run si gnal al t er nat i fàl af r équencedur éseau. I lexi st edenombr euxci r cui t sél ect r oni quesquiper met t entder éal i serconv er si on d’ éner gi eél ect r i que: Lemont agel epl ussi mpl eestcomposédet hy r i st or s.Cet t et echnol ogi eét ai tut i l i sée dansl espr emi er sondul eur sPV( etestencor edi sponi bl eenmonophaséett r i phasé) Peucher ,i lpr ésent ecependantuncour antdesor t i epl usoumoi nsr ect angul ai r e i ndui santdel apui ssancer éact i v eetdeshar moni quesquiaf f ect entl er endementde l ’ ondul euretpeuv entper t ur berl er éseau. Fi gur e4.21: Ci r cui tut i l i santdest hy r i st or s La f i gur e 4. 22 pr ésent e un exempl e de ci r cui tsi mpl e composé d’ un pontde t r ansi st or scommandéparPWM.Lesi gnalal t er nat i fobt enuestensui t ef i l t r épar l ’ i nduct anceLdsi t uéeav antl et r ansf or mat eur( ouLacsurl esaut r esschémas)af i n d’ obt eni runsi gnal al t er nat i fsi nusoï dal àl af r équencedur éseau. Ceder ni ersi gnalestensui t eaj ust éàl at ensi ondur éseauparunt r ansf or mat eur 50Hzqui appor t eenmêmet empsunei sol at i ongal v ani queaumont age. Fi gur e4. 22: Ci r cui tsi mpl eut i l i santunpontdet r ansi st or s MmeMAZOUZLEKHAL. N ELN/ M2/ ESEPage 56 Sy st èmesEner gét i quesAut onomes Pourt r av ai l l ersurunegammedet ensi onsd’ ent r éepl usl ar ge,unconv er t i sseur él év at eur( boost )peutêt r er aj out éenent r éedupont . Fi gur e4. 23: Ci r cui tàpontdet r ansi st or sav ecconv er t i sseurél év at eur Lemont agedel af i gur e4. 24compr end3ét agesdi f f ér ent s.I lestcomposéd’ un t r ansf or mat eurhaut ef r équencequiadapt el at ensi ond’ ent r éet outenr édui santl e poi dsdel ’ ondul eur .Àsasor t i e, l esi gnalestal t er nat i f .Unr edr esseurper metal or sde l econv er t i rencont i nu.Lepontdesor t i eper metparmodul at i ond’ ampl i t udede t r ansf or mercesi gnalcont i nuenunsi gnalal t er nat i fsi nusoï daladapt éàl af r équence dur éseau. Fi gur e4. 24: Ci r cui tà3ét agesav ect r ansf or mat eur *haut ef r équence Lemont agedel af i gur e4. 25estconst i t uéde4ét ages.Ceci r cui tnécessi t el e cont r ôl ede7i nt er r upt eur scont r e8pourcel uidel af i gur e6.I lestcomposéd’ un conv er t i sseurabai sseurde t ensi on,d’ un mont age di t« pushpul l» sui v id’ un r edr esseur , etd’ unpontdesor t i e. Lapar t i e«conv er t i sseurabai sseur+t r ansf or mat eurpushpul l»per metd’ adapt erl a t ensi ond’ ent r ée.El l eper metàl ’ ondul eurd’ av oi runepl usl ar gegammedet ensi ons d’ ent r éepossi bl edoncunepl usgr andef l exi bi l i t éd’ associ at i onav ecl esmodul esPV. Ler edr esseur«r edr esse»l at ensi onensor t i edupushpul l ,etl epontdesor t i e per metparmodul at i ond’ ampl i t udedet r ansf or mercesi gnalcont i nuenunsi gnal al t er nat i fsi nusoï dal adapt éàl af r équencedur éseau. MmeMAZOUZLEKHAL. N ELN/ M2/ ESEPage 57 Sy st èmesEner gét i quesAut onomes Fi gur e4. 25: Ci r cui tà4ét agesav ecmont agepushpul l Enf i n,l emont agedel af i gur e4. 26r epr ésent eunexempl esi mpl edel at echnol ogi e desondul eur ssanst r ansf or mat eur .Enél i mi nantl et r ansf or mat eur ,génér at eurde per t esi mpor t ant esdansl eci r cui tl or sdel aconv er si on depui ssance,on peut augment erl er endement . I lf aut cependant pr endr e en compt e l es pr obl èmes de compat i bi l i t é él ect r omagnét i que que l e t r ansf or mat eur per met t ai t d’ él i mi ner par i sol at i on gal v ani que. Dansceci r cui t ,S1( pourl escour ant sposi t i f setnégat i f s)etS2( pourl escour ant s posi t i f s)sontcommandésenhaut ef r équenceetl esaut r esi nt er r upt eur sen50Hz ( f r équencedur éseau) .Pourdest ensi onsd’ ent r éepl usgr andes, S1peutêt r econt r ôl é seulenhaut ef r équenceetl es4aut r esen50Hzpourf or merunconv er t i sseur abai sseuretunconv er t i sseurpushpul l . Dansl es2cas, l edésav ant agedecemont ageestl at r èsf or t et ensi onappl i quéeaux bor nesdesi nt er r upt eur s. Fi gur e4. 26: Ci r cui tOndul eursanst r ansf or mat eur *di t«àTopol ogi edeKar schny» Rôl educondensat eurd’ ent r ée Tousl esci r cui t spr ésent ésdi sposentenent r éed’ uncondensat eurr éf ér encéC1de f or t ecapaci t é,quiaunr ôl et r èsi mpor t antpourl esondul eur sphot ov ol t aï quesdans l emai nt i end’ unpoi ntdef onct i onnementst abl e. I launef onct i ond’ accumul at eurd’ éner gi eetunef onct i ondef i l t r agedesf l uct uat i ons det ensi onduesauxcommut at i ons.I lassur eai nsiunécoul ementhomogènedu cour antdugénér at eurPVv er sl er éseauenmai nt enantl at ensi onconst ant e. Lescondensat eur sél ect r ol y t i ques( él ect r ochi mi ques)al umi ni um sontut i l i sésdans MmeMAZOUZLEKHAL. N ELN/ M2/ ESEPage 58 Sy st èmesEner gét i quesAut onomes desappl i cat i onsencour antcont i nuouàt r èsbassesf r équencesetsontceux génér al ementr encont r és dans l es sy st èmes PV.I l s pr ésent entdes v al eur s de capaci t ési mpor t ant esetunef ai bl er ési st ancesér i e. 4. 7. 3Car act ér i st i quesetr endement Rendementmaxi mal: L’ ef f i caci t édesondul eur snecessed’ augment erdepui scesder ni èr esannées. Cet t eamél i or at i onpar t i ci pe,bi enent endu,àl aconst ant edi mi nut i ondescoût sde l ’ él ect r i ci t égénér éeparl ePV. I lya15ans,90%ét ai tconsi dér écommeunt r èsbonr endementdessy st èmesPV. Auj our d’ hui ,l esmei l l eur sondul eur sat t ei gnentdespi csder endementde98% etl a moy enneestà95, 2%. L’ aut r eamél i or at i onf r appant eestcel l edu«r endementeur opéen» ,quipr enden compt el ’ ef f i caci t éàchar gepar t i el l edel ’ ondul eur .Àcaused’ unmauv ai sr endement àchar gepar t i el l e,l av al eurduRendementeur opéenestpl usf ai bl equecel l edu r endementmaxi mal .I lya15ans,el l epouv ai tat t ei ndr ej usqu’ à5%demoi nsquel e r endementmaxi malal or squ’ auj our d’ huil adi f f ér enceestcompr i seent r e1et2%, pourl esmei l l eur smodèl es. LeRendementeur opéenmoy endesondul eur spr ésent ssurl emar chéen2007estde 94, 4%. D’ unpoi ntdev uet echni que,i ldev r ai têt r epossi bl eder édui r eà0, 5% cetécar ten opt i mi santl ’ ef f i caci t éàchar gepar t i el l e. Le r endementmaxi malestaussiamené à augment erj usqu’ à 99% dans l es pr ochai nesannées.Uneaugment at i onde1%( de98%à99%)del ’ ef f i caci t ési gni f i e des per t es t her mi ques di v i sées par2,ce quiestext r êmementi mpor t antpour l ’ amél i or at i ondel adur éedev i edescomposant setdoncdesondul eur s. Moi ns de per t es t her mi ques si gni f i ent égal ement que l es sy st èmes de r ef r oi di ssement snesontpl usnécessai r esetquel esdi mensi onsdesboî t i er sdes ondul eur speuv entêt r er édui t es. Cet t eamél i or at i ondur endementpeutêt r eobt enueenopt i mi santl escomposant s ut i l i sésaf i nd’ av oi rl emoi nsdeper t esdechal eurpossi bl e. Lesr echer chessurl espr emi er st r ansi st or sdepui ssanceennanot ubescont i nuent . I l spour r ai entr empl acerl est r ansi st or sI GBTetdi mi nuerconsi dér abl ementl esper t es, déj àf ai bl esav ecl esI GBT. Unmoy ender édui r el esper t esdansl est r ansi st or sestd’ enmont erpl usi eur sen par al l èl epl ut ôtqu’ unseul ,af i ndedi mi nuerl esper t esl or sduf onct i onnementà char gepar t i el l e. Gammedet ensi onsd’ ent r ée Cer t ai nsconst r uct eur sontchoi sil ’ él ar gi ssementdel agammedet ensi ons d’ ent r éedel ’ ondul eurcommeaxed’ amél i or at i ondel eur snouv eauxpr odui t s. Unel ar gegammed’ ent r éef aci l i t el echoi xdel ’ ondul eurl or sdudi mensi onnementdu sy st èmeetf aci l i t el agest i ondesst ockspourl econst r uct eur . Unmodul ePVdepl usoudemoi nsdansl esy st èmener emetpl usf or cémenten causel echoi xdel ’ ondul eur . En r ev anche,i ln’ estpassuf f i santd’ av oi rune t ensi on de sor t i edu génér at eur compr i sedansl agammedet ensi onsd’ ent r éedel ’ ondul eurpourav oi runr endement MmeMAZOUZLEKHAL. N ELN/ M2/ ESEPage 59 Sy st èmesEner gét i quesAut onomes maxi mal .I lya l a possi bi l i t é d’ opt i mi serl ar el at i on,comme en démont r el es gr aphi quesdel af i gur e12. Cependanti ln’ estpaspossi bl ed’ af f i r merqu’ unegr andet ensi onestpl usadapt ée qu’ unet ensi onpl usf ai bl e,carl ar éponsenedépendquet r opdel at opol ogi edu ci r cui tdel ’ ondul eurcommeonpeutl ev oi rsurl af i gur e4. 27. Fi gur e4. 27: I nf l uencedel at ensi ondugénér at eurPVsurl agammedet ensi onsd’ ent r éedel ’ ondul eur Cer t ai nsconst r uct eur sontchoi sid’ ut i l i serdesconv er t i sseur sél év at eur s( « boost» )pourél ar gi rcet t egammed’ ent r ée.I l sper met t entdeconv er t i rdepet i t es t ensi onsd’ ent r éeav ecdescour ant si mpor t ant sen gr andest ensi onsetf ai bl es cour ant s.L’ ondul eurnenécessi t eal or spasdepui ssantt r ansf or mat eur .I lestpl us ai séd’ amél i or erl ’ ef f i caci t éent r av ai l l antav ecdescour ant sf ai bl escarl esper t es sontmoi nsi mpor t ant es,mêmesil econv er t i sseurl ui mêmepr ov oquequel ques per t es. L’ engouementdesconst r uct eur sestcependantf r ei néparl er endement .Enef f et ,i l appar aî tquel esondul eur sPVontt endanceàf onct i onnerav ecdef or t sr endement s dansunegammedet ensi onsd’ ent r éepl ut ôtét r oi t e Ai nsil e dév el oppement d’ une t endance cont r ai r e ser ai t donc pr obabl e :l e dév el oppementd’ ondul eur sopt i mi séspourt r av ai l l erdansunegammedet ensi ons d’ ent r éer édui t emai spar f ai t ementadapt éeausy st ème. Ladur éedev i e Unegar ant i ede5anssurl espr odui t sestdev enuel anor mechezl esconst r uct eur s, al or squ’ el l en’ ét ai tquede2ans, i l yaquel quesannées. I lestpossi bl ed’ ét endr el agar ant i eà10ans, v oi rà20anssui v antl esconst r uct eur s. Cet t eét enduedel adur éedev i eestl er ésul t atdel ’ ut i l i sat i ondecomposant sde mei l l eur equal i t é, sur di mensi onnésoupl usr ési st ant sauxhaussesdet empér at ur es. MmeMAZOUZLEKHAL. N ELN/ M2/ ESEPage 60 Sy st èmesEner gét i quesAut onomes 4. 8Exempl ed’ unei nst al l at i onphot ov ol t aï que[ 15] Unei nst al l at i onphot ov ol t aï queensi t ei sol éestunei nst al l at i onquin' estpasr el i ée aur éseauél ect r i que.L' éner gi equiestpr odui t eestst ockée( dansdesbat t er i es)et peutensui t eêt r eut i l i séepoural i ment ert outt y ped' appar ei lél ect r i quef onct i onnant en12V, 24Vou220V. Fi gur e4. 28: Unei nst al l at i onphot ov ol t aï queensi t ei sol é Lespanneauxphot ov ol t aï quespr odui sentl ' éner gi eél ect r i que Lesmodul esphot ov ol t aï quest r ansf or mentl ’ éner gi esol ai r e( l al umi èr e)enéner gi e él ect r i queencour antcont i nu. Chaquemodul esol ai r eaunet ensi onnomi nal ede12ou24Vol t seti l sser ont câbl ésenpar al l èl eouensér i eaf i nd' obt eni rl at ensi onetl ' i nt ensi t édési r ées.Le cour antsor tal or sent ensi on12, 24ou48v ol t s. Legr osav ant agedecet t epr oduct i ond’ éner gi e,estquel at r ansf or mat i ondel a l umi èr eenél ect r i ci t és' ef f ect uesansbr ui tni pol l ut i on. Ler égul at eursol ai r er égul eaut omat i quementl achar gedesbat t er i es Ler égul at eursol ai r er égul el achar gedupar cbat t er i esaf i nd’ év i t erl essur char ges oul esdéchar gest r oppr of ondesdesbat t er i es: -i ll i mi t e,v oi rst oppe,l achar gedel abat t er i esol ai r eparl emodul ephot ov ol t aï que quandl abat t er i eestcompl èt ementchar gée; -i lr al ent i tl adéchar gepardél est agedel ' ut i l i sat i on,v oi rmêmel ’ ar r êtt ot al ,af i n d’ év i t erl esdéchar gespr of ondesr i squantd' endommagerl esbat t er i es. Ler égul at eursol ai r ei ndi queenper manencel ' ét atdef onct i onnementdupanneau phot ov ol t aï queetl ' ét atdechar gedel abat t er i esol ai r e.Cetaf f i chagesef ai tsoi tv i a desLEDs, soi tv i aunécr andi gi t al i nt égr éoudépor t é. Lest ockagedel ’ él ect r i ci t édansl esbat t er i essol ai r es Lesbat t er i essol ai r e,appel éesaussibat t er i esàdéchar gel ent e,st ockentl ' éner gi e pr odui t e par l es modul es phot ov ol t aï ques af i n d’ assur er l ' al i ment at i on des consommat eur sent out esci r const ances( j ourounui t , ci el dégagéoucouv er t ) . Ces bat t er i es sontspéci f i quementconçues pourl es appl i cat i ons sol ai r es ou éol i ennes.El l esn' ontpasl esmêmescar act ér i st i quesqu' unebat t er i edev oi t ur epar exempl e. Lacapaci t éd’ unebat t er i es’ expr i meenAh( Ampèr e/ heur e)etsat ensi onestde12 MmeMAZOUZLEKHAL. N ELN/ M2/ ESEPage 61 Sy st èmesEner gét i quesAut onomes Vol t s( l epl ussouv ent ) ,6Voupar f oi s2V( pourl esi nst al l at i onsphot ov ol t aï quesl es pl usi mpor t ant es) . Leconv er t i sseurdet ensi onouondul eur Unconv er t i sseur ,ouondul eur , t r ansf or mel ecour antcont i nudesbat t er i es( 12Vou 24Vou48V)encour antal t er nat i f230Vol t s. Pourcel a,i lsuf f i tder accor derl esbor nessi t uéessurl econv er t i sseurauxcosses desbat t er i esenr espect antl apol ar i t édesdeux,soi t+sur+,-sur.Lesappar ei l s él ect r i quesquev oussouhai t ezal i ment ersontensui t esi mpl ementbr anchéssurl a oul espr i ses220/ 230V duconv er t i sseur( not a:l asommedespui ssancesdes appar ei l sbr anchéssurl econv er t i sseurdoi têt r ei nf ér i eur eàl apui ssancei ndi quée pourl e conv er t i sseur ) .Souv enti lesti nt ér essantde f ai r e al i ment erparce conv er t i sseurun pet i tt abl eau él ect r i que sécur i sé pardes f usi bl es ( et / ou des di sj onct eur s) à par t i r duquel pl usi eur s l i gnes él ect r i ques al i ment er ont l es consommat eur s. I lexi st edeuxt y pesdeconv er t i sseur s: quasi si nusoupursi nus.Lesi gnalél ect r i que émi sparunondul eurquasisi nusestmoi nsr égul i erquecel uid' unpursi nus.Cel a i mpl i quequel ' ut i l i sat i on d' un ondul eurquasisi nusestr ecommandéeav ecl es appar ei l s él ect r i ques quine sontnii nduct i f s niél ect r oni ques :écl ai r age à i ncandescence,f eràr epasser ,caf et i èr e,pl aques,f our ,conv ect eur ,f r i go,r adi o,TV cat hodi que. . . Pourl esaut r esappar ei l s( écr anspl asmaouLCD,or di nat eur s,mat ér i eldemesur e, …)nousr ecommandonsf or t ementl ' ut i l i sat i ondeconv er t i sseur spursi nus. I lestpr éconi sédemi ni mi seraut antquepossi bl el adi st anceducâbl eRégul at eurBat t er i e etBat t er i e -Ondul eur( i nf ér i eurà 6m)af i n d' év i t erl es déper di t i ons d' él ect r i ci t é.Lagr andemaj or i t édesf abr i cant spr oposedesappar ei l spr écâbl éssur1 à2m. MmeMAZOUZLEKHAL. N ELN/ M2/ ESEPage 62 Sy st èmesEner gét i quesAut onomes 5. 1Lesf ami l l esd’ éner gi er enouv el abl es 5. 1. 1Éner gi esol ai r e 5. 1. 2Éner gi eéol i enne 5. 1. 3Éner gi ehy dr aul i que 5. 1. 4Bi omasse 5. 1. 5Géot her mi e 5. 2Lesdi f f ér ent eséner gi esr enouv el abl esdansl emonde 5. 3Rent abi l i t é MmeMAZOUZLEKHAL. N ELN/ M2/ ESEPage 63 Sy st èmesEner gét i quesAut onomes 5. 1Lesf ami l l esd’ éner gi er enouv el abl es[ 8] Four ni esparl esol ei l ,l ev ent ,l achal eurdel at er r e,l eschut esd’ eau,l esmar éesou encor el acr oi ssancedesv égét aux,l eséner gi esr enouv el abl esn’ engendr entpasou peudedéchet soud’ émi ssi onspol l uant es.El l espar t i ci pentàl al ut t econt r el ’ ef f etde ser r eetl esr ej et sdeCO2dansl ’ at mosphèr e,f aci l i t entl agest i onr ai sonnéedes r essour cesl ocal es, génèr entdesempl oi s Lesol ai r e( sol ai r ephot ov ol t aï que,sol ai r et her mi que) ,l ’ hy dr oél ect r i ci t é,l ’ éol i en,l a bi omasse,l a géot her mi e sontdes éner gi es f l ux i népui sabl es parr appor taux «éner gi es st ock» t i r ées des gi sement s de combust i bl es f ossi l es en v oi e de r ar éf act i on:pét r ol e,char bon,l i gni t e,gaznat ur el .Ent r ezdansl ’ uni v er sdeséner gi es r enouv el abl es:Quel l essour cesd’ éner gi es?Pourquel sbesoi ns?Commentl es capt er , l est r ansf or mer?Sousquel l ef or mel esut i l i ser? - L’ éner gi esol ai r e L’ éner gi esol ai r ephot ov ol t aï que LeSol ai r et her mi quebasset empér at ur e Lesol ai r et her mi quehaut et empér at ur e L’ éner gi eéol i enne L’ éner gi ehy dr aul i que-Hy dr oél ect r i ci t é Lagr andehy dr aul i que Lapet i t ehy dr aul i que Leséner gi esmar i nes Labi omasse Boi séner gi e Lebi ogaz Lesbi ocar bur ant s LaGéot her mi e Ar chi t ect ur ebi ocl i mat i que 5. 1. 1Éner gi esol ai r e Ener gi esol ai r et her mi quebasset empér at ur e Lesr ay onsdusol ei l ,pi égéspardescapt eur st her mi quesv i t r és,t r ansmet t entl eur éner gi eàdesabsor beur smét al l i ques-l esquel sr échauf f entunr éseaudet uy auxde cui v r eoùci r cul eunf l ui decal opor t eur .Cetéchangeurchauf f e àsont ourl ’ eau st ockéedansuncumul us.Unchauf f eeausol ai r epr odui tdel ’ eauchaudesani t ai r e ouduchauf f agegénér al ementdi f f uséparun " pl anchersol ai r edi r ect " . Tousl esdi sposi t i f squiagi ssentcommecapt eur ssol ai r est her mi quessontdepl us enpl usi nt égr ésdansl espr oj et sd’ ar chi t ect ur ebi ocl i mat i que( mai sonssol ai r es, ser r es, mur scapt eur s, mur sTr ombe…) . Ener gi esol ai r et her mi quehaut et empér at ur e La concent r at i on du r ay onnementsol ai r e surune sur f ace de capt age per met d’ obt eni rdet r èshaut est empér at ur esgénér al ementcompr i sesent r e400 Cet100C. MmeMAZOUZLEKHAL. N ELN/ M2/ ESEPage 64 Sy st èmesEner gét i quesAut onomes Lachal eursol ai r epr odui tdel av apeurquial i ment eunet ur bi nequial i ment eel l emêmeungénér at eurqui pr odui tdel ’ él ect r i ci t é, c’ estl ’ hél i ot her mody nami e. Tr oi s t echnol ogi es di st i nct es sont ut i l i sées dans l es cent r al es sol ai r es à concent r at i on: - Dansl esconcent r at eur spar abol i ques, l esr ay onsdusol ei lconv er gentv er sun seul poi nt , l ef oy erd’ unepar abol e. - Dans l es cent r al es à t our ,des cent ai nes v oi r e des mi l l i er s de mi r oi r s ( hél i ost at s)sui v entl acour sedusol ei letconcent r entsonr ay onnementsurun r écept eurcent r al pl acéausommetd’ unet our . - Tr oi si èmet echnol ogi e:descapt eur scy l i ndr opar abol i quesconcent r entl es r ay onsdusol ei l v er sunt ubecal opor t eursi t uéauf oy erducapt eursol ai r e. Apr èspl usi eur sannéesdesommei l l af i l i èr esol ai r ehaut et empér at ur er epar tdepl us bel l enot ammentdansl espay sdel a«sunbel t» . Fi gur e5. 1:Ener gi esol ai r et her mi que 5. 1. 2Éner gi eéol i enne L' éner gi eéol i enneestl ' éner gi eduv ent ,dontl af or cemot r i ce( éner gi eci nét i que)est ut i l i séedansl edépl acementdev oi l i er setaut r esv éhi cul esout r ansf or méeaumoy en d' undi sposi t i faér ogénér at eur ,commeuneéol i enneouunmoul i nàv ent ,enune éner gi edi v er sementut i l i sabl e.L' éner gi eéol i enneestuneéner gi er enouv el abl e. L' éner gi eéol i enneestunesour ced' éner gi ei nt er mi t t ent equin' estpaspr odui t eàl a demande,mai s sel on l es condi t i ons mét éor ol ogi ques;el l e nécessi t e donc des i nst al l at i onsdest ockageoudepr oduct i onder empl acementpendantsespér i odes d' i ndi sponi bi l i t é.Lapr oduct i onél ect r i queéol i ennepeutêt r epr év ueav ecuneassez bonnepr éci si on.Sapar tdansl apr oduct i onmondi al ed' él ect r i ci t éat t ei gnai t4, 8%en 2018etestest i méeà5, 3%en2019.Lespr i nci pauxpay spr oduct eur ssontl aChi ne ( 28, 4%dut ot al mondi al en2019) , l esÉt at sUni s( 21, 2%)etl ' Al l emagne( 8, 8%) . 5. 1. 3Éner gi ehy dr aul i que ÀL’ i magedesmoul i nsàeaudej adi s, l ’ hy dr oél ect r i ci t éoupr oduct i ond’ él ect r i ci t épar capt agedel ’ eauestappar ueaumi l i euduXI Xesi ècl e.L' eauf ai tt our nerunet ur bi ne qui ent r aî neungénér at eurél ect r i quequi i nj ect el esKi l owat t heur essurl er éseau. MmeMAZOUZLEKHAL. N ELN/ M2/ ESEPage 65 Sy st èmesEner gét i quesAut onomes L' éner gi ehy dr aul i quer epr ésent e19% del apr oduct i ont ot al ed' él ect r i ci t édansl e monde.C’ estl asour ced' éner gi er enouv el abl el apl usut i l i sée.Cependant ,t outl e pot ent i el hy dr oél ect r i quemondi al n’ estpasencor eexpl oi t é. Lagr andehy dr aul i que Estl ’ éner gi ei ssuedesbar r ages.Cet t eéner gi esecomposededeuxf i l i èr es, appel ées Lagr andehy dr aul i queetl apet i t ehy dr aul i que. Ladi f f ér enceent r esesdeuxappel l at i ons,estd’ unepar tr el at i v eàl apui ssance él ect r i que, etd’ aut r epar tdépendantduseui l f i xéparl acommi ssi oneur opéenne. Ai nsi ,L’ hy dr oél ect r i ci t éoupr oduct i ond’ él ect r i ci t éparcapt agedel ’ eauestappar ue aumi l i euduXI Xesi ècl e. L’ eauf ai tt our nerunet ur bi nequient r aî neungénér at eurél ect r i quequii nj ect el es Ki l owat t heur essurl er éseau. L’ éner gi e hy dr aul i que estut i l i sée depui s des si ècl es pourpr odui r e de l ’ éner gi e mécani que.L’ hy dr oél ect r i ci t écommenceàsedév el opperdansl esannées1880 ( i nv ent i onenFr ancedel at ur bi neen1827) . Lest ur bi nesél ect r i quesontquasicompl èt ementr empl acél esusagesmécani quesà l af i nduXI Xesi ècl eenEur ope.Ledév el oppementdesr éseauxetl ar echer che d’ économi esd’ échel l eabout i ssentaudév el oppementdel agr andehy dr aul i quedès l esannées30audét r i mentdespet i t esi nst al l at i ons. Fi gur e5. 2:Ener gi egr andehy dr aul i que Lapet i t ehy dr aul i que Sit out esl esi nst al l at i onsdepet i t epui ssancesontr egr oupéessousl et er mede pet i t ecent r al ehy dr aul i que( PCH) , ondi st i nguel api cocent r al e:i nf ér i eur eà20kW, l a mi cr ocent r al e:de20kW à500kW,l ami ni cent r al e:de500kW à2MW,etl apet i t e cent r al e: de2à10MW. Const r ui t eauf i ldel ’ eau, l apet i t ehy dr oél ect r i ci t énedemandenir et enueniv i danges ponct uel l essuscept i bl esdeper t ur berl ’ hy dr ol ogi e, l abi ol ogi eoul aqual i t édel ’ eau. Lesmi cr ocent r al eshy dr oél ect r i quesf onct i onnentcommel esgr andescent r al esdes bar r agesqui expl oi t entl ' éner gi edesf l euv es.Lepot ent i el f r ançai sdecr éat i ondePCH estest i méàaumoi ns1000MW. Éner gi e décent r al i sée,l a pet i t e hy dr oél ect r i ci t é mai nt i entou cr ée une act i v i t é économi quedansl eszonesr ur al es. MmeMAZOUZLEKHAL. N ELN/ M2/ ESEPage 66 Sy st èmesEner gét i quesAut onomes Fi gur e5. 3:Ener gi epet i t ehy dr aul i que Leséner gi esmar i nes Laf i l i èr edeséner gi esmar i nesappel éesaussiéner gi edesocéansout hal assoéner gi es, compr endl edév el oppementdest echnol ogi esetl amaî t r i seetl ’ expl oi t at i on desf l uxd’ éner gi esnat ur el l esf our ni esparl esmer setl esocéans.Onr ecense:l a houl e,l ’ éner gi edesv agues,l ’ éner gi edescour ant s,l ’ éner gi edesmar éesetl ’ éner gi e t her mi quedesmer s( ETM)quit r av ai l l esurl e gr adi entt her mi que ent r el escouches d’ eaudesur f aceetcel l edespr of ondeur s. L’ hy dr oél ect r i ci t émar i nef ai tappelàdest echni quesconnues:usi nemar émot r i cede l aRance( bar r agemar émot eur )ouenpl ei neexpér i ment at i on:houl ogénér at eur s ( sy st èmesàcol onned’ eauosci l l ant e, sy st èmesàdéf er l ement ) , hy dr ol i ennes( hél i ces sousmar i nesou éol i ennessousmar i nes) ,ai l espl anesbat t ant esou osci l l ant es, r ouesàaubesf l ot t ant es… Fi gur e5. 4:Ener gi emar i nes 5. 1. 4Bi omasse El l eCompr endt r oi sf ami l l espr i nci pal es: - Lesboi séner gi eoubi omassesol i de - Lebi ogaz MmeMAZOUZLEKHAL. N ELN/ M2/ ESEPage 67 Sy st èmesEner gét i quesAut onomes - Lesbi ocar bur ant s Cesontt ousdesmat ér i auxd’ or i gi nebi ol ogi queempl oy éscommecombust i bl es pourl apr oduct i ondechal eur , d’ él ect r i ci t éoudecar bur ant s. - Lesboi séner gi eoubi omassesol i de Leboi sestuneéner gi er enouv el abl e.C’ estl apr i nci pal er essour cel i gneuse,mai si l f autégal ementpr endr eencompt ed’ aut r esmat i èr esor gani quest el l esquel apai l l e, l esr ési dussol i desdesr écol t es, l esgr appesdemaï s, l abagassedel acanneàsucr e, l esgr i gnonsd’ ol i v es. EnFr ance, commedansl apl upar tdespay seur opéens, l epr él èv ementf or est i err est e i nf ér i euràl ’ accr oi ssementnat ur el del af or êtl ebi l ancar boneestdoncposi t i f . I lexi st eauj our d’ huidesappar ei l sà combust i bl eboi si nnov ant setef f i cacesà di sposi t i on des par t i cul i er s comme des col l ect i v i t és ou des i ndust r i es.Les chaudi èr esàbi omassebr ûl entdi f f ér ent sbi ocombust i bl es: gr anul ésdeboi s, bûches, pl aquet t esf or est i èr es, sci ur esoucoupeaux. Fi gur e5. 5:l abi omassesol i de - Lebi ogaz Cesontl esmat i èr esor gani quesquil i bèr entl ebi ogazl or sdel eurdécomposi t i on sel onunpr ocessusdef er ment at i on( mét hani sat i on) .Onl ’ appel l eaussi«gaznat ur el r enouv el abl e»ouencor e“ gazdemar ai s” , paropposi t i onaugazd’ or i gi nef ossi l e. Mél ange de mét hane et de gaz car boni que addi t i onné de quel ques aut r es composant s, l ebi ogazestungazcombust i bl e. I l ser tàl apr oduct i ondechal eur , d’ él ect r i ci t éoudebi ocar bur ant . Lebi ogazpeutêt r edi r ect ementcapt édansl escent r esd’ enf oui ssementdesdéchet s oupr odui tdansdesuni t ésdemét hani sat i on. Souspr odui t sdel ’ i ndust r i eagr oal i ment ai r e, bouesdesst at i onsd’ épur at i ons,l i si er s, ani mauxou déchet sagr i col espeuv entêt r emét hani sésdansdesuni t ési ndust r i el l es. MmeMAZOUZLEKHAL. N ELN/ M2/ ESEPage 68 Sy st èmesEner gét i quesAut onomes Fi gur e5. 6:l ebi ogaz - Lesbi ocar bur ant s Lesbi ocar bur ant s,par f oi sappel ésagr ocar bur ant s,sonti ssusdel abi omasse.I l exi st epr i nci pal ementdeuxf i l i èr esi ndust r i el l es:l ’ ét hanoletl ebi odi esel .I l speuv ent êt r eut i l i séspur scommeauBr ési l( ét hanol )ouenAl l emagne( bi odi esel ) ,oucomme addi t i f sauxcar bur ant scl assi ques. L’ ét hanolestpr odui tenFr anceà70%àpar t i rdel abet t er av e,età30%àpar t i rde cér éal es.Lebi odi esel esti ssudesgr ai nesol éagi neuses( col za, t our nesol ) . Lagéot her mi eestl ’ expl oi t at i ondel achal eurst ockéedansl esoussol .L’ ut i l i sat i on des r essour ces géot her mal es se décompose en deux gr andes f ami l l es:l a pr oduct i ond’ él ect r i ci t éetl apr oduct i ondechal eur .Enf onct i ondel ar essour ce, del a t echni queut i l i séeetdesbesoi ns, l esappl i cat i onssontmul t i pl es. Fi gur e5. 7:l ebi ocar bur ant 5. 1. 5Géot her mi e Lecr i t èr equiser tdegui depourbi encer nerl af i l i èr eestl at empér at ur e.Ai nsi ,l a géot her mi eestqual i f i éede«haut eéner gi e»( pl usde150° C) ,«moy enneéner gi e» ( 90à150° C) , «basseéner gi e»( 30à90° C)et«t r èsbasseéner gi e»( moi nsde30° C) . Fi gur e5. 8:l agéot her mi e MmeMAZOUZLEKHAL. N ELN/ M2/ ESEPage 69 Sy st èmesEner gét i quesAut onomes Ar chi t ect ur ebi ocl i mat i que Ar chi t ect ur e passi v e,mai son sol ai r e,bât i mentà éner gi e posi t i v e,haut e qual i t é env i r onnement al e,haut eper f or manceéner gét i que. . .sontaut antdenomspour par l erdel ' ar chi t ect ur ebi ocl i mat i que. Cemodedeconcept i onar chi t ect ur alconsi st eàt r ouv erl emei l l euréqui l i br eent r el e bât i ment , l ecl i matenv i r onnantetl econf or tdel ’ habi t ant . L’ ar chi t ect ur ebi ocl i mat i quet i r el emei l l eurpar t idur ay onnementsol ai r eetdel a ci r cul at i onnat ur el l edel ’ ai rpourr édui r el esbesoi nséner gét i ques,mai nt eni rdes t empér at ur esagr éabl es, cont r ôl erl ’ humi di t éetf av or i serl ’ écl ai r agenat ur el . Fi gur e5. 9:Ar chi t ect ur ebi ocl i mat i que 5. 2Lesdi f f ér ent eséner gi esr enouv el abl esdansl emonde Les r essour ces r enouv el abl es sontv ar i ées eti népui sabl es.Leurconv er si on en éner gi et her mi que,chi mi queouél ect r i quepr ésent epeudedanger shumai nset écol ogi ques.De pl us,l a pr oduct i on peutêt r e cent r al i sée ou décent r al i sée.En r ev anche, el l esecar act ér i separunr endementr el at i v ementf ai bl e, uncoûti mpor t ant etune i nt er mi t t ence de l ar essour ce.Des sy st èmes ut i l i santl ’ éner gi e sol ai r e, éol i enne,hy dr aul i que ai nsique l a bi omasse f onct i onnentdans de nombr euses r égi onsdumonde.I l sdev i ennentdepl usenpl usef f i cacesetr ent abl es. Mai sl ’ ut i l i sat i ondesr essour cesr enouv el abl es,endehor sdesgr andshy dr aul i ques, r est egénér al ementl i mi t éeauxsi t esi sol ésoùl ecoûtdessy st èmesr enouv el abl es dev i entcompét i t i fparr appor tauxaut r esmoy ensdepr oduct i ond’ él ect r i ci t éduf ai t del ’ achemi nementt r èscoût euxdel ’ él ect r i ci t é.[ 1] 5. 3Rent abi l i t é[ 16] Leséner gi essol ai r eetéol i ennef our ni r ontpl usdut i er sdel ’ éner gi emondi al ed’ i ci 2040. Mai sauj our d’ hui , i lyadel ’ espoi rpourl at r ansi t i onv er suneéner gi epr opr e.Sel onun r appor tdeBl oomber g( l apl usgr andeagenced’ i nf or mat i onsf i nanci èr esdansl e monde) , l eséner gi essol ai r eetéol i ennef our ni r ontpl usdut i er sdel ’ éner gi emondi al e MmeMAZOUZLEKHAL. N ELN/ M2/ ESEPage 70 Sy st èmesEner gét i quesAut onomes d’ i ci 2040.Ledocumentv apl usl oi netpr édi tquel eséner gi espr opr esser ontbi ent ôt pl usr ent abl esquel echar bonoul epét r ol e. Enef f et ,l esbai ssesspect acul ai r esdescoût sdepr oduct i ondel ’ éner gi esol ai r e l ai ssentcr oi r equedansci nqans,l eséner gi esal t er nat i v esser ontmoi nschèr esque l echar bondansdenombr euxpay s, dontl aChi ne, l eRoy aumeUni etl ’ I nde.LaFr ance dev r ai tégal ement , dansunecer t ai nemesur e, sui v r ecet r endf av or abl e. LesdonnéesdeBl oomber gaj out entquel ecoûtdel ’ él ect r i ci t épr odui t eparl es panneauxphot ov ol t aï quesadi mi nuédepr èsde75%depui s2009etdev r ai tbai sser de66%d’ i ci2040.Lescoût sdepr oduct i ond’ éner gi eéol i ennet er r est r eontdi mi nué de30%depui s2009etl at endancedev r ai entsemai nt eni rd’ i ci 2040. Onpour r aparai l l eur ssef ai r eunei déebi enmei l l eur esurl aquest i onenser éf ér ant aur appor tdel aCommi ssi ondeRégul at i ondel ’ éner gi e( CRE)surl ar ent abi l i t édes éner gi esr enouv el abl es.Cer appor tr év èl eenef f et , unnetr ebonddel ar ent abi l i t édes nouv el l eséner gi es.Toutceci l ai sseent r ev oi rquel at r ansi t i onéner gét i quev abi ent ôt sur f ersurl esv aguesdel ar ent abi l i t é.I nv est i rdansl eséner gi esr enouv el abl esest auj our d’ hui unesol ut i ond’ épar gneal t er nat i v ev i abl e. Lesexper t sdel ' I r enaest i mentenef f etquechaquef oi squel epar cr enouv el abl e mondi al doubl esapui ssance, l escoût sser édui sentde14%pourl ' éol i enenmer , 21% pourl ' éol i en t er r est r e,30% pourl e sol ai r e à concent r at i on etde 35% pourl e phot ov ol t aï que. MmeMAZOUZLEKHAL. N ELN/ M2/ ESEPage 71 Sy st èmesEner gét i quesAut onomes MmeMAZOUZLEKHAL. N ELN/ M2/ ESEPage 72 Sy st èmesEner gét i quesAut onomes Bi bl i ogr aphi e [ 1]: Et udeD’ unSy st èmeAut onomeDePr oduct i onD’ éner gi eCoupl antUnChamp Phot ov ol t aï que, UnEl ect r ol y seurEtUnePi l eACombust i bl e: Réal i sat i onD’ unBanc D’ essai EtModél i sat i on, t hèse, Doct eurdel ’ Ecol edesMi nesdePar i s, Déc. 2003. [ 2]:ht t ps: / / www. un. or g/ f r / chr oni cl e/ ar t i cl e/ l er ol edescombust i bl esf ossi l esdansunsy st emeener get i que [ 3]:f t p: / / f t p. f sr . ac. ma/ cour s/ phy si que/ bar gach/ chap12. pdf [ 4]: ht t ps: / / f r . wi ki pedi a. or g/ wi ki / %C3%89ner gi e_ r enouv el abl e [ 5]:ht t ps: / / f r . wi ki pedi a. or g/ wi ki / Combust i bl e_ nucl %C3%A9ai r e [ 6]: ht t ps: / / f r . wi ki pedi a. or g/ wi ki / %C3%89ner gi e_ %C3%A9ol i enne [ 7]:ht t ps: / / eol i enne. f 4j r . or g/ par c_ eol i en [ 8]:Cour sdécouv er t esy st emeséner get i quesaut onomes, M2ESE( v er si onpower poi nt ) , MmeMAZOUZLEKHAL. N, Déc.2017. [ 9]:ht t ps: / / www. quel l eener gi e. f r / economi esener gi e/ eol i ennedomest i que/ [ 10]:N.KHORCHEF:“ Et ude du conv er t i sseur Super boost appl i qué aux sy st èmes phot ov ol t aï que” ,Facul t éGéni eEl ect r i que,Uni v er si t édesSci encesetdel aTechnol ogi e d’ Or anMohamedBoudi afUSTOMB, ThèsedeMagi st èr e2009. [ 11]:N.MAZOUZ:“dév el oppementd’ unconv er t i sseurDC/ DCpourl ’ opt i mi sat i on du r endementd’ un sy st ème phot ov ol t aï que ” ,Facul t é Géni e El ect r i que,Uni v er si t é des Sci encesetdel aTechnol ogi ed’ Or anMohamedBoudi afUSTOMB,ThèsedeDoct or atESSci ence2014. [ 12]:N.MAZOUZ:“Cont r ôl ef l oud’ ungénér at eurphot ov ol t aï que( GPV)al i ment antun sy st èmemot eurpompe ” ,Facul t éGéni eEl ect r i que,Uni v er si t édesSci encesetdel a Technol ogi ed’ Or anMohamedBoudi afUSTOMB, ThèsedeMagi st èr e2005. [ 13]:www. hespul . or g,Ra ppor tr édi géparVi ol ai neDi di er sousl adi r ect i ondeBr uno Gai ddon. [ 14]: BENATI ALLAH. D:“ Dét er mi nat i ondugi sementsol ai r epari mager i esat el l i t ai r e av eci nt égr at i ondansunsy st èmed’ i nf or mat i ongéogr aphi quepourl esud d’ Al gér i e“f acul t édessci encesetdel at echnol ogi e, uni v er si t éaf r i cai neAhmeddr ai a Adr ar , ThèsedeDoct or atESSci ence2019. [ 15]: ht t ps: / / www. ecol odi ssol ai r e. com/ consei l s/ pr esent at i ongener al edunei nst al l at i onphot ov ol t ai quepour si t ei sol epr esent at i ondunei nst al l at i onMmeMAZOUZLEKHAL. N ELN/ M2/ ESEPage 73 Sy st èmesEner gét i quesAut onomes phot ov ol t ai quet y pe29 [ 16]: ht t ps: / / bl og. t udi go. co/ i nv est i r dansl esener gi esr enouv el abl esunpar i r ent abl e/ MmeMAZOUZLEKHAL. N ELN/ M2/ ESEPage 74 Sy st èmesEner gét i quesAut onomes Annexe UEF2. 2. 1Mat i èr e:Sy st èmesEner gét i quesAut onomes Obj ect i f sdel ’ ensei gnement : Susci t erl ’ i nt ér êtdel ’ ét udi antauxéner gi esr enouv el abl esengénér aletauxsy st èmes éner gét i quesexpl oi t antl ’ éner gi esol ai r eouéol i enneenpar t i cul i er .Fai r eacquér i rà l ’ ét udi antune cer t ai ne compét ence dans l e di mensi onnementd’ une i nst al l at i on éol i enneouphot ov ol t aï que. Cont enudel amat i èr e: Chapi t r e1:Di sposi t i f sdepr oduct i ond’ éner gi eél ect r i que Not i onssurl est r ansf or mat i onsd’ éner gi e( mécani que;t her mi que;hy dr aul i que,…) , Hi st or i que( Vol t a,Oer st ed,Far aday ,et c. ) ,l ’ al t er nat eur ,l ady namo,l esmodesde pr oduct i on de l ’ éner gi e él ect r i que ( cent r al e él ect r i que hy dr aul i que,l es cent r al es t her mi ques) .Lessour cesd’ éner gi esnonr enouv el abl es( f ossi l esetnucl éai r es) .Les sour cesd’ éner gi esr enouv el abl es. Chapi t r e2:Ener gi eéol i enne Hi st or i que,pr i nci peetst r uct ur e,Car act ér i st i quesetdi mensi onnement ,Car t edu gi sementéol i en en Al gér i e,Par cs éol i ens etpui ssance,Nor mes,Av ant ages et i nconv éni ent s.Exempl ed’ unei nst al l at i onéol i enne. Chapi t r e3:Sy st èmeshy br i des Sy st èmesHy br i des( Hy dr ol i enne,Pr i nci pedef onct i onnementdel ’ hy dr ol i enne,Les di f f ér ent st y pesd' hy dr ol i ennesetl esexpl oi t ant s, …) Chapi t r e4:Ener gi esol ai r ephot ov ol t aï que Pr i nci pe d’ une i nst al l at i on phot ov ol t aï que, l e gi sement sol ai r e en Al gér i e, Technol ogi esdescel l ul esphot ov ol t aï ques,Lesmodul esphot ov ol t aï ques,MPPT, Car act ér i st i quesetconnect i quephot ov ol t aï que,Nor mes.L’ ondul eur( r ôl e,pr i nci pe, car act ér i st i quesetr endement ) .Exempl ed’ unei nst al l at i onphot ov ol t aï que. Chapi t r e5:Aut r essour cesd’ éner gi esr enouv el abl es Lesf ami l l esd’ éner gi er enouv el abl es( éner gi e sol ai r e,éner gi e éol i enne, éner gi e hy dr aul i que,Bi omasse,Géot her mi e) .Lesdi f f ér ent eséner gi esr enouv el abl esdansl e monde.Rent abi l i t é. Moded’ év al uat i on: Cont r ôl econt i nu: 40%; Examenf i nal : 60%. Réf ér ence: 1.J.Ver ni er , Leséner gi esr enouv el abl es, édi t i onPUF, 2012 2.E.Ri ol et , Lemi ni éol i en, édi t i onEy r ol l es, 2010 MmeMAZOUZLEKHAL. N ELN/ M2/ ESEPage 75 Sy st èmesEner gét i quesAut onomes 3.A.Labour etetM.Vi l l oz,Ener gi esol ai r ephot ov ol t aï que,Edi t i onsduMoni t eur 2009 4.B.Fox,Ener gi eél ect r i queéol i enne:Pr oduct i on,pr év i si oneti nt égr at i onau r éseau,Col l ect i onTechni queetI ngéni er i e,Dunod/ L’ Usi neNouv el l e2015( 2e édi t i on) 5.A.Dami en,La bi omasse éner gi e:Déf i ni t i ons,r essour ces etmodes de t r ansf or mat i on,Col l ect i onTechni queetI ngéni er i e,Dunod/ L’ Usi neNouv el l e 2013( 2eédi t i on) A.Labour et ,M.Vi l l oz,I nst al l at i ons phot ov ol t aï ques:Concept i on etdi mensi onnement d’ i nst al l at i onsr accor déesaur éseau,Col l ect i onTechni queetI ngéni er i e,Dunod/ LeMoni t eur e 2012( 5 édi t i on) 6.ht t p: / / www. cder . dz/ spi p. php? ar t i cl e1442 MmeMAZOUZLEKHAL. 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