Applications Energie Solaire Photovoltaïque - Syllabus

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République du Cameroun
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Paix – Travail – Patrie
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Ministère de l’Enseignement Supérieur
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Université de Maroua
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Ecole Nationale Supérieure polytechnique
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Département des Energies Renouvelables
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B.P./P.O. Box: 46 Maroua
Tel. [phone] 03 76
Fax: [phone] 31 12
Email: [email protected]
Site: http://www.uni-maroua.citi.cm
Republic of Cameroon
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Peace – Work – Fatherland
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Ministry of Higher Education
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The University of Maroua
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National Advanced School of Engineering
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Department of Renewable Energies
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Intitulé de l’EC :
Applications de l’Energie
Solaire Photovoltaïque
Niveau : IC 4
Durée : 45 heures
Année académique : 2022/2023
Par Dr. TCHOFFO HOUDJI Etienne

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Objectif général
- Maitriser les principales applications de l’énergie solaire photovoltaïque
avec leurs spécificités et leurs techniques de dimensionnement
Plan du cours
Chapitre 1 : Les systèmes de pompage solaire photovoltaïque
Chapitre 2 : L’électrification rurale par les systèmes photovoltaïques
Chapitre 3 : Les systèmes photovoltaïques raccordés au réseau
Chapitre 4 : Les systèmes hybrides photovoltaïques / groupe électrogène
Chapitre 5 : La protection et la sécurité dans les systèmes photovoltaïques
Références bibliographique
1- Antoine LUQUE et al. «Handbook of Photovoltaic Science and Engineering». John
Wiley & sons England, 2009.
2- Alain Ricaud, Systèmes photovoltaïques, Polytech' Savoie 5eme année, Oct 2011
3- Sofiane FELLOUAH, Siham MESBAHI , Etude d’un systeme photovoltaique connecte
au reseau, Mémoire de Fin d’Etudes de Master, Université MOULOUD MAMMERI
DE TIZI-OUZOU , Algérie, 2015
4- Nicola Pearsall-The Performance of Photovoltaic (PV) Systems. Modelling,
Measurement and Assessment-Woodhead Publishing (2017)
5- Damien Thirault. Architectures des Réseaux de Distribution pour l’Electrifcation rurale
des Pays en Développement. Sciences de l’ingénieur. Institut National Polytechnique
de Grenoble -INPG, 2004. Français.
6- Stuart R. WENHAM et al. « Applied Photovoltaics». Eartscan, UK, 2007
7- Jamil, Majid - Grid integration of solar photovoltaic systems-CRC Press (2018)
8- Zacharie KOALAGA. « Energie Solaire Photovoltaïque: Cours Master spécialisé
Génie Energétique ». 2iE (Institut International d’Ingénierie de l’Eau et de
l’Environnement), Ouagadougou, 2010.
9- Stefan C.W. Krauter - Solar Electric Power Generation - Photovoltaic Energy Systems_
Modeling of Optical and Thermal Performance, Springer 2006

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10- Jimmy Roger et al. « Le pompage Photovoltaïque : Manuel de cours à l’intention des
ingénieurs et des techniciens ». IEPF (Institut de l’Énergie des Pays ayant en commun
l’usage du Français), Québec, 1998.
11- Parimita Mohanty- Solar Photovoltaic System Applications_ A Guidebook for Off-Grid
Electrification-Springer 2017
Thèmes de TPE
1- Maintenance des systèmes photovoltaïques.
2- Les contraintes du PV intégré au bâtit.
3- Les méthodes d’analyse économique des systèmes PV
4- Détection et Localisation des Défauts dans les Systèmes Photovoltaïques
(Thesis_Détection et Localisation de Défauts pour un Système Photovoltaïque)
5- Le recyclage de composants des systèmes photovoltaïques (voir le livre Rabiul Islam,
Advances in Solar Photovoltaic Power Plants, Springer- 2016)
6- Les chargeurs solaires
7- Systèmes hybrides PV/éolien
8- Systèmes hybrides PV/Pile à combustible
9- La réfrigération solaire PV/T
10- Les systèmes solaires pour les équipements de transmission et d'émission radio TV
11- Les systèmes solaires pour la protection cathodique
12- Le lampadaire solaire.
13- Les systèmes solaires pour les stations de recharge d'accumulateurs
Thèmes à préparer et exposer en guise de Travaux dirigés
1- Conception et dimensionnement d’un système d’adduction d’eau par pompage solaire
PV pour une localité de votre choix. (Vous devez choisir une localité bien donnée et obtenir à
partir de googlemap la répartition spatiale des domiciles et si possible le relief, ce qui vous
permettra de prendre des décisions quant à votre système d’adduction).
2- Conception et dimensionnement d’un système d’électrification rural par énergie solaire
PV pour une localité de votre choix. (Vous devez choisir une localité bien donnée et obtenir à
partir de googlemap la répartition spatiale des domiciles et si possible le relief, ce qui vous
permettra de prendre des décisions quant au mode d’électrification rurale décentralisée à

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choisir. A savoir : le système d’électrification individuel (SEI) ou mono-utilisateur ou bien le
système d’électrification collectif (SEC) ou multi- utilisateurs).
3- Conception et dimensionnement d’un système d’électrification rural par un système
hybride PV/ groupe électrogène pour une localité de votre choix. (Vous devez choisir une
localité bien donnée et obtenir à partir de googlemap la répartition spatiale des domiciles et si
possible le relief, ce qui vous permettra de prendre des décisions quant au mode d’électrification
rurale décentralisée à choisir. A savoir : le système d’électrification individuel (SEI) ou mono-
utilisateur ou bien le système d’électrification collectif (SEC) ou multi- utilisateurs).
4- Conception et dimensionnement d’un système d’électrification rural par extension du
réseau électrique pour une localité de votre choix. (Vous devez choisir une localité bien donnée
et obtenir à partir de googlemap la répartition spatiale des domiciles et si possible le relief, ce
qui vous permettra de prendre des décisions quant à l’optimisation de la ligne de transport
d’énergie électrique à construire)
5- Conception et dimensionnement d’un système PV raccordé au réseau électrique de la
ville de Maroua. (le système à dimensionner doit être capable de satisfaire 80% des besoins
énergétiques de la ville en période de pointe).
6- Conception et dimensionnement d’un système PV sur bâtiment privé raccordé au réseau
électrique de la ville de Maroua. (on distinguera le cas où le système PV est capable de satisfaire
100% des besoins énergétiques du propriétaire en journée seulement du cas où ce système PV
satisfait à tous instant 100% de ces besoins énergétiques).

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Table de matières
Objectif général ....................................................................................................................... 2
Plan du cours ........................................................................................................................... 2
Références bibliographique ..................................................................................................... 2
Thèmes de TPE ....................................................................................................................... 3
Thèmes à préparer et exposer en guise de Travaux dirigés..................................................... 3
Table de matières .................................................................................................................... 5
Introduction ........................................................................................................................... 10
Chapitre 1 : Les systèmes de pompage solaire photovoltaïque .................. 12
1- Introduction ..................................................................................................................... 12
2- Les composants d’un système pompage photovoltaïque ............................................. 13
2.1. Caractéristiques du débit pour le pompage au fil du soleil et avec batterie ................... 13
2.2. Les types de pompes ...................................................................................................... 14
2.2.1. La pompe volumétrique .......................................................................................... 14
2.2.2. La pompe centrifuge ........................................................................................... 17
2.2.3. Choix des pompes ................................................................................................... 19
2.3. Les types de moteurs ...................................................................................................... 20
2.3.1. Moteur à courant continu ........................................................................................ 21
2.3.2. Moteur à courant alternatif ...................................................................................... 21
2.4. Batteries ou accumulateurs............................................................................................. 21
2.5. L’onduleur (moteur alternatif) ....................................................................................... 21
2.6. Le champ PV .................................................................................................................. 22
2.7. Le réservoir de stockage d’eau ....................................................................................... 22
3- Structuration de la ressource en eau ............................................................................... 22
4- Dimensionnement des systèmes de pompage solaire photovoltaïque ......................... 23
4.1. Quelques définitions:...................................................................................................... 23
4.2. Dimensionnement d’un système de pompage photovoltaïque ....................................... 24
a) Données nécessaires ...................................................................................................... 24
b) Dimensionnement du générateur .................................................................................. 24
c) Exemple de dimensionnement ...................................................................................... 25
5- Installation de la station de pompage pv ...................................................................... 27
5.1. Emplacement et installation du générateur photovoltaïque ........................................... 27
a) Orientation des panneaux .............................................................................................. 28
b) Positionnement du générateur sur le site ....................................................................... 29
5.2. Assemblage et fixation du générateur PV ...................................................................... 31
5.2.1. Assemblage mécanique ........................................................................................... 31
5.2.2. Assemblage électrique ............................................................................................. 32
6- Préparation et installation du groupe motopompe ...................................................... 34
6.1. Inspections préliminaires ................................................................................................ 34