Éclairage Photovoltaïque: Conception et Dimensionnement

. Dénir le cadre de la recherche :
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Thème principal : Éclairage photovoltaïque.
1.Concepon et dimensionnement de systèmes photovoltaïques.
2.Types de panneaux solaires et leur ecacité.
3.Systèmes de stockage d’énergie pour l’éclairage.
4.Rentabilité et analyse économique.
5.Réglementaons et normes en vigueur.
6.Études de cas ou applicaons concrètes

La concepon et dimensionnement de systèmes d'éclairage photovoltaïque
On passe par des étapes
1. Analyse des besoins énergéques :
Évaluer la consommaon électrique :
Listez tous les appareils à alimenter (exemple : lampes, appareils) +l
Calculez leur consommaon quodienne en waheures (Wh/jour). La formule
est :
Consommaon d'un appareil =puissance × durée d'ulisaon (h/jour)
2.L'évaluaon de l'ensoleillement (irradiaon solaire) :
Mesure la quanté d'énergie solaire disponible dans une région spécique
pour alimenter les panneaux solaires (kWh/m²/ jour) ses composantes
principales sont :
Irradiaon directe : La lumière solaire qui aeint directement la surface sans
être diusée par l'atmosphère.
Irradiaon diuse : La lumière dispersée par l'atmosphère, les nuages, et les
parcules.
Irradiaon globale est la somme diuse et directe
En Tunisie l'irradiaon entre 4 et 6 kWh/m²/ jour
3.dimenonnement du système photovoltaïque :
Puissance total nécessaire des panneaux photovoltaïques :
Consommaon totale (Wh/jour) /irradiaon solaire (h/jour) *ecacité totale
Ecacité totale :
Rendement(panneaux*température*régulateur*baerie*onduleur*divers)
Calcul de la capacité de stockage (baeries) :
Les baeries stockent l’énergie pour les heures sans soleil (nuit ou mauvais
temps).
Formule : capacité= consommaon quodienne (Wh)/ tension du système *
profondeur du charge admissible (DoD)

Sélecon d’un régulateur :
Il protège les baeries contre les surcharges ou les décharges excessives.
Calcul du courant du régulateur : puissance totale d'un panneau/tension du
système
Sélecon de l'onduleur (si nécessaire) :
Si vous alimentez des appareils en courant alternaf (AC), un onduleur est
nécessaire.
Puissance de l’onduleur :
Égale ou légèrement supérieure à la puissance totale des appareils
Les types de panneaux solaires :
1. Panneaux solaires monocristallins (Monocristalline Solar Panels) : le meilleur
rendement parmi tous les types
Rendement entre 17 et 22%
*Fabriqués à parr d’un seul cristal de silicium pur.
Cellules de couleur noire uniforme.
Très ecaces même dans des espaces limités.
2. Panneaux solaires polycristallins (Polycristalline Solar Panels)
Entre 15 % et 18 %.
*Fabriqués à parr de fragments de silicium fondu.
Apparence bleuâtre avec une texture cristalline.
Technologie plus simple et moins chère.
3. Panneaux solaires à couche mince (Thind-Film Solar Panels)
Entre 10 % et 12 % pour la plupart.
Les panneaux CIGS peuvent aeindre 13 % à 15%.
*Fabriqués en déposant une ne couche de matériau photovoltaïque sur un
support (verre, plasque ou métal).
Types de matériaux :
Tellurure de cadmium (Cdt).

Silicium amorphe (a-Si).
Di séléniure de cuivre-indium-gallium (CIGS)
4. Panneaux solaires bifaciaux (Bifacial Solar Panels)
Peut dépasser 22 % grâce à la capture de la lumière rééchie.
*Conçus pour capter la lumière sur les deux faces du panneau (avant et arrière).
L’arrière capte la lumière rééchie par le sol
5. Panneaux solaires hybrides (Hétérojoncon, HIT - Hétérojoncon witz
Intrinsèque Thind layer)
Entre 20 % et 22 %.
Combinent des cellules monocristallines et une ne couche amorphe pour
améliorer le rendement.
___Excellentes performances dans des condions de faible luminosité.
Très résistant à la chaleur.
Technologie récente, donc plus coûteuse.
6. Panneaux solaires organiques (OPV - Organics Photovoltaïques)
Entre 8 % et 12 % (technologie encore en développement).
Ulisent des matériaux organiques pour générer de l’électricité.
Très légers et exibles.
Faible coût de fabricaon. Grande exibilité.
Faible rendement. Durée de vie courte.
7. Panneaux solaires à concentraon (Concentrâtes Photovoltaïque - CPV) :
Jusqu’à 40 % (dans des condions opmales).
Ulisent des lenlles ou des miroirs pour concentrer la lumière solaire sur des
cellules photovoltaïques à haut rendement.
Très haut rendement.
Idéal pour les grandes installaons dans des zones ensoleillées.
Très coûteux, Nécessite un système de suivi solaire.

Systèmes de stockage d’énergie pour l’éclairage
1.Baeries :
*Baeries au plomb-acide (Pa) :
Moins coûteuses, bien établies, faciles à uliser.
Moins ecaces, durée de vie plus courte (environ 3 à 5 ans), et nécessite un
entreen.
Ecacité : De l'ordre de 70 % à 80 %.
Baeries lithium-ion (Li-ion) :
Plus ecaces, plus compactes, longue durée de vie (environ 10 à 15 ans), et ne
nécessitent pas beaucoup d'entreen.
Plus coûteuses à l'achat.
Ecacité : De l'ordre de 90 % à 95 %
*Baeries au gel et AGM (Absorbent Glass Mat) :
Moins sensibles aux températures extrêmes que les baeries au plomb-acide.
Coût relavement élevé et capacité de stockage limitée.
Ecacité : De l'ordre de 85 %.
Choix de la baerie :
Durée de vie souhaitée : Les baeries lithium-ion orent une durée de vie plus
longue.
Capacité de stockage : Il est essenel de dimensionner la baerie en foncon
des besoins en éclairage pour garanr une autonomie susante.
2. Régulateur de charge (Contrôleur de charge) :
*Régulateur PWM (Pulse Wirth Modulaon) :
Moins cher.
Moins ecace, surtout avec des systèmes de grande capacité.