Dimensionnement Système PV Isolé et Hybride - Mémoire Master

Dimensionnement du système PV isolé et hybride
Page 1
Énergies Renouvelables
Thème:
Présenté par : Sous l'encadrement de :
1. AÏSSATOU YASMINE MOUSSA
2. FIKA STEPHANE PR ADOUM KRIGA
3. RATEBAYE
Année académique : 2023-2024
Université de N'Djaména
*********************
Faculté des Sciences Exactes et Appliquées
***********************************
Département des Technologies
************************
Master en Énergies Renouvelables
*************************
DIMENSIONNEMENT DU SYSTEME PV
ISOLE ET HYBRIDE

Dimensionnement du système PV isolé et hybride
Page 1
Table des matières
Introduction ............................................................................................................................................. 3
I. Présentation du système autonome et hybride .............................................................................. 4
a) Définition du système isolé : ....................................................................................................... 4
b) Définition des systèmes hybrides : .............................................................................................. 4
II. Notions de bases sur les cellules, les panneaux et Le système photovoltaïque ............................. 5
a. Les cellules photovoltaïque, les panneaux .................................................................................. 5
III. Principe de fonctionnement ........................................................................................................ 6
1. Le système photovoltaïque ......................................................................................................... 6
2. Différents types de système Photovoltaïque ............................................................................ 6
3. Batteries de stockage .................................................................................................................. 8
IV. Dimensionnement ..................................................................................................................... 11
i. V.1 Cas d’un système isolé ........................................................................................................ 12
V. Cas pratique ................................................................................................................................... 13
ii. Évaluation des besoins en énergie. ........................................................................................... 13
iii. Dimensionnement des modules photovoltaïques .................................................................... 14
Puissance crête totale du champ photovoltaïque ......................................................................... 14
iv. Choix de la tension de fonctionnement .................................................................................... 14
v. Détermination du nombre de modules à installer .................................................................... 15
vi. Dimensionnement des batteries de stockages. ........................................................................ 16
vii. DIMENSIONNEMENT DES CABLES DE RACORDEMENT : ....................................................... 16
viii. Choix du régulateur ............................................................................................................... 18
ix. Choix de l’onduleur ................................................................................................................... 18
Conclusion ............................................................................................................................................. 19
Bibliographie.......................................................................................................................................... 20

Dimensionnement du système PV isolé et hybride
Page 1
Introduction
La production de l’énergie a toujours constituée un défi de taille pour les sociétés
humaine, en effet, leurs besoins en énergie ne cessent de progresser, par ailleurs la plus
grande partie de cette énergie est produite actuellement à partir de gisements fossiles (pétrole,
gaz, charbon …) et qui de fait ne sont pas infinis, étant des sources très polluantes, leurs
extraction ainsi que leurs utilisation pose le nouveau problème de la préservation de la
planète. Pour continuer et améliorer le développement de nos sociétés, il est impératif et de
plus en plus urgent de trouver de nouvelles sources d’énergie qui se régénèrent suffisamment
vite pour être considérer comme étant inépuisables et dont l’utilisation se doit d’être propre.
On distingue les énergies non renouvelables (énergies fossiles), et les énergies
renouvelables. Les énergies renouvelables sont disponibles partout sur notre planète. Elles
sont fiables, durables, inépuisables et gratuites. Les pollutions que génèrent leur
transformation sont limitées, voire nulles. Ces énergies sont des ressources intermittentes ce
qui induit de grandes variations de puissance. L’utilisation des systèmes d’une seule source
d’énergie peut ne pas subvenir à elle seule aux besoins énergétiques souhaités. Elle engendre
souvent un surdimensionnement des composants et ceci occasionne souvent des surcoûts
inutiles.
La combinaison de plusieurs sources d’énergies renouvelables, connue sous le nom
‘hybridation’, permet d’optimiser au maximum les systèmes de production d’électricité, aussi
bien du point de vue technique qu’économique. Actuellement les systèmes hybrides associent
au moins deux technologies complémentaires: une ou plusieurs sources d’énergie classiques,
généralement des générateurs diesel, et au moins une source d’énergie renouvelable.
Le travail de recherche présenté dans ce document porte sur le dimensionnement du
système PV isolé et hybride.

Dimensionnement du système PV isolé et hybride
Page 1
I. Présentation du système autonome et hybride
a) Définition du système isolé :
Un système photovoltaïque isolé (autonome), également appelé système solaire hors réseau,
est un système de production d’énergie autonome qui fonctionne indépendamment du réseau
électrique. Il utilise des panneaux solaires pour convertir la lumière du soleil en électricité, qui
est ensuite stockée dans des batteries pour être utilisée lorsque le soleil ne brille pas. Ce type
de système est couramment utilisé dans les zones reculées où il n’y a pas d’accès au réseau,
ou dans les situations où l’alimentation électrique du réseau est peu fiable ou coûteuse.
b) Définition des systèmes hybrides :
Un Système Energétique Hybride, est tout système énergétique exploitant simultanément
plusieurs sources d’énergies présentant des propriétés différentes. Généralement des sources
d’énergies renouvelables qui doivent être avantageusement associées à des groupes
électrogènes afin d’atteindre, un objectif d’électrification des sites autonomes dans un
contexte de « développement durable et de réchauffement climatique »
Figure 1 : Structure d’un système d’électrification hybride

Dimensionnement du système PV isolé et hybride
Page 1
II. Notions de bases sur les cellules, les panneaux et Le système
photovoltaïque
Notre étude sera basée sur le dimensionnement du système PV, le système comprend
généralement :
 Les panneaux.
 Les batteries.
 Les onduleurs.
 Les régulateurs de charge.
 Les autres accessoires.
a. Les cellules photovoltaïque, les panneaux
Cellule photovoltaïque : est l’unité de base qui permet de convertir l’énergie lumineuse en
énergie électrique.
Figure 2 : cellule PV
Le Panneau photovoltaïque est formé d’un assemblage de cellules photovoltaïques.
Il existe différents types de panneaux solaires. Chaque type est caractérisé par son rendement
et son coût. Les principaux types de cellules qui existent actuellement sont :
 Monocristallines cristal à deux couches (souvent en silicium) Rendement de 15 à 22%
mais chères à fabriquer.
 Polycristallines Plusieurs cristaux. Rendement de 10 à 13% et un peu moins chères.