YakerAniss BelaidB (1)

République Algérienne Démocratique et Populaire
Ministère de l’Enseignement Supérieur et de la Recherche Scientifique
UNIVERSITE MOULOUD MAMMERI DE TIZI-OUZOU
FACULTE DU GENIE ELECTRIQUE ET D’ INFORMATIQUE
DEPARTEMENT D’ELECTROTECHNIQUE
Mémoire de Fin d’Etudes
de MASTER ACADEMIQUE
Domaine : Sciences et Technologies
Filière : Génie Electrique
Spécialité : RESEAUX ELECTRIQUES
Présenté par
ANISS YAKER
BELKACEM BELAID
Thème
DIMENSIONNEMENT D’UNE
CENTRALE PHOTOVOLTAIQUE
AUTONOME
Mémoire soutenu publiquement le 29/09/2015 devant le jury composé de :
M DENOUN HAKIM
M.C.A, UMMTO, Président
M BENAMROUCHE NACEREDDINE
Pr, UMMTO, Promoteur
M BENYAHIA NABIL
M.C.B, UMMTO, Examinateur
M DJOUDI HAKIM
M.A.A, UMMTO, Examinateur

Sommaire
Introduction générale ................................................................................................................. 1
Chapitre I Généralités sur l’énergie solaire
I.1. Energie Solaire ..................................................................................................................................3
I.1.1. Définition ........................................................................................................................................3
I.1.2 .Filières d’exploitation de l’énergie solaire ..................................................................... 3
I.1.3. Rayonnement solaire ...................................................................................................... 4
I.1.3.1.Energie Solaire récupérable .......................................................................................... 5
I.1.3.2. L’énergie solaire dans l’espace (hors atmosphère) .................................................... 5
I.1.3.3 .Gisement solaire disponible à la surface de la terre .................................................. 6
I.1.3.4 .Trajectoire du soleil ...................................................................................................... 7
I.1.3.5 .Choix de l’orientation des modules ............................................................................. 8
I.1.3.6 .Choix de l’inclinaison des modules ............................................................................. 8
Chapitre II Généralités sur l’énergie photovoltaïque
II.1. Origine et définition ......................................................................................................... 10
II.1.1. Cellule photovoltaïque .................................................................................................. 10
II.1.2. Conversion photovoltaïque ........................................................................................... 10
II.1.3. Caractéristiques électriques d’une cellule.................................................................. 11
II.1.4 . L’influence de la lumière et de la température ......................................................... 12
II.1.5. Paramètres des cellules photovoltaïques .................................................................... 13
II.2. Système photovoltaïque .................................................................................................. 14

II.2.1. Type de système photovoltaïque .................................................................................. 14
II.2.2. Composants du système photovoltaïque autonome ................................................... 16
II.3. Production de l’énergie .................................................................................................... 20
II.4. Avantages et inconvénients du photovoltaïque .............................................................. 22
II.4. 1. Avantages .................................................................................................................. 22
II.4. 2. Inconvénients ............................................................................................................ 22
Chapitre III Procédure de dimensionnement d’une station photovoltaïque autonome
III.1. Marche à suivre .............................................................................................................. 23
III.2. consommation énergétique ............................................................................................ 23
III.2.1. Besoin énergétique des applications ........................................................................... 23
III.3. Energie solaire récupérable ........................................................................................... 24
III.3.1. Etude de l’inclinaison et orientation des panneaux .................................................. 24
III.3.2. Données météorologiques ............................................................................................ 25
III.4. Définition des modules photovoltaïques ....................................................................... 26
III.4.1. Calcul de la puissance crête du système .................................................................... 26
III.4.2. Détermination du nombre des modules Nm.............................................................. 28
III.4.3. Dimensionnement des éléments de stockage ............................................................. 29
III.4.4. Autonomie sans apport solaire ................................................................................... 29
III.4.5. Calcul de la capacité batterie ...................................................................................... 30
III.5. Dimensionnement du régulateur ................................................................................... 31
III.6. Dimensionnement de l’onduleur ................................................................................... 31

III.7.Calcul de la puissance apparente S ................................................................................ 32
III.7.1.Choix des câbles ............................................................................................................ 32
III.7.2. Résistance d’un câble électrique ............................................................................... 32
Chapitre IV Dimensionnement de la station photovoltaïque autonome
IV.1. Identification du site à alimenter ................................................................................... 35
IV.2. Evaluation de besoin énergétique du site ...................................................................... .35
IV.3. Etude du cas A : Tout le site alimenté par un seul champ .......................................... 38
IV.3. 1. Evaluation du besoin énergétique ............................................................................. 38
IV.3.1.a. Calcul de la puissance crête du site ......................................................................... 38
IV.3.1.b. Calcul du nombre de panneaux ............................................................................... 38
IV.3.1.c. Dimensionnement du stockage ................................................................................. 39
IV.3.1.d. Dimensionnement du régulateur ............................................................................. 39
IV.3.1.e. Dimensionnement de l'onduleur .............................................................................. 39
IV.3.1.f .Choix des câbles ......................................................................................................... 39
IV.3.1.g. Surface du champ photovoltaïque ........................................................................... 40
IV.4. Etude du cas B : .............................................................................................................. 41
IV.4.1. les deux blocs alimentés par un champ ..................................................................... 41
IV.4.1.a. Evaluation de la demande en énergie ...................................................................... 41
IV.4.1.b. Calcul de la puissance crête du champ photovoltaïque ......................................... 41
IV.4.1.c. Nombre de panneaux ............................................................................................... 41
IV.4.1.d. Dimensionnement du stockage ................................................................................ 41
IV.4.1.e. Dimensionnement du régulateur ............................................................................. 41
IV.4.1.f. Dimensionnement de l'onduleur .............................................................................. 42
IV.4.1.g. Choix des câbles ....................................................................................................... 42
IV.4.1.h. Surface du champ photovoltaïque ........................................................................... 43

IV.4.2. La superette et la crèche alimentées par un seul champ de panneaux .................. 43
VI.4.2.a. Evaluation de la demande en énergie ...................................................................... 43
IV.4.2.b. Calcul de la puissance crête du champ ................................................................... 43
IV.4.2.C. Nombre des panneaux ............................................................................................. 43
IV.4.2.d. Dimensionnement du stockage ................................................................................ 43
IV.4.2.e. Dimensionnement du régulateur ............................................................................. 43
IV.4.2.f. Dimensionnement de l'onduleur .............................................................................. 44
IV.4.2.g. Choix des câbles ........................................................................................................ 44
IV.4.2.h. Surface du champ photovoltaïque ........................................................................... 44
IV.5. Etude du cas C ................................................................................................................. 45
IV.5.1. Chacun des deux blocs est alimenté par un champ séparé ...................................... 45
IV.5.1.a. Evaluation de la demande en énergie ...................................................................... 45
IV.5.1.b. Calcul de la puissance crête du champ photovoltaïque ......................................... 45
IV.5.1.c. Nombre de panneaux ................................................................................................ 45
IV.5.1.d. Dimensionnement du stockage ................................................................................ 45
IV.5.1.e. Dimensionnement du régulateur ............................................................................. 45
IV.5.1.f. Dimensionnement de l'onduleur .............................................................................. 46
IV.5.1.g. Choix des câbles ........................................................................................................ 46
IV.5.1.h. Surface du champ photovoltaïque ........................................................................... 47
IV.5.2. La superette et la crèche alimentées par un champ .................................................. 47
Conclusion ................................................................................................................................. 48
Conclusion générale ................................................................................................................. 49
Références bibliographiques ..............................................................................................50