طلب الترخيص بالجمع بين الوظيفة والأنشطة الحرة

Ouarzazate Solaire SARL
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liste des Symboles:
 Irr: irradiation journalière moyenne (kwh/j.m²),
 Usys: Tension recommandé de système(V),
 Psys: Puissance totale de système (Watt) ;
 Pc: Puissance crête du générateur photovoltaïque en (Wc),
 Ej: Energie consommée par jour (Wh/j) ;
 Nj: Nombre de jour d’autonomie,
 L:(m) longueur de câble :
 L1, distance entre le générateur photovoltaïque et le régulateur,
 L2, distance entre le régulateur et l’accumulateur,
 L3, distance entre l’accumulateur et l’onduleur,
 Csys: Capacité de total système en ampère heure (Ah),
 Nbat: Nombre des accumulateurs nécessaires au système,
 Np/s: Nombre de module photovoltaïque par string,
 Ns: Nombre de string,
 Npv: Nombre totales des modules photovoltaïque .
 K: Coefficient correcteur 0.75
 : Résistivité de câble en Ω.m dépend de matériau, (1.6 10-8 Ω.m cuivre)
 ond: Rendement d’onduleur photovoltaïque (%).
 Pond: Puissance d’onduleur photovoltaïque (Watt ou VA),
 Ue: Tension d’entrée d’onduleur photovoltaïque ( A DC),
 Us: Tension de sortie d’onduleur photovoltaïque (A AV),
 Urég: tension de régulateur (V)
 Irég: courant de régulateur (A)
 ΔU ≈ 3%: chute de tension maximale,
 Spv-rég: section des conducteurs entre les panneaux photovoltaïques et le
régulateur en mm²,
 Sbat-ond: section des conducteurs entre les batteries et l’onduleur en mm²,
 Srég-ond: section des conducteurs entre le régulateur et l’onduleur en mm²,
 Caractéristiques d’un PV :
 Pcpv: puissance crête d’un module photovoltaïques en Wc ;
 Impp: le courant en point maximum de puissance ;
 Vmpp: la tension en point maximum de puissance ;
 Vco: la tension en circuit ouvert d’un module photovoltaïque ;
 Icc: courant de court-circuit d’un module photovoltaïque ;
 Caractéristiques de batterie :
 U: tension nominale d’un accumulateur en V ;
 Cbat: capacité nominale d’un accumulateur en Ah ;
 D : décharge maximale admissible (0.8 pour les batteries au plomb)
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1.1. Système photovoltaïque autonome :
Une installation photovoltaïque autonome doit être capable de fournir de l’énergie, y
compris lorsqu’il n’y a plus de soleil (la nuit ou en cas de mauvais temps). Il faut donc qu’une
partie de la production journalière des modules photovoltaïques soit stockée.
Un système photovoltaïque autonome est constitué généralement par (voir figure 2) :
Figure 1: composantes d'un système photovoltaïque autonome.
1.1.1. Champ photovoltaïque :
Un champ photovoltaïque est l’assemblage de Deux ou plusieurs modules
photovoltaïques on les branches en série afin d’augmenter la tension d’utilisation et en parallèle
afin d’augmenter le courant.
Figure 2:schéma d'un champ photovoltaïque.
Caractéristiques :

Pcpv : puissance crête d’un module photovoltaïques en Wc ;

Impp : le courant en point maximum de puissance ;

Vmpp : la tension en point maximum de puissance ;

Vco : la tension en circuit ouvert d’un module photovoltaïque ;
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
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Icc : courant de court-circuit d’un module photovoltaïque ;
1.1.2. Convertisseur (onduleur) :
La fonction principale de l’onduleur est de transformer le courant continu, issue
d'un panneau solaire en courant alternatif.
Caractéristiques :

ond : Rendement %,

Ue : Tension d’entrée V(DC),

Us: tension de sortie V(AC)

Pond : puissance W,
Figure 3: fonctionnement de l'onduleur.
1.1.3. Régulateur de charge:
Il permet en effet d’assurer la charge complète de la batterie et prévient de tout risque de
surcharge de celle-ci en stoppant l’alimentation de cette dernière lorsque cela s’avère
nécessaire.
Caractéristiques :

Urég : tension V,

Irége : courant d’entrée A

Irégs : courant de sortie A

P: puissance W
Figure 4: image d'un régulateur.
1.1.4. Batterie :
D’une part, il sert à stocker de l’énergie sous forme chimique, et d’autre part, de la
restituer sous forme électrique (décharge de la batterie).
Caractéristiques :

U : tension nominale (V).

Cbat : capacité nominale en (Ah).
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
D : décharge maximale admissible

Durée de vie : nombre des cycles charges-décharges
Figure 5: image 'un ensemble des batteries
1.1.5. Câbles :
Un fil électrique se compose d'une âme conductrice, rigide ou souple, enrobée d'un
isolant. L'âme peut être en cuivre, cuivre nickelé ou nickel (métal blanc).
Les câbles électriques souples sont des câbles regroupant plusieurs fils électriques souples
: souples signifiant multibrins.
Caractéristiques :

ρ : est la résistivité du câble en Ω.m

L : est la longueur du câble en m.

I : est le courant qui traverse le câble en A.
Figure 6: câble électrique
souple
2. Dimensionnement du système :
Pour concevoir un système PV, il faut d'abord le dimensionner. À cette fin, on procèdera
aux étapes suivantes :
1. Détermination des besoins de l’utilisateur : tension, puissance des appareils et durée
d'utilisation.
2. Dimensionnement da la puissance crête ;
3. Définition des modules photovoltaïque : (tension de fonctionnement, technologie,
puissance totale à installer et le nombre des modules photovoltaïque
4. Définition de la capacité de la batterie et choix de la technologie ;
5. Dimensionnement du régulateur ;
6. Dimensionnement de l’onduleur ;
7. Dimensionnement des câbles électrique solaire.
Etape1 : détermination des besoins de l'utilisateur: tension, puissance des appareils et
durée d'utilisation.
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appareil
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Nombre de jours
Tension
Puissance
d’autonomie
N1
Durée
Consommation
d’utilisation/jour
journalière
P1
t1
E1

Ej=E1+E2+…. +En = N1*P1*t1+N2*P2*t2+…. +Nn*Pn*tn

Psys = N1*p1+N2*P2+…+Nn*Pn.

N=3 pour les systèmes d’électrification

N=8 pour les réfrigérateurs à vaccins

N=15 pour les systèmes de télécommunications.
Avec :
Etape 2 : dimensionnement da la puissance crête.
La puissance crête des capteurs photovoltaïques est déterminée en fonction des besoins
Ej (en kWh/j) en énergie électrique et de l'irradiation journalière Irr (en kWh/m².j)
𝐊𝐖𝐡
𝐄𝐣(𝐞𝐧
)
𝒆𝒏𝑲𝑾
𝐣
𝑷𝒄(
)=
𝟏𝑲𝑾
𝐊𝐖𝐡
𝐤 ∗ 𝐈𝐫𝐫(𝐞𝐧 𝟐 )
𝟐
𝒎
𝐦 .𝐣
Etape3 : Définition des modules photovoltaïque : (tension de fonctionnement,
technologie, puissance totale à installer et le nombre des modules photovoltaïque.
Puissance du champ PV
0-500Wc
500Wc-2KWc
2KWc-10KWc
>10KWc
Tension recommandé
12 VDC
24 VDC
48 VDC
>48 VDC
Pour calculer le nombre des modules photovoltaïque, on calcule le nombre des strings et
le nombre de module pour chaque string :
Pour le nombre de module pour chaque string :
𝑵𝒑/𝒔 =
𝐔𝐬𝐲𝐬
𝐔𝐩𝐯
Pour le nombre de string :
𝑵𝒔 =
𝐏𝐬𝐲𝐬
𝐏𝐜 ∗ 𝐍𝐩𝐯
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Donc le nombre des panneaux photovoltaïques nécessaires pour l’installation est :
𝑵𝒑𝒗 = 𝑵𝒔 ∗ 𝑵𝒑/𝒔
Etape4 : Définition de la capacité de la batterie et choix de la technologie ;
On calcule la capacité (C) de la batterie en appliquant la formule suivante :
𝑪𝒃𝒂𝒕 =
𝐄𝐣 ∗ 𝐍𝐣
𝐃∗𝐔
Le calcul de nombre des batteries nécessaires pour l’installation se fait par la relation
suivante :
𝑵𝒃𝒂𝒕 =
𝑪𝒔𝒚𝒔 𝑼𝒔𝒚𝒔
∗
𝑪𝒃𝒂𝒕
𝑼
Etape5 : Dimensionnement du régulateur ;
On sépare souvent pour ce calcul les 2 fonctions du régulateur : la charge et la décharge.
 Le dimensionnement de la régulation de charge (à l'entrée) est en fonction de la
puissance du générateur donc du courant produit par les modules (courant de charge.
 Le dimensionnement de la régulation de décharge (à la sortie) est fonction de la
puissance totale des récepteurs donc du courant consommé par ces récepteurs (courant
de décharge ou courant d'utilisation.)
 L'intensité admissible du courant d'entrée du régulateur doit être supérieure à la valeur
maximale produite par le générateur, Irég≥Ns* Impp
 Cette intensité correspond à l'intensité maximale de chaque module, multipliée par le
nombre de circuits de modules montés en parallèle.
 La tension de régulateur doit être presque égale à la tension de système, Urég ≈ Usys
Etape6 : Dimensionnement de l’onduleur ;
Avant de choisir notre onduleur, il faut que l’on s’assure que :
 La solution en courant continu souvent plus économe en énergie n’existe pas ;
 L’onduleur peut démarrer le récepteur, Ue =Usys
 Son rendement est suffisant au point de fonctionnement de la charge ;
 Les variations de la tension de sortie sont acceptées par la charge, Us= Ucharge;
 L’onduleur est protégé contre les surcharges cotées dc et ac et contre la surchauffe ;
 L’onduleur coupe les utilisations en cas de basse tension dc (protection de la
batterie).
 La puissance d’onduleur est supérieur strictement à la puissance de système Pond >
Psys
Etape7 : Dimensionnement d'un câble électrique solaire.
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Le câblage doit être capable de supporter les intempéries, il doit ensuite être de
section suffisante pour que les chutes de tension n’affectent pas de façon significative
le fonctionnement du système.
Pour les systèmes photovoltaïques autonomes, la chute de tension acceptable maximale
est égale à 3 %.
Et pour calculer la section des conducteurs entre ses composantes on utilise l’équation
suivante :
𝐋
𝐑
𝛒∗𝐋∗𝐈
𝑺=
∆𝐔
𝑺=𝛒
Avec :
∆𝑼 = 𝑹 ∗ 𝑰
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0.Description de la démarche de logiciel :
La démarche de logiciel de dimensionnement s’effectue selon les taches suivantes :
1. la première consiste à introduire une base de donnée de client (coordonnées des
clients ’nom, prénom, adresse personnelle, n° tél, Email’.
2.
informations sur l’installation : lieu d’installation ; nombre de jours
d’autonomie et fréquence d’utilisation.
3.
Détermination d’orientation et d’inclinaison : hiver (inclinaison = 45°), été
(inclinaison =10°) annuelle (inclinaison de 30° à 33°).
4.
calcul du bilan de puissance : puissance du système ; énergie journalière
consommée ; tension de la charge ;
5.
Calcul de la puissance crête du générateur photovoltaïque à partir des besoins
journaliers et l’irradiation journalière qui dépendent de la fréquence d’utilisation.
6.
Détermination de la tension du système à partir de la puissance du générateur
photovoltaïque.
7.
Détermination des nombres des modules nécessaires à partir de la tension du
système, puissance de générateur et puissance et tension unitaires des modules
8.
Calcul de la capacité de stockage à partir de nombre de jours d’autonomie,
énergie journalière, tension du système et profondeur de décharge de la batterie.
9.
Détermination de nombre des batteries à partir de la capacité et tension du
système et la capacité et tension unitaires de la batterie.
10.
Identification du régulateur compatible à partir de courant de court-circuit de
générateur photovoltaïque, et tension du système.
11. Identification de l’onduleur compatible à partir de la tension du système, tension
de la charge et la puissance de la charge.
12. Calcul de la section minimale admissible à partir de la chute de tension
maximale, courant, tension et la longueur des conducteurs.
13. Simulation de la production annuelle de l’installation à partir de la base des
données d’irradiation.
14. Evaluation économique de l’installation.
15. Elaboration du rapport final d’étude qui contient les paramètres de simulation et
résultats et le devis de l’installation.
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3. Diagramme de fonctionnement :
Logiciel uo
Nouveau projet
Base de données
Irr
Coordonnées
de client
Lieu
d’installation
K

Psys
Ej
Nj
L
1
L2
L
L
3
Calcul de puissance de générateur
Caractéristique ond :
ond, Ve, Vs, Pond
Pc= Ej/ (k*Irr)
Caractéristique batt :
U, Cbat, D
Usys
Csys= (Ej* Nj)/ (D* Usys)
Caractéristique rég :
Nbat= (Csys/Cbat)*(Usys/U)
*
Np/s = Usys/ Vn
Urég , Irég
Choix de rég :
Urég= Usys & Irég≥Ns* Impp
Caractéristique PV :
Ns = (Pc/ Pcpv)/ Np/s
S=*(L/R)
V, Pcpv, I, Impp, Vmpp
/
Npv= Np/s * Ns
Usys=12 V si 0Wc<Pc<500Wc
Srég-bat=*(2*L2)/ ((3%*Usys)/ (Impp*Ns))
Choix d’ond :
Usys
Usys=24 V si 500Wc<Pc<2kWc
Usys=48 V si 2kWc<Pc<10kWc
Srég-pv=*(2*L1)/ ((3%*Np/s*Umpp)/ (Impp*Ns))
Pond≥Psys & Usys=Ve
Usys=48 V si Pc >10KWc
Sbat-ond=*(2*L3)/ ((3%*Usys)/ ((Psys/ond)/Usys)
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