Contribution à l`étude d`un générateur solaire pour site autonome

REPUBLIQUE ALGERIENNE DEMOCRATIQUE ET POPULAIRE
MINISTERE DE L’ENSEIGNEMENT SUPERIEUR ET DE LA RECHERCHE SCIENTIFIQUE
UNIVERSITE DES SCIENCES ET DE LA TECHNOLOGIE D'ORAN MOHAMED BOUDIAF
FACULTE DE GENIE ÉLECTRIQUE
DEPARTEMENT D'ÉLECTRONIQUE
Thèse de Doctorat Es-Sciences
SPECIALITE : ÉLECTRONIQUE
OPTION : SYSTEMES PHOTOVOLTAÏQUES
PRESENTE PAR :
M. MUSTAPHA BELARBI
Intitulée
Contribution à l'étude d'un générateur solaire
pour site autonome
Soutenu le : 26 Dhou Al-Qiada 1436, 10.09.2015 devant le Jury composé de :
M. MEKKAKIA-MAAZA Nasreddine Président Pr. USTO-MB
M. BOUDGHENE STAMBOULI Amine Rapporteur Pr. USTO-MB
M. BELARBI El-Habib Rapporteur Pr. U-Tiaret
M. BENCHOUK Kheireddine Examinateur Pr. Univ-Oran
M. FLAZI Samir Examinateur Pr. USTO-MB
M. HAMDADOU Nasreddine Examinateur Pr. ENP-Oran

REMERCIEMENTS
Je remercie Allah qui m’a aidé pour faire le présent travail.
Ce travail a été réalisé en collaboration entre le département d’électronique à l'Université
des Sciences et de la Technologie d'Oran Mohamed Boudiaf, le Laboratoire de Synthèse et
Catalyse et le département de génie électrique à l’Université Ibn Khaldoun de Tiaret.
Il a été mené sous la direction des Messieurs les Professeur BOUDGHENE
STAMBOULI Amine et BELARBI El-Habib à qui j’exprime ma profonde gratitude de m’avoir
encadrés et ma profonde reconnaissance pour la confiance qu’ils m’ont fait en me donnant la
chance de travailler avec eux. Je les remercie très chaleureusement pour l’intérêt qui a été porté
de leurs parts à mon travail. Je tiens vraiment à les remercier très chaleureusement pour leur
sympathie, leurs conseils judicieux, leur soutien permanent et leur aide efficace qui ont permis
une progression concrète du travail ; qu’ils seront également remercié d’avoir m'aider avec tout
ce qu'ils ont eu pour me facilite le travail et l’accélère.
J’exprime ma reconnaissance à Monsieur le Professeur MEKKAKIA-MAAZA
Nasreddine pour l’honneur qu’il me fait en présidant le Jury de soutenance, qu’il trouve ici
l’expression de mes remerciements les plus vifs, et pour ses encouragements incessants, l’aide
sincère et les conseils judicieux qu’il m’a apporté.
Mes vifs remerciements vont aussi à Messieurs le Professeur BENCHOUK Kheireddine ;
le Professeur FLAZI Samir et le Professeur HAMDADOU Nasreddine pour avoir bien voulu
porter une attention particulière en faisant partie du Jury tout en acceptant d’examiner ce travail.
Mes remerciements vont également à mes chers parents : ma Mère et mon Père, mes
sœurs, mes frères, à tous mes amis spécialement à ma future femme qu'Allah les gardes pour
leur soutien moral.
Je tiens à remercier chaleureusement les membres du Laboratoire synthèse et catalyse
pour l’aide qu’ils m’ont apporté aussi bien sur le plan moral que matériel.
Mes remerciements vont également à mes enseignants à l’Université des Sciences et de
la Technologies d'Oran Mohamed Boudiaf et à l'Université Ibn Khaldoun de Tiaret.
Enfin, je remercie tous ceux qui ont pu m’aider dans la réalisation de ce travail et être
présent à mes côtés tout au long de cette étude.

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TABLE DES MATIERES
Table des matières ....................................................................................................................... 5
Liste des Figures ......................................................................................................................... 11
Liste des Tableaux ...................................................................................................................... 15
Introduction générale ................................................................................................................. 17
Chapitre I : Généralités sur les systèmes solaires photovoltaïques ............................................... 23
I.1- Introduction ................................................................................................................................ 25
I.2- Rayonnement solaire .................................................................................................................. 26
I.2.1- Spectre du rayonnement ..................................................................................................... 26
I.2.2- Rayonnement solaire et atmosphère .................................................................................. 27
I.3- Principe de la conversion photovoltaïque .................................................................................. 29
I.4- Les cellules solaires ..................................................................................................................... 33
I.4.1- Le module photovoltaïque ................................................................................................... 33
I.4.2- Les caractéristiques d’un panneau solaire ........................................................................... 33
I.4.3- Les différents types de cellules solaires et leur rendement ................................................ 35
I.4.3.1- Le silicium monocristallin .............................................................................................. 35
I.4.3.2- Le silicium multicristallin ............................................................................................... 35
I.4.3.3- Modules en couches minces ......................................................................................... 36
A — Le silicium cristallin ........................................................................................................ 36
B — Le silicium amorphe ....................................................................................................... 36
C — La technologie CIS .......................................................................................................... 37
D — La technologie CDTE ...................................................................................................... 37
I.4.3.4- Génération des cellules organiques .............................................................................. 37
I.5- Les caractéristiques électriques d’un module solaire ................................................................. 38
I.5.1- Courbe caractéristique courant-tension .............................................................................. 38
I.5.2- Courbe caractéristique puissance-tension ........................................................................... 38
I.5.3- Influence de l’éclairement solaire ........................................................................................ 39
I.5.4- Influence de la température ................................................................................................ 40
I.6- Le champ photovoltaïque ........................................................................................................... 41
I.6.1- Association en série ............................................................................................................. 41
I.6.2- Association en parallèle ....................................................................................................... 42
I.7- Système de conversion ............................................................................................................... 43
I.7.1- Convertisseur continu–continu ............................................................................................ 43
I.7.2- Convertisseur continu–alternatif ......................................................................................... 43
I.8- Stockage de l’énergie .................................................................................................................. 43