M.A. DERICHEa, K. MOHAMMEDIa

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1 Conception et dimensionnement d’un système photovoltaïque couplé au réseau électrique de Ghardaïa 
M.A. DERICHEa, K. MOHAMMEDIa Génie Mécanique LEMI/ MESOnexusTeam, M. Bougara Université, Boumerdès Algérie, RESUME La demande de l’énergie électrique est toujours en croissance et afin de répondre à cette demande en conservant nos ressources épuisables pour les futures générations, nous devant exploiter les ressources naturelles renouvelables pour la production de l’énergie électrique par les grands gisements que possède notre pays comme le solaire photovoltaïque. Les systèmes photovoltaïques sont actuellement divisés en deux grandes catégories: les systèmes autonomes (non connectés au réseau) et les systèmes couplés au réseau[1]. A fin de renforcer le réseau électrique régional sud, il est nécessaire de penser à faire des centrales photovoltaïques connectées au réseau électrique de distribution en exploitant le gisement solaire au sud de notre pays qui est gratuit et renouvelable. A cet effet, nous avons pensé à faire une étude de conception et de dimensionnement d’un système photovoltaïque couplé au réseau électrique de Ghardaïa d’une puissance de 100 kWc en utilisant le logiciel des données météorologiques « METEONORM 7» et un logiciel de dimensionnement des système photovoltaïques « PVsyst 5.5 », dont les cordonnées du site sont (Latitude 32.6°N, Longitude 3.7°E, Altitude 565). Mots clés : Système Photovoltaïque, Irradiance, Réseau électrique. La figure ci-dessus, nous donne des informations sur le gisement solaire du site, à savoir : la température de l’air, vitesse du vent, irradiance moyenne du rayonnement global horizontal et l’irradiance du rayonnement diffus horizontal, chaque paramètre a une signification et une importance dans notre étude. La température de l’air, a une influence sur le rendement de la production des panneaux photovoltaïque, (la température est inversement proportionnelle au rendement des panneaux photovoltaïques). La vitesse du vent, nous permettons de dimensionner les structures porteuses des panneaux photovoltaïques, comme nous donne aussi une idée sur l’auto-nettoyage des panneaux phonolitiques. L’irradiation moyenne et l’irradiance du rayonnement diffus, nous aidons à déterminer la production énergétique des panneaux photovoltaïques pour chaque mois (les rayonnements solaire sont proportionnelle au rendement des panneaux photovoltaïques). La figure 2, nous montre la variation de la température et du rayonnement solaire mensuelle. Figure2 : Histogramme du rayonnement solaire et de la température du site SYSTEME PHOTOVOLTAÏQUE PV Le système photovoltaïque est composé en deux parties principales comme il est indiqué dans la figure suivante: Générateur PV se compose de plusieurs modules photovoltaïques couplés en série et en parallèle, afin d’augmenter la tension et le courant adapter à l’onduleur choisi. Le nombre de module photovoltaïque en série est 19 d’une puissance unitaire de 278 Wc, et le nombre de chaine de système photovoltaïque est 21 chaines, avec une puissance nominale AC de 100 kWc, sur une surface de 774m2. Onduleur solaire photovoltaïque, converti le courant continu produit par le générateur photovoltaïque en courant alternative. L’onduleur a les caractéristiques électriques suivantes : Puissance globale: 100kWac. Tension de fonctionnement: V. Tension entrée maximale: 1000V. CONCEPTION DU SYSTEME PV PAR LE LOGICIEL PVSYST 5.55 La conception du projet d’un système photovoltaïque raccordé au réseau par le logiciel PVsyst V5.55 qui est un logiciel de simulation et de conception développé par l’université de Genève. Ce logiciel est destiné à l’étude, dimensionnement des systèmes photovoltaïques. Cette étude nous permet de visualiser les différentes configurations possibles pour notre installation, en précisant la puissance nominale installée, le type d’onduleur et les panneaux à utilisés. Il possède aussi une importante base des données sur les fabricants d’équipements et leurs caractéristiques techniques, il nous permet aussi d’importer des données météos à partir de logiciel METEONORM V7. - Choix de la valeur de l’albédo Le sol de Ghardaïa étant de nature relativement « sableux », nous avons choisi une valeur de l’albédo comprise entre 0.09 et 0.15, dans notre étude on a pris 0.12. La plage de température de fonctionnement Température minimale de (-10°C). Température maximale de (60°C). Température à 1000 W/m2 50°C. Figure 3: Diagramme d’entrée/sortie journalier Le diagramme figurant ci-dessus nous donne l’énergie injectée dans le réseau en [kWh/jour] en fonction d’un rayonnement incident global en [kWh/m2.jr] dans la région de Ghardaïa, on observe que l’énergie produite injectée dans le réseau électrique est proportionnelle au rayonnement incident global sur la surface active des panneaux photovoltaïque. 4.1 Interprétation Des Résultats Le lancement de la Simulation nous permet d’accéder aux différents résultats de la conception de notre système photovoltaïque d’une puissance de 100 kWc à 50°C. Le système photovoltaïque est exposé au plusieurs paramètre de dégradation qui est interprété par des facteurs de perte (voir figure 4) : Perte champ (Température, qualité des modules, résistance,… etc). Perte Onduleur globales. Le besoin d’utilisation : charge illimitée (toute la production est injectée dans le réseau électrique donc sans stockage). Figure 4 : Digramme des pertes Nous avons remarqué sur le diagramme des pertes sur l’année entière que l’irradiation globale incidente n’est pas complètement exploitable à cause des facteurs et pertes sur les différentes parties de système, on obtient une énergie totale injectée dans le réseau de MWh. Le site de Ghardaïa dont les cordonnées : Latitude : 32.6°N - Longitude : 3.7°E - Altitude 565, avec un système des panneaux photovoltaïques d’une puissance de 100kWc et un onduleur de 100kW AC, on obtient une énergie d’environ MWh. CONCLUSION A travers cet article, nous avons déterminé l’énergie produite injecté dans le réseau électrique par un système photovoltaïque d’une puissance de 100kWc et selon les données météorologiques du site d’installation de la région sud (Ghardaïa : Latitude 32.6°N, Longitude 3.7°E, Altitude 565), avec un système fonctionnant dans la journée (période ensoleillée). INTRODUCTION Les déserts de notre planète reçoivent en 6 heures plus d’énergie du soleil que n’en consomme l’humanité en une année [2], et afin d’exploiter le gisement important dans le sud Algérien qui connais des manque dans l’énergie électrique, et pour trouver des solutions technico-économique à ce problème on cite l’énergie solaire photovoltaïque, qui a pour avantage dans la conversion photovoltaïque dans la région de Ghardaïa (sud Algérien), la simplicité de concevoir un tel système, le renforcement de réseau électrique en diminuant dans la consommation de carburant et la diversification dans les ressource de production de l’énergie électrique. La conception et l’ingénierie d’un système photovoltaïque est devenu indispensable avant d’aller à la réalisation afin de s’assurer un bon fonctionnement du système et une bonne exploitation (absorption des rayonnements et production de l’électricité). L’objectif de cet article est de concevoir un système photovoltaïque couplé au réseau de Ghardaïa sur PVsyst V5.55, en basant sur les données météo du site d’implantation (Ghardaïa) obtenu à partir de logiciel METEONORM V7. DONNEES METEOROLOGIQUES DU SITE D’INSTALLATION DU SYSTEME PHOTOVOLTAÏQUE Avant d’entamer n’importe quelle étude pour installer un système photovoltaïque, il est nécessaire et indispensable de faire une étude de gisement solaire afin de l’évaluer et de bien dimensionner le système et aussi de pouvoir connaitre le temps et le taux pour la rentabilité de notre système. Ce qui concerne la récolte des données météorologique y a plusieurs base de données (logiciels, sites et des offices nationaux de météorologie, …etc). Dans notre étude nous utilisons le logiciel des données météorologiques METEONORM V7. Pour avoir les données météorologiques de n’importe quel site, il suffit de sélectionner le site exacte sur la carte mondiale existante dans le logiciel, ou d’introduire les cordonnées du site, qui sont dans notre étude (Latitude 32.6°N, Longitude 3.7°E, Altitude 565). Figure1 : Données météorologiques du site REFERENCES [1] : C. SEMASSOU, « Aide a la décision pour le choix de sites et systèmes énergétiques adaptes aux besoins du Benin », (2011) 51. [2] : SOLTANE BELAKEHAL, (2010) « Conception & Commande des Machines à Aimants Permanents Dédiées aux Energies Renouvelables ». Thèse de doctorat, Université de Constantine. THE FIRST INTERNATIONAL CONFERENCE ON SOLAR ENERGY (INCOSOLE 2015) 4 - 5 May 2015, University of Bordj Bou Arreridj Contact: