PV Syst Pompage Projet
PV Syst Pompage Projet
PV Syst Pompage Projet
MEMOIRE
Présenté pour l’obtention du diplôme de MASTER
FILIERE : génie électrique
SPECIALITE : Energei renouvlable
THEME
ETUDE ET DIMENSIONNEMENT D'UN SYSTEME DE
POMPAGE PHOTOVOLTAIQUE
Remerciement ....................................................................................................................................
Dédicace : .........................................................................................................................................
Sommaire ..........................................................................................................................................
Liste des figures ................................................................................................................................
Liste des tableaux ..............................................................................................................................
INTRODUCTION GENERALE : .................................................................................................. 1
I
Partie A : ....................................................................................................................................... 36
III.1 Définition sur le logiciel :...................................................................................................... 36
III.2 Etude complète d'un exemple de projet : .............................................................................. 38
III.3 Étapes du développement d'un projet : .................................................................................. 40
III.4 Conseils – Aide : ................................................................................................................... 40
III.5 Définition du projet : ............................................................................................................. 41
III.6 Enregistrer le projet : ............................................................................................................. 43
III.7 Création de la première variante (de base) : .......................................................................... 43
III.8. Exécution de la première simulation : .................................................................................. 47
Partie B : ........................................................................................................................................ 50
Les dimensionnements : ................................................................................................................ 50
Le résultat de logiciel :.................................................................................................................. 60
Les commentaires : ........................................................................................................................ 64
III. Conclusion ............................................................................................................................. 64
CONCLUSION GENERALE : ..................................................................................................... 67
REFERENCES BIBLIOGRAPHIQUES : .................................................................................... 70
Liste des figures
CHAPITRE I
Figure I-1 Le soleil source de l’énergie solaire 4
Figure I-2 Schéma d'une cellule photovoltaïque 7
Figure I-3 Système PV autonome ou isolé 9
Figure I-4 Système PV raccordé au réseau sans batterie 10
Figure I-5 Système PV hybride 11
Figure I-6 Cellules ou modules photovoltaïques en série 11
Figure I-7 Branchement en série des panneaux PV 12
Figure I-8 Cellules ou modules photovoltaïques en parallèle 13
Figure I-9 Branchement parallèle des panneaux PV 13
Figure I-10 Caractéristiques d’un générateur à ns np cellules identiques. 14
CHAPITRE II
Figure II-1 Constitution d’une pompe centrifuge 19
Figure II-2 Courbe H(Q) de la pompe centrifuge et la caractéristique de analisation 21
Figure II-3 Influence de la température à un ensoleillement constant. 23
Figure II-4 Influence de l’ensoleillement à une température constante 24
Figure II-5 Partie de fiche technique 25
Figure II-6 Schéma synoptique du système de pompage 27
Figure II-7 Donnes de base d’un module PV 28
Figure II -8 L’installation du panneau solaire 28
Figure II-9 Photo de l'installation de la canalisation 29
Figure II-10 Installation du moto-pompe 30
Figure II-11 Onduleur monophasé 500W 30
Figure II-12 Simple régulateur 31
Figure II-13 Batterie solaire 31
Figure II-14 Courbe de charge d’une batterie 32
Figure II-15 Débit d’eau expérimentale 33
CHAPITRE III
Figure III-A-1 Page principale du logiciel 37
Figure III-A-2 Etude d’un exemple de projet 38
Figure III-A-3 Project design 39
Figure III-A-4 Tableau de bord 39
Figure III-A-5 T.B Nouveau projet 41
Figure III-A-6 Le bouton "Albédo – Paramètres" 42
Figure III-A-7 Boîte de dialogue "Conditions de conception 42
Figure III-A-8 Enregistrer le projet 43
Figure III-A-9 Création de la première variante (de base) 44
Figure III-A-10 Le type de champ pour l'installation solaire et les angles d'inclinaison et d'azimut 44
Figure III-A-11 Choisir l'onduleur 45
Figure III-A-12 L'installation d’exemple 46
Figure III-A-13 Exécution de la première simulation 47
Figure III-A-14 Simulation 47
Figure III-A-15 Courbe de la simulation 48
Figure III-B-1 Project design 50
Figure III -B-2 Tableau de bord 50
Figure III-B-3 Création de la première variante (de base) 51
Figure III-B-3 Paramètres du site géographiques 51
Figure III-B-4 Le type de champ pour l'installation solaire et les angles d'inclinaison et d'azimut 52
Figure III-B-5 L'installation d’exemple 53
Figure III-B-6 Choisir l'onduleur 54
Figure III-B-7 Le Schéma 54
Figure III-B-8 Exécution de la première simulation 55
Figure III-B-9 Simulation 55
Figure III-B-10 Courbe de la simulation 56
Figure III-B-11 Le rapport 56
Figure III-B-12 Nouvelle variante de simulation Bilans et résultats principaux 57
Figure III-B-13 Tableau de bord après la simulation 57
Figure III-B-14 Les paramètres pour les pertes de champs PV 58
Liste des tableaux
INTRODUCTION GENERALE :
L’utilisation des énergies renouvelables n’est pas nouvelle. Celles-ci sont exploitées par
l’homme depuis la nuit des temps. Autrefois, moulins à eau, à vent, bois de feu, traction
animale, bateau à voile ont largement contribué au développement de l’humanité. Elles
constituaient une activité économique à part entière, notamment en milieu rural où elles
étaient aussi importantes et aussi diversifiées que la production alimentaire.
Mais dans les pays industrialisés, dès le XIXème siècle, elles furent progressivement
marginalisées aux profits d'autres sources d'énergie que l'on pensait plus prometteuses.
Des récentes estimations ont montré qu’actuellement près de 2.2 milliards d’individus ne
sont toujours pas raccordé aux grands réseaux d’électricité (ce qui représente environ 44% de
la population mondiale), pour la plus part située dans les pays du tiers monde dont l’Algérie,
ou plus de 50% vivent encore sans électricité, 95% d’entre eux vivent dans la partie sud
algérienne du fait des plus faibles revenus, de la présence des régions rudes et d’une faible
densité de population.
Le rôle d’un système photovoltaïque de production d’électricité sans interruption dans les
régions isolées n’est pas seulement d’apporter « une puissance énergétique », mais un outil de
développement social et économique des zones rurales. Le nombre de kilowattheures produit
peut paraître insignifiant devant la capacité de production énergétique du pays, mais ces
1
INTRODUCTION GENERALEــــــــــــــــــــــــــــــــــــــــــــــــــــــــــــــــــــــــــــــــــــــــــــــــــــــــــــــــــ
quelques dizaines ou centaines de kilowattheures peuvent ranimer tout l’espoir d’un village
ou d’une communauté.
Le deuxième chapitre est consacré à la modélisation d’un système PV qui a pour but
d’étudier théoriquement le comportement de certains paramètres et de les optimiser en
respectant une contrainte donnée. On a aussi expliqué le principe de conversion PV.
2
Généralité sur l'énergie renouvelable
CHAPITRE I ـــــــــــــــــــــــــــــــــــــــــــــــــــــــGénéralité sur l'energie renouvlable
Introduction :
I.1 Définition de l’énergie renouvelable :
Les énergies renouvelables sont toutes les énergies que la nature constitue ou reconstitue
plus rapidement que l'Homme ne les utilise. Elles peuvent ainsi être considérées comme
inépuisables à l'échelle du temps humain.
Exemple :
• Vent : éolienne
• Soleil : thermique, photovoltaïque, thermodynamique.
• Chaleur terrestre : géothermie.
• Eau : hydroélectrique, marémotrice.
• Biodégradation : biomasse.
• Biocarburant.
I.2 L’énergie solaire :
L'énergie solaire vient de la fusion nucléaire qui se produit au centre du soleil. Elle se
propage dans le système solaire et dans l'univers essentiellement sous forme d'un
rayonnement électromagnétique de photons et de rayonnement infrarouge.
L'énergie solaire reçue en un point du globe dépend de :
• la latitude, la saison et l'heure, qui influent sur la hauteur du soleil et donc sur l'énergie
reçue au sol par unité de surface, ainsi que sur la nébulosité en fonction du climat local.
4
CHAPITRE I ـــــــــــــــــــــــــــــــــــــــــــــــــــــــGénéralité sur l'energie renouvlable
frontière externe de l'atmosphère faisant face au soleil. Sa valeur est communément prise
égale à 1360W/m2.
Au niveau du sol, la densité d'énergie solaire est réduite à 1000 W/ m2 à cause de
l'absorption dans l'atmosphère. Albert Einstein à découvert en travaillant sur l'effet
photoélectrique que la lumière n'avait pas qu'un caractère ondulatoire, mais que son énergie
est portée par des particules, les photons.
L'énergie d'un photon étant donnée par la relation [1] :
𝒉∗𝒄
𝑬= 𝝀
5
CHAPITRE I ـــــــــــــــــــــــــــــــــــــــــــــــــــــــGénéralité sur l'energie renouvlable
6
CHAPITRE I ـــــــــــــــــــــــــــــــــــــــــــــــــــــــGénéralité sur l'energie renouvlable
7
CHAPITRE I ـــــــــــــــــــــــــــــــــــــــــــــــــــــــGénéralité sur l'energie renouvlable
I.5 Générateur PV :
Un générateur photovoltaïque est un système complet assurant la production et la gestion
de l'électricité fournie par les capteurs photovoltaïques.
L'énergie est stockée dans des accumulateurs et/ou transformée en courant alternatif suivant le
type d'application.
Concrètement, le générateur existe sous plusieurs formes :
• une chaudière
• une pompe-à-chaleur
• une dynamo
• un groupe électrogène
• une turbine
• un aérogénérateur
• un panneau photovoltaïque, etc.
I.6 le champ PV :
C’est un regroupement de modules solaires photovoltaïques raccordés entre-eux et
destiné à produire de l'électricité, soit à titre autonome (panneaux solaires sur les toits des
habitations par exemple), soit dans le cadre d'un raccordement à un réseau public de
distribution d'électricité.
I.7 Différent types de système PV :
I.7.1 Système autonome :
Les systèmes autonomes sont complètement indépendants d’autres sources d’énergie.
Ils servent habituellement à alimenter les maisons, les chalets ou les camps dans les
régions éloignées ainsi qu’à des applications comme la surveillance à distance et le pompage
de l’eau.
Selon l’utilisation ou non du stockage électrochimique, les systèmes photovoltaïques
autonomes sont classés comme suit :
• Des systèmes photovoltaïques autonomes avec stockage.
• Des systèmes photovoltaïques sans stockage (au fil du soleil).
➢ Systèmes autonomes avec stockage : C’est la configuration la plus courante des
systèmes photovoltaïques autonomes, elle comporte des batteries qui emmagasinent l’énergie
électrique produite par le générateur photovoltaïque au cours de la journée. Donc, le stockage
électrochimique dans les batteries est indispensable pour assurer le fonctionnement nocturne
8
CHAPITRE I ـــــــــــــــــــــــــــــــــــــــــــــــــــــــGénéralité sur l'energie renouvlable
9
CHAPITRE I ـــــــــــــــــــــــــــــــــــــــــــــــــــــــGénéralité sur l'energie renouvlable
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CHAPITRE I ـــــــــــــــــــــــــــــــــــــــــــــــــــــــGénéralité sur l'energie renouvlable
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CHAPITRE I ـــــــــــــــــــــــــــــــــــــــــــــــــــــــGénéralité sur l'energie renouvlable
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Etude et dimensionnement d'un système de
pompage PV
CHAPITRE II ـــــــــــــــــــــــــــــــــــEtude et démensionnement d'un pompage PV
Introduction
Du fait que les zones enclavées au sud du pays sont difficiles et économiquement pas
rentables à les raccorder au réseau électrique et les habitations dans ces régions sont éparses et
souvent nomades, le pompage solaire de l’eau potable et d’irrigation représente la solution la
plus adaptée pour ces régions. Un système de pompage photovoltaïque a été installé à l’école
afin de permettre l’acquisition des compétences nécessaires, notamment la simulation, le
dimensionnement et la réalisation de ces systèmes dans ce domaine. Dans ce chapitre,
nousprésentons la simulation et la réalisation du système de pompage photovoltaïque. Ensuite
nous montrons l’influence de la température et de l’éclairement sur les performances du
système.
Pour la réalisation du système de pompage solaire à l’école, nous présentons en premier
lieu la simulation des systèmes de pompage .Ensuit nous présentons une méthode de
dimensionnement du système de pompage, ce qui permet de définir la taille des éléments de
notre système, de déterminer le nombre de panneaux nécessaires, pour satisfaire les besoins
quotidiens en eau d’un projet à venir.
II.1 Pompe photovoltaique :
Une pompe est une machine pour convertir la puissance d’entrée mécanique en puissance
liquide de rendement. Elle est couplée directement au moteur et elle est caractérisée par un
couple, vitesse, débit. Une bonne adaptation entre la pompe et le moteur mène à de bons
résultats. On appelle pompe tout appareil qui aspire un fluide d’une région à basse pression
pour le refouler vers une région à plus grande pression. Ainsi, d’après cette définition on peut
dire que le rôle de la pompe consiste à augmenter la pression du fluide.
L’augmentation de la pression du liquide véhiculé par la pompe a eu lieu suite à la
transformation de l’énergie mécanique fournie par un moteur entraînant cette pompe en une
augmentation de l’énergie hydraulique qui est acquise par le liquide entre l’entrée et la sortie
de la pompe.
Le volume de l’eau pompée dépend de cinq facteurs essentiels :
➢ Le niveau de rayonnement qui est une mesure de l’énergie disponible du soleil.
➢ Le générateur photovoltaïque.
➢ L’efficacité de conversion de la rangée photovoltaïque.
➢ La température ambiante.
17
CHAPITRE II ــــــــــــــــــــــــــــــــEtude et démensionnement d'un pompage PV
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CHAPITRE II ــــــــــــــــــــــــــــــــEtude et démensionnement d'un pompage PV
habituellement les pompes centrifuges pour les gros débits et les profondeurs moyennes ou
faibles (10 à 100 mètres)
III.1.2 Constitution d’une pompe centrifuge :
Les pompes se composent de deux éléments essentiels :
_ Une roue qui impose au liquide un mouvement de rotation. Celle-ci est montée sur un
arbre porté par des paliers et entraîné par un moteur.
_ Un corps de pompe qui dirige l’écoulement vers la roue et l’en éloigne à nouveau sous
plus haute pression. Le corps de pompe comprend une tubulure d’aspiration et une tubulure
de refoulement, supporte les paliers et l’ensemble du Rotor [6].
II.1.3 Fonctionnement d’une pompe centrifuge :
La théorie des fonctionnements des pompes centrifuges montre qu’entre l’entré et la
sortie de la roue, l’énergie mécanique totale de la veine fluide est augmenté, cette
augmentation provient d’une part d’un accroissement de l’énergie de pression et aussi d’un
accroissement de l’énergie cinétique, cette dernière est transformée en énergie de pression par
ralentissement progressif qui est obtenue dans une pièce placés à l’intérieur de la roue
appelles limaçon, celle-ci se termine par un cône divergent .
19
CHAPITRE II ــــــــــــــــــــــــــــــــEtude et démensionnement d'un pompage PV
𝐿 𝑣2
∆𝐻1 = λ
𝐷2 . 𝑔
4. 𝑄
𝑣=
𝜋𝐷2
Q : débit(m3=s).
8 (𝑄 2 )
∆𝐻2 = λ
(𝜋 4 )(𝐷4 ). 𝐺
20
CHAPITRE II ــــــــــــــــــــــــــــــــEtude et démensionnement d'un pompage PV
ε : Coefficient de pertes de charges locales La hauteur dynamique est la somme des deux
Pertes
𝐻𝑑 = ∆𝐻1 + ∆𝐻2
𝐿 8(𝑄 2 )
𝐻𝑑 = (λ 𝐷 + 𝜀) ((𝜋2)(𝐷4)𝐺 ) = 𝐾𝑓𝑟 *(𝑄 2 )
𝐻 = 𝐻𝑠 + 𝐾𝑓𝑟 ∗ (𝑄 2 )
𝐻 = 𝑎0 ∗ 𝑤 2 − 𝑎1 ∗ 𝑤 ∗ 𝑄 − 𝑎2 ∗ (𝑄 2 )
21
CHAPITRE II ــــــــــــــــــــــــــــــــEtude et démensionnement d'un pompage PV
𝐶𝑅 = 𝐾𝑃 ∗ 𝑤 2
𝑃𝑚
𝐾𝑃 = 𝑤3
L’autre expression a considéré est celle de la puissance absorbée par une pompe, c’est à
dire la puissance nécessaire pour son entraînement mécanique, qui est exprimé par la relation
suivante :
9.81 ∗ 𝜌𝑄𝐻
𝑃𝑚 = (𝑤)
𝑇𝑃
Où 𝜂𝑃 : Le rendement de la pompe.
𝑃𝑚 : Puissance mécanique du moteur.
ρ : La masse volumique de l’eau (1000 Kg au m3).
II.3.3 Calcul du rendement :
- Pour les groupes électro-pompes (pompe et moteur), les fabricants donnent
généralement la courbe du rendement globale.
𝑃𝐻
𝜂=
𝑃𝑎
22
CHAPITRE II ــــــــــــــــــــــــــــــــEtude et démensionnement d'un pompage PV
important dans la caractéristique des cellules solaires. Elle a donc une influence sur le
comportement du système de pompage.
23
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CHAPITRE II ــــــــــــــــــــــــــــــــEtude et démensionnement d'un pompage PV
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CHAPITRE II ــــــــــــــــــــــــــــــــEtude et démensionnement d'un pompage PV
II.6.3 Le moto-pompe
Les moto-pompes solaires sont généralement de rendement élevé (utilisation de
technologies de pointe). Les moteurs des pompes de petite puissance (petite HMT et faible
débit journalier) sont en courant continu sans balais et de faible tension : 12V ou 24V. Mais
pour raison de disponibilité, nous avons choisi un moto-pompe d’utilisation domestique de
caractéristiques suivante : [8]
Tableau II-2 Les caractéristiques du moto-pompe
Puissance 0.125KW(0.17HP)
H.max 19m
Q.max 20L/min(1.2𝑚3/h)
Dimensionnement 240×140×170mm
Tension 220V
Fréquence 50Hz
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CHAPITRE II ــــــــــــــــــــــــــــــــEtude et démensionnement d'un pompage PV
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CHAPITRE II ــــــــــــــــــــــــــــــــEtude et démensionnement d'un pompage PV
II.7.1 Stockage
Le stockage d’énergie peut se faire de deux façons : stockage électrique ou stockage
d’eau. Cette dernière méthode est souvent adoptée car il est plus pratique de stocker l’eau
dans des réservoirs que l’énergie électrique des accumulateurs lourds, coûteux et fragiles. Le
réservoir ne requiert pas d’entretien complexe et est facile à réparer localement. Aussi, le
système de stockage avec batterie génère un coût additionnel, des problèmes de maintenance
des batteries et de l’obligation les remplacer après 3 à 5 ans d’usage. De plus le rendement
énergétique est dégradé avec des accumulateurs. Dans le cas de notre étude, nous retenons la
méthode de pompage au fil de soleil car la demande en eau n’est pas régulière dans la localité
d’étude, elle se fait notamment pendant la journée [8].
II.8 Conclusion
L'objectif de notre étude est la réalisation d’un système de pompage photovoltaïque
fonctionnant au fil du soleil basé sur un moteur asynchrone qui entraîne une pompe centrifuge
qui aspire l'eau d'un niveau bas et le refoulé dans un réservoir (niveau haut). La réalisation sur
un site de l’école a pour but de satisfaire les besoins quotidiens en eau d’un projet à venir.
Nous avons présenté une prédétermination des caractéristiques par simulation du système de
pompage photovoltaïque et un dimensionnement pour permettre l’acquisition des
compétences pratiques pour la réalisation de ces systèmes dans ce domaine.
La puissance extraite du panneau dépend fortement de de l’éclairement et de la
température et la météo de la journée. Ceci influe énormément sur les caractéristiques du
système de pompage. Pour l’amélioration de la réponse du système de pompage solaire, une
commande du moteur asynchrone doit être introduite. Ceci permet par conséquent de
contrôler le débit et la hauteur manométrique de la pompe.
La puissance extraite des GPVs varie pendant la journée, alors que le pompage de l’eau
comme le stockage ne doit être fait que durant une période limitée de la journée. Il est
nécessaire d’installer un système de gestion du pompage et de la consommation de l’eau
durant les périodes les plus favorables.
34
Simulation d’un système de pompage PV
CHAPITRE III ــــــــــــــــــــــــــــــــــــــــــــــــــSimulation d'un pompage PV
Introduction :
Partie A :
Historique du développement PVsyst.
1989 : CUEPE : Mesure détaillée de 3 systèmes PV couplés au réseau.
1991 : Début du projet de Logiciel PVsyst (financement OFEN).
1999 : Collaboration avec l’EPFL : réécriture interface, langage plus moderne.
2004 : Projet de recherche, modélisation des capteurs.
2006 : Projet de recherche, pompage solaire.
2007 – 2012 : Explosion de la demande.
2011 : Création de la société PVsyst SA.
2017 : Entreprise de 10 personnes, 6 pour le développement du logiciel Activités pour la
formation, projets en Afrique.
Logiciel en constante évolution avec des améliorations progressives publication toutes les
6 semaines.
✓ Hot-line : nombreux échanges avec les utilisateurs, sur la manipulation du logiciel, les
méthodes, la modélisation, les bugs, demandes de développements / modifications.
✓ Forum, avec FAQ : largement développée sur toutes questions techniques et
scientifiques.
✓ Aide en ligne : contextuelle dans tout le logiciel.
✓ Tutorial : plusieurs vidéos en préparation.
✓ Formations : permettent d’identifier les faiblesses et besoins du logiciel.
✓ Fabricants : Modélisation des composants, Bases de données.
Contacts avec organismes : PVPMC PV Performance Modeling Collaborative
Conférences sur la modélisation (Sandia Laboratoires, NREL, TÜV, etc.).
EPVSEC Conférences Européennes Organismes de Certification. [9]
III.1 Définition sur le logiciel :
Lors de l'ouverture de PVsyst, vous accédez à la page principale :
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CHAPITRE III ــــــــــــــــــــــــــــــــــــــــــــــــــSimulation d'un pompage PV
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CHAPITRE III ــــــــــــــــــــــــــــــــــــــــــــــــــSimulation d'un pompage PV
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CHAPITRE III ــــــــــــــــــــــــــــــــــــــــــــــــــSimulation d'un pompage PV
La «température inférieure pour la limite de tension absolue» est une valeur importante
dépendante du site, car elle est liée à la sécurité de votre système (elle détermine la tension
maximale du réseau dans toutes les conditions). Idéalement, il devrait s'agir de la température
minimale jamais mesurée à la lumière du jour à cet endroit. En Europe centrale, la pratique
courante est de choisir -10 ° C (plus bas dans les climats de montagne).
III.6 Enregistrer le projet :
Lorsque vous avez terminé (c'est-à-dire que vous êtes passé aux choix de variantes),
vous serez invité à enregistrer les définitions de votre projet. La boîte de dialogue qui apparaît
vous permet de renommer le projet. Nous vous recommandons d'utiliser un nom de fichier
simple, car il sera utilisé comme étiquette pour toutes les variantes.
43
CHAPITRE III ــــــــــــــــــــــــــــــــــــــــــــــــــSimulation d'un pompage PV
Figure III-A-10 « Le type de champ pour l'installation solaire et les angles d'inclinaison et
d'azimut ».
Les panneaux solaires de notre exemple seront installés sur un plan incliné fixe. À partir
du dessin du projet, nous obtenons les angles d'inclinaison du plan et d'azimut
(respectivement 25 ° et 20 ° ouest). L'azimut est défini comme l'angle entre la direction sud et
44
CHAPITRE III ــــــــــــــــــــــــــــــــــــــــــــــــــSimulation d'un pompage PV
la direction vers laquelle les panneaux font face. Les angles à l'ouest sont comptés positifs,
tandis que les angles à l'est sont comptés négatifs.
Après avoir réglé les valeurs correctes pour l'inclinaison et l'azimut, vous cliquez sur
"OK" et le bouton "Orientation" deviendra vert. Cliquez ensuite sur "Système".
• Aide sur le dimensionnement
• D'après la description du système, nous nous souvenons que nous avons une surface
disponible d'environ 125 m². Il n'est pas obligatoire de définir une valeur ici, mais cela
simplifiera notre première approche car cela permettra à PVsyst de proposer une
configuration adaptée.
• Sélectionnez un module PV
• Choisissez un module PV dans la base de données. Parmi «Tous les modules»,
sélectionnez «Générique» comme fabricant et sélectionnez le modèle 110 W. Dans la partie
inférieure droite de la boîte de dialogue, PVsyst affiche un conseil pour choisir l'onduleur :
"Veuillez choisir le modèle d'onduleur, la puissance totale doit être de 13,2 kW ou plus."
45
CHAPITRE III ــــــــــــــــــــــــــــــــــــــــــــــــــSimulation d'un pompage PV
• Sélectionnez l'onduleur
Pour l'installation de notre exemple, nous pourrions choisir soit un onduleur triphasé
d'environ 13 kW, soit 3 onduleurs monophasés de 4,2 kW à connecter sur les 3 phases. Nous
choisissons le Générique 4,2 kW et PVsyst propose une configuration complète pour le
système: 3 onduleurs, 15 chaînes de 9 modules en série.
46
CHAPITRE III ــــــــــــــــــــــــــــــــــــــــــــــــــSimulation d'un pompage PV
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CHAPITRE III ــــــــــــــــــــــــــــــــــــــــــــــــــSimulation d'un pompage PV
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CHAPITRE III ــــــــــــــــــــــــــــــــــــــــــــــــــSimulation d'un pompage PV
une analyse plus approfondie des résultats de la simulation. Pour l'instant nous allons ignorer
les. Lorsque vous cliquez sur, vous obtenez le rapport complet, qui pour cette première
variante simple se compose de seulement trois pages (pour les simulations avec plus de
détails, vous pouvez obtenir jusqu'à 9 pages de rapport). Dans ce rapport, vous trouverez :
• Première page : Tous les paramètres sous-jacents à cette simulation : Situation
géographique et données Météo utilisées, orientation du plan, informations générales sur les
ombrages (horizon et quasi-ombrages), composants utilisés et configuration du tableau,
paramètres de perte, etc.
• Deuxième page: Un rappel des principaux paramètres, et des principaux résultats de la
simulation, avec un tableau mensuel et des graphiques de valeurs normalisées.
• Troisième page : Le diagramme de perte de flèche PVsyst, montrant un équilibre
énergétique et toutes les pertes le long du système. C'est un indicateur puissant de la qualité
de votre système, et vous indiquera immédiatement les erreurs de dimensionnement, si elles
existent.
III.9.Sauvegarde de votre simulation : Prenez l'habitude de "sauvegarder" vos différentes
variantes pour des comparaisons plus poussées. Veillez à définir un titre significatif afin
d'identifier facilement votre variante dans le futur. Ce titre sera mentionné sur le rapport (il
peut également être défini dans une étape antérieure, par exemple au moment de la
simulation).
La première variante sera enregistrée dans le fichier "Marseille_Tutorial.VC0". Les
variantes ultérieures obtiendront les terminaisons de fichier VC1, VC2, etc. Si vous souhaitez
créer une nouvelle variante, assurez-vous d'utiliser "Enregistrer sous" pour éviter d'écraser vos
variantes précédentes. Pour ouvrir les simulations précédentes du projet, vous pouvez cliquer
sur le bouton "Charger" qui se trouve juste au-dessus du bouton "Enregistrer". [10]
49
CHAPITRE III ــــــــــــــــــــــــــــــــــــــــــــــــــSimulation d'un pompage PV
Partie B :
Les dimensionnements :
Les donnes utilisées dans le logiciel sont des données miniatures pour illustrer son
travail.
.
Figure III-B-1 « Project design ».
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CHAPITRE III ــــــــــــــــــــــــــــــــــــــــــــــــــSimulation d'un pompage PV
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CHAPITRE III ــــــــــــــــــــــــــــــــــــــــــــــــــSimulation d'un pompage PV
Figure III-B-4 « Le type de champ pour l'installation solaire et les angles d'inclinaison et
d'azimut »
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CHAPITRE III ــــــــــــــــــــــــــــــــــــــــــــــــــSimulation d'un pompage PV
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CHAPITRE III ــــــــــــــــــــــــــــــــــــــــــــــــــSimulation d'un pompage PV
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CHAPITRE III ــــــــــــــــــــــــــــــــــــــــــــــــــSimulation d'un pompage PV
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CHAPITRE III ــــــــــــــــــــــــــــــــــــــــــــــــــSimulation d'un pompage PV
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CHAPITRE III ــــــــــــــــــــــــــــــــــــــــــــــــــSimulation d'un pompage PV
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CHAPITRE III ــــــــــــــــــــــــــــــــــــــــــــــــــSimulation d'un pompage PV
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CHAPITRE III ــــــــــــــــــــــــــــــــــــــــــــــــــSimulation d'un pompage PV
Le résultat de logiciel :
Paramètres de simulation
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CHAPITRE III ــــــــــــــــــــــــــــــــــــــــــــــــــSimulation d'un pompage PV
PVSYST
13/06/21 Page 2/4
V6.43
61
CHAPITRE III ــــــــــــــــــــــــــــــــــــــــــــــــــSimulation d'un pompage PV
0
0.00
Jan Fév Mar Avr Mai Jun Jui Aoû Sep Oct Nov Déc Jan Fév Mar Avr Mai Jun Jui Aoû Sep Oct Nov Déc
Nouvelle variante de simulation
Bilans et résultats principaux
GlobEff EArrMPP E PmpOp ETkFull H WPumped W Used W Miss
Pump
kWh/m² kWh kWh kWh mCE m³ m³ m³
Janvier 180.3 212.4 14.61 0.000 34.88 52.0 64.1 59.95
Février 153.1 179.7 19.54 0.000 34.76 72.0 76.5 35.53
Mars 197.3 225.7 20.14 0.000 34.24 75.0 77.0 47.00
Avril 172.6 197.8 24.43 0.000 34.18 100.0 104.8 15.18
Mai 171.6 193.1 25.58 0.000 33.97 100.0 112.6 11.44
Juin 164.0 180.7 25.37 0.000 33.59 77.0 103.2 16.85
Juillet 178.9 192.0 23.12 0.000 33.29 66.0 92.2 31.81
Août 192.0 204.1 21.86 0.000 33.81 87.0 93.7 30.26
Septembre 179.0 196.7 18.55 0.000 34.34 85.0 82.8 37.16
Octobre 189.2 209.7 17.22 0.000 34.67 74.0 78.1 45.93
Novembre 171.3 197.0 17.46 0.000 35.67 60.0 69.8 50.24
Décembre 159.3 187.8 20.00 0.000 35.17 70.0 78.3 45.69
Année 2108.5 2376.9 247.89 0.000 34.17 918.0 1033.0 427.03
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CHAPITRE III ــــــــــــــــــــــــــــــــــــــــــــــــــSimulation d'un pompage PV
Légendes: GlobEff Global "effectif", corr. pour IAM et ombrages H Pump Pression totale moyenne à la pompe
EArrMPP Energie champ, virtuelle au MPP W Pumped Eau pompée
E PmpOp Energie de fonctionnement pompe W Used Eau consommée
ETkFull Energie inutilisée (réservoir plein) W Miss Eau manquante
63
CHAPITRE III ــــــــــــــــــــــــــــــــــــــــــــــــــSimulation d'un pompage PV
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CHAPITRE III ــــــــــــــــــــــــــــــــــــــــــــــــــSimulation d'un pompage PV
qui aspire l'eau d'un niveau bas et le refoulé dans un réservoir (niveau haut). La réalisation sur
un site de l’école a pour but de satisfaire les besoins quotidiens en eau d’un projet à venir.
Nous avons présenté une prédétermination des caractéristiques par simulation du système de
pompage photovoltaïque et un dimensionnement pour permettre l’acquisition des
compétences pratiques pour la réalisation de ces systèmes dans ce domaine.
La puissance extraite du panneau dépend fortement de de l’éclairement et de la température et
la météo de la journée. Ceci influe énormément sur les caractéristiques du système de
pompage. Pour l’amélioration de la réponse du système de pompage solaire, une commande
du moteur asynchrone doit être introduite. Ceci permet par conséquent de contrôler le débit et
la hauteur manométrique de la pompe.
La puissance extraite des GPVs varie pendant la journée, alors que le pompage de l’eau
comme le stockage ne doit être fait que durant une période limitée de la journée. Il est
nécessaire d’installer un système de gestion du pompage et de la consommation de l’eau
durant les périodes les plus favorables.
65
CONCLUSION GENERALE ــــــــــــــــــــــــــــــــــــــــــــــــــــــــــــــــــــــــــــــــــــــــــــــــــــــــــــــــــ
CONCLUSION GENERALE :
L’énergie solaire est une technologie prometteuse pour satisfaire la demande toujours
croissante en énergie. Elle est une source d’énergie abondante, renouvelable, et favorable à
l’environnement. Cependant, son utilisation est faible à cause de sa nature de fluctuation,
faible rendement et le cout d’investissement initial élevé. a ces défis s’ajoute le manque de
l’expérience de la technologie avec les sources solaire. Dans beaucoup de conceptions
pratiques, la puissance moyenne extraite à partir des générateurs photovoltaïques ne dépasse
pas 10% de la puissance reçue sur leurs surfaces.
Le travail présenté dans ce mémoire concerne la modélisation, la simulation d’un système
de pompage photovoltaïque. Ainsi le dimensionnement de ce système en vue de la réalisation
expérimentale sur un site de notre usine. Le système de pompage photovoltaïque, permettant
d’alimenter en eau potable les sites isolés ou aucune source d’énergie n’est disponible. Le
modèle du panneau choisi a été simulé dans un environnement PV SYS pour différentes
températures et éclairement, le but de cette simulation est de déterminer l’influence
de la température et de l’éclairement sur les caractéristiques électriques, et par conséquent
sur leur rendement. . Pour une optimisation de l’énergie délivrée par le générateur
photovoltaïque. La technique de poursuite de puissance maximale MPPT est très utile. Mais
cette technique présente quelques inconvénients tels que la complexité d’implantation et le
prix élevé. Pour notre cas, nous utilisons un simple régulateur + batterie pour contrôler le
chargement et le déchargement de la batterie suivant nos besoins en eau au fil du soleil.
Notre système de pompage solaire installé à l’école est un montage simple et adaptable à
des niveaux de puissances divers. Ces systèmes peuvent être dimensionnés pour des
applications de puissances allant de quelques Watt au quelques Mégawatt. Son coût de
fonctionnement est très faible vu les entretiens réduits et il ne nécessite ni combustible, ni
transport, ni personnel hautement spécialisé. La technologie photovoltaïque présente des
qualités sur le plan écologique car le produit fini est non polluant (électricité propre),
silencieux
et n'entraîne aucune perturbation du milieu ce qui rend notre système de pompage très
adaptable à l’approvisionnement en eau pour l'aquaculture (l'élevage de poissons ou d'autres
d'espèces aquatiques) et l'hydroponie (la culture de végétaux hors-sol). Nous pouvons
proposer comme pistes pour des projets à venir et comme perspectives suivantes :
67
CONCLUSION GENERALE ــــــــــــــــــــــــــــــــــــــــــــــــــــــــــــــــــــــــــــــــــــــــــــــــــــــــــــــــــ
• Munir ce système de pompage avec une carte de commande MPPT avec poursuite du
soleil et organisation de l’opération du pompage pour améliorer le rendement de l’installation
du pompage solaire.
• Implanter ce système photovoltaïque pour faire circuler et renouveler l’eau du bassin à
poisson périodiquement, assurer une exposition maximale des plantes et des poissons de
l’aquaponie à la lumière A [4].
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REFERENCES BIBLIOGRAPHIQUES ـــــــــــــــــــــــــــــــــــــــــــــــــــــــــــــــــــــــــــــــــــــــــــــــــــــ
REFERENCES BIBLIOGRAPHIQUES :
[1] Jimmy Royer, Thomas Djiako, Eric Schiller, Bocar Sada Sy, Le pompage
photovoltaïque : manuel de cours à l’intention des ingénieurs et des techniciens, Publ.
en collab. Avec : IEPF, Université d’Ottawa, EIER, CREPA. ISBN 2-89481-006-7.
[2] Dr.Belaid Lalouni Sofia, Maitre de conférences classe B, Cours énergie solaire ph
voltaïque, université A. Mira de Bejaia, Faculté de technologie, 2014/2015
[3] Christian Kwaku Amuzuvi, Emmanuel Effah, Design of a photovoltaic system as an
alternative source of electrical energy for powering the lighting circuits for premises in
Ghana, 2014.
[4] Salim ARAB, Dalila TOUDERT, Etude d’un Système Photovoltaïque, le 25/09/ 2017.
[5] : Yousfi Fatiha, Etude technico-économique d’un système de pompage
photovoltaïque appliquée à un site saharien (région d’Adrar), Univ. Adrar, 18 mai 2017.
[6] Bilal Hamdaoui et Ismail Bourdji, Étude d’un système de pompage photovoltaïque au fil
soleil, Université Abou Bekr Belkaïd de Tlemcen Faculté de Technologie,2015 – 2016.
[7] Mohammed Belhadj Souhayb, Étude et réalisation d’un système de pompage
photovoltaïque, Filière Électrotechnique Spécialité : Énergie et environnement, Année
universitaire : 2018 /2019.
[8] Lafia Seidou Imorou, Etude et dimensionnement des systèmes de pompage
photovoltaïque dans les localités rurales de Benin: Cas de Adjakpata, Institut
International d’Ingénierie Rue de la Science - 01 BP 594 - Ouagadougou 01 – Burkina,
le 27 Juin 2017.
[9] André Marmoude, logiciel PVsyst pour l’étude des systèmes photovoltaïque.
[10] Jean-Marc Cottier, Jean Graf, André Mermoud, Michel Villoz, guide pour le
dimensionnement et réalisation des projets PV, cours PACER, 1996.
70
Résumé :
Ce travail présente deux méthodes de dimensionnement de systèmes de pompage
photovoltaïque, une méthode analytique et une méthode graphique. Ces méthodes permettent
de dimensionner une installation de pompage photovoltaïque pour satisfaire les besoins en eau
d’une consommation bien déterminée. Elles sont basées essentiellement sur l’évaluation des
besoins d’eau, le calcul de l’énergie hydraulique nécessaire, la détermination de l’énergie
solaire disponible et le choix des composants.
Abstract - This work presents two sizing methods of photovoltaic (PV) pumping
systems. The first one is analytic and the second one graphic. These methods allow us to size
a PV pumping installation in order to satisfy the water needs of a determined consumption.
They are based essentially on the water needs evaluation, the calculation of the necessary
hydraulic energy, the determination of the available solar energy and the choice of the
components.
Mots clés: Photovoltaïque - Pompage - Dimensionnement – Simulation – Gisement.
:ملخص
تتيح هذه الطرق إمكانية. طريقة تحليلية وطريقة بيانية،يقدم هذا العمل طريقتين لتحديد أبعاد أنظمة الضخ الكهروضوئية
وهي تعتمد بشكل أساسي على.جيدا ً تحديد حجم تركيب المضخة الكهروضوئية لتلبية احتياجات المياه الستهالك محدد
. وتحديد الطاقة الشمسية المتاحة واختيار المكونات، وحساب الطاقة الهيدروليكية المطلوبة،تقييم االحتياجات المائية
تسمح. األول تحليلي والثاني رسم بياني. يقدم هذا العمل طريقتين لتغيير الحجم ألنظمة الضخ الكهروضوئية- الملخص
وهي تستند.لنا هذه الطرق بتحديد حجم تركيب الضخ الكهروضوئي من أجل تلبية احتياجات المياه لالستهالك المحدد
وتحديد الطاقة الشمسية المتاحة واختيار، وحساب الطاقة الهيدروليكية الالزمة،بشكل أساسي إلى تقييم االحتياجات المائية
.المكونات