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application de l'énergie solaire destinée pour le préchauffage de l’air entrant dans un bâtiment, le séchage solaire pour le secteur agricole et le couplage avec les panneaux photovoltaïques. Dans le présent travail nous discutons le comportement thermique de ce type de capteur.
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ECOLE DOCTORALE ENERGIES RENOUVELABLES
Mémoire
Option : ENERGIES RENOUVELABLES
THEMESoutenu le : 11 décembre 2011
Présenté par : Dirigé par : MISSOUM MOHAMMED HAMIDAT ABDERRAHMANEDevant le jury :
Hocine Abdelkader MC/A UHB Chlef Président
Belmadani Bachir Professeur UHB Chlef Examinateur
Hadj-Arab Directeur de recherche CDER Examinateur
Hamidat Abderrahmane Directeur de recherche CDER EncadreurLoukarfi Larbi Professeur UHB Chlef Co-encadreur
Promotion 2010-2011
de la Recherche ScientifiqueUNIVERSITE HASSIBA BENBOUALI
DE CHLEF
Faculté de technologie
Département de génie mécanique
Remerciements
En premier lieu, je tiens à remercier Monsieur A.Hamidat, mon directeur de mémoire et je lui compétences scientifiques, ses qualités humaines et sa constante disponibilité. initié à assurer ma future tache, ainsi pour ses conseils fructueux et ses encouragements. accepté de faire partie du jury. accepté de juger ce travail. ceux qui ont contribué à notre bonne formation. recherche. où je suis. Un grand merci à mon IUqUHHWWRXWHVPHVV°XUVjPDFKqUHIHPPHTXLpWDLW toujours à mes côtés et mon fils Larbi et ma petite fille Safaa.Sommaire
Page 1
Sommaire
Liste des figuUHV"""""""""""""""""""""""""""".
Liste des taEOHDX[""""""""""""""""""""""""""".
Introduction générale""""""""""""""""""""""""""Chapitre 1 :
Irradiation solaire
1.1Introduction """""""""""""""""""""""""....
.1.2 Le soleil"""""""""""""""""""""""""""........1.2.1 Présentation du VROHLO"""""""""""""""""""""......
1.2.2 Mouvement de la terre autour du soleil"""""""""""""""".
1.2.3 Trajectoire apparente du soleil""""""""""""""""""....
1.2.4 Coordonnées du soleil""""""""""""""""""""""..
- Coordonnées équatoriales"""""""""""""""""""""".. - Coordonnées horizontales du soleil""""""""""""""""""...1.3 Cordonnées terrestres"""""""""""""""""""""""....
1.3.1 Longitude"""""""""""""""""""""""""""...
1.3.2 Altitude"""""""""""""""""""""""""".......
1.3.3 Latitude """"""""""""""""""""""""""""
1.4.1 $]LPXWH.""""""""""""""""""""""""""......
1.5 Rayonnement solaire """"""""""""""""""""""........
1.5.1 Répartition spectrale du rayonnement solaire"""""""""""".....
1.5.2 Constante solaire""""""""""""""""""""""""....
1.5.3 Masse d'air""""""""""""""""""""""""""".
1.5.5 Composition du rayonnement solaire """"""""""""""""...
- Rayonnement direct """""""""""""""""""""""" - Rayonnement diffus """""""""""""""""""""""" 7 10 12 15 17 17 17 18 19 19 19 2223
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Sommaire
Page 2
- Rayonnement global""""""""""""""""""""""""1.5.6 Nomenclature des différents instruments de mesure du rayonnement """""
- Pyrradiomètre""""""""""""""""""""""""""" - Pyranomètre"""""""""""""""""""""""""""" - Pyrhéliomètre """"""""""""""""""""""""""". - Pyrradiomètre différentiel ou bilanmètre """""""""""""""". - Héliographe """"""""""""""""""""""""""""1.6.1 Irradiation sur un plan horizontal""""""""""""""""."..
- Eclairement direct"""""""""""""""""""""""""... - Eclairement diffus"""""""""""""""""""""............... - Eclairement réfléchi""""""""""""""""""""""""..1.7 Irradiation global extraterrestre G0 """""""""""""""""""
1.8 Modèles de la température ambiante et de jonction"""""""""""""
1.8.1 Modèle de la température ambiante """""""""""""""""
1.8.2 Modèle de la température de jonction """"""""""""""........
1.9 Conclusion """""""""""""""""""""""""""".
Chapitre 2 :
Présentation des systèmes photovoltaïques connectés au réseau2.1 Introduction""""""""""""""""""""""""""""..
2.3.1 Isolé """""""""""""""""""""""""""........
2.3.2 Connecté au réseau"""""""""""""""""""""..........
- Avantages"""""""""""""""""""""""""""". - Inconvénients"""""""""""""""""""""""""""2.4.1 Générateur photovoltaïque """""""""""""""""""..
- Principe photovoltaïque """""""""""""""""""""" 3132
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Sommaire
Page 3
- Paramètres de cellules photovoltaïques """""""""""""""".. - Différents types des cellules solaires """"""""""""".................... - Association des cellules photovoltaïques """"""""""""""""2.4.2 Le convertisseur """"""""""""""""""""""""....
- 'pILQLWLRQ"""""""""""""""""""""""""............... - Convertisseurs continu/continu (DC/DC)"""""""""""""""" - Onduleurs DC/AC""""""""""""""""""""""""" - Onduleurs poXUFRXSODJHDXUpVHDX""""""""""""""""""..2.5.1 Système PV connecté diUHFWHPHQWDXUpVHDX"""""""""""""".
2.5.2 Systèmes à bus continu intermédiaire """"""""""""""""..
2.6 Options de raccordement"""""""""""""""""""""""
2.6.1 Injection de la totalité de la production """"""""""""""""
2.6.2 Injection du surplus de production """"""""""""""""".
2.7 Conclusion"""""""""""""""""""""""""".....
Chapitre 3 :
Modélisation des systèmes photovoltaïques connectés au réseau3.1 Introduction """""""""""""""""""""""""".....
3.3.1 Générateur photovoltaïque LGpDO""""""""""""""""".....
3.3.2 Générateur photovoltaïque réel """""""""""""""""".....
3.3.3 Modèles de la caractéristique I-V""""""""""""""""""..
- Modèle à une diode """"""""""""""""""""".............. - Modèle à deux diodes """"""""""""""""""""............. - Modèle explicite"""""""""""""""""""""""""" - Modèle à quatre paramètres """"""""""""""""""""".3.3.4 Simulation de modèle à une diode par Matlab"""""""""""""..
- Calcul du courant photonique""""""""""""""""".............. - Calcul du courant de saturation"""""""""""""""""""" - Calcul de la tePSpUDWXUHGHMRQFWLRQ""""""""""""""............. 4951
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Sommaire
Page 4
- Choix du module photovoltaïque """""""""""""""............ - Résultats de la simulation"""""""""""""""""".............3.3.5 Méthodes de recherche du point optimal de fonctionnement"""""""
- Méthode de perturbation et observation""""""""""""""""3.4 Modélisation du système de conversion (convertisseur)"""""""""......
Chapitre 4:
Etude des différents concepts de bâtiments performants4.1 Introduction""""""""""""""""""""""""""""..
4.2 Principaux labels nationaux et internationaux"""""""""""""".....
4.2.1 Les labels français""""""""""""""""""""""".....
4.2.2 PassivHaus (Allemagne) """""""""""""""""""""....
4.2.3 Z(52(1(5*<%8,/',1*86$""""""""""""""""".
4.2.4 MINERGIE® (Suisse)"""""""""""""""""""""""
4.2.5 Normes et labels algériens """"""""""""""""""""".
4.3 Maisons " bioclimatiques »""""""""""""""""""""""
4.3.1 Définitions """""""""""""""""""""""""""..
4.3.2 Principes de base"""""""""""""""""""""""""
4.3.3 Caractéristiques des bâtiments bioclimatiques"""""""""""" ".
- Orientation"""""""""""""""""""""""""""" - Stratégie du froid HWGXFKDXG""""""""""""""""""""... - Organisation spatiale des pièces""""""""""""""""""".. - Inertie thermique """""""""""""""""""""""....... - Isolation""""""""""""""""""""""""""""".4.4 Maisons " passives » """"""""""""""""""""""""..
4.4.1 Introduction""""""""""""""""""""""""".....
4.4.2 Apports gratuits """"""""""""""""""""""""....
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Sommaire
Page 5
- Apports solaires passifs""""""""""""""""""""""" - Principes de régulation naturelle en hiver"""""""""""""""" - Principes de régulation naturelle en été""""""""""""""""4.4.3 Apports internes """""""""""""""""""""""""
4.4.4 Isolation thermique""""""""""""""""""""""....
- Fenêtre """"""""""""""""""""""""""""". - Ponts thermiques """"""""""""""""""""""............4.4.6 Ventilation """"""""""""""""""""""""""...
- Principe général """"""""""""""""""""""""".. - Récupération de la chaleur """""""""""""""""""""4.4.7 Besoin en énergie """""""""""""""""""""""....
4.5 Maisons à basse consommation """"""""""""""""""""
4.6 Bâtiment " zéro énergie » """""""""""""""""""".......
4.7 Maisons à énergie positive """""""""""""""""""""".
4.8 Conclusion""""""""""""""""""""""""""""...
Chapitre 5:
,QWURGXFWLRQ""""""""""""""""""""""""""""5.2 Caractéristiques géographiques du site"""""""""""""""""..
5.5 Dimensionnement énergétique du système photovoltaïque"""""""""".
5.5.2 Etude du profil de FRQVRPPDWLRQpOHFWULTXH""""""""""""""
5.5.4 Répartition de la consommation électrique dans le foyer"""""""."
5.5.5 Caractéristiques du système PV connecté au réseau""""""""""".
5.5.6 Dimensionnement du champ PV""""""""""""""""""..
- Calcul de la puissance crête(PC) du générateur photovoltaïque nécessaire""" 108109
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Sommaire
Page 6
- Nombre nécessaire des modules solaires constituant le champ photovoltaïque " - Calcul de la surface occupée par le champ PV""""""""""""""5.6 Simulation des performances électriques
5.6.1 Etapes de simulation """"""""""""""""""""""""
5.6.4 Energie électrique achetée du réseau"""""""""""""""""
5.6.5 Energie électrique vendue au réseau""""""""""""""""""
5.6.7 Variation horaire Puissance du générateur PV""""""""""""""
5.7.1 Présentation GXORJLFLHO7516<6""""""""""""""""""
5.7.3 Déroulement de la simulation """"""""""""""""""""
5.7.4 Définition des zones""""""""""""""""""""""""
5.7.5 Composition des parois""""""""""""""""""""""...
5.7.6 3DUDPqWUHVGHODVLPXODWLRQ""""""""""""""""""""..
5.7.7 Résultats de la première simulation""""""""""""""".......
5.7.8 Résultats de la deuxième simulation """"""""""""""""".
5.8 &RQFOXVLRQ"""""""""""""""""""""""""""".
Conclusion générale......
Références bibliogra
Annexe
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