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Pour calculer le nombre de panneaux, il faut diviser votre consommation annuelle par le facteur de conversion (0,85). Par exemple, si vous utilisez 3500 kWh d'électricité par an, vous aurez besoin d'une installation avec une puissance de 3500/0,85 = 4117 Wc (Watt-crête).Comment automatiser l'orientation d'un panneau photovoltaïque ?
Cela se fait de manière automatique, gr? à l'électronique d'une commande GPS. L'orientation idéale pour votre installation solaire est donc vers le sud. Mais en fonction de l'axe de construction de votre maison, ce n'est pas forcément possible pour vous.Comment fonctionnent les panneaux solaires photovoltaïque PDF ?
les électrons, présents au sein des cellules photovoltaïques, se déplacent et créent un courant électrique continu ; ce courant électrique continu est transformé en courant alternatif gr? à un onduleur solaire pour ensuite être diffusé dans le logement, bâtiment, hangar, etc.- La production annuelle sera d'environ 3 kWc x 1 000 x 1,3 = 3 900 kWh. Autre exemple, notre famille du Nord qui dispose de 34 m2 de toiture exposée plein sud. La puissance nominale de cette toiture sera de 34/8 = 4,2 kWc. La production annuelle sera d'environ 4,2 x 1 000 x 0,85 = 3 600 kWh.
UNIVERSITÉBADJI MOKHTAR-ANNABA
BADJI MOKHTARȮ ANNABAUNIVERSITY
Département : Electrotechnique
Mémoire
Licence
Thème :
Présenté par :
GUENIF NOUR AL ISLAM.
CHERFI HOUSSEM EDDINE MOURAD.
Encadré par :
MR : M. MOHAMMEDI
Année universitaire : 2020/2021
photovoltaïqueA ma mère et mon père
A mes amis et collègues
Sommaire
Introduction générale ................................................................................................................ 10
Chapitre 䊠 : Étude et application pratique d'un système photovoltaïque䊠.1. Introduction ..................................................................................................................... 12
䊠aïque ............................................................ 13 䊠 ................................. 14䊠.3.1. Les panneaux photovoltaïques .................................................................................. 14
䊠.3.1.1. Les cellules photovoltaïques .............................................................................. 14
䊠................................................................ 14䊠.3.1.3. Différents types des cellules photovoltaïques .................................................... 15
䊠otovoltaïques ....................................................... 16䊠.3.2. Les batteries .............................................................................................................. 16
䊠.3.2.1. Différents types des batteries ............................................................................. 17
䊠.3.3. Les régulateurs .......................................................................................................... 17
䊠.3.3.1. Différents types des régulateurs ......................................................................... 18
䊠.4. Application des installations photovoltaiques ................................................................. 19
䊠.4.1 Calcule des puissances et des pertes .......................................................................... 19
䊠.4.2. Détermination du nombre des batteries .................................................................... 20
䊠.4.3. Détermination du nombre des panneaux solaires ..................................................... 22
䊠.4.4. Choix du régulateur .................................................................................................. 22
䊠.4.5. Choix de l'onduleur ................................................................................................... 23
䊠.5 Conclusion ........................................................................................................................ 23
Chapitre 䊡 : Modélisation et simulation les cellules photovoltaïques䊡.1. Introduction ..................................................................................................................... 25
䊡 ........................................................................... 25䊡 ............................................................................................ 25
䊡 ............................................................................................. 26
䊡.3. Mode de connexion du PV .............................................................................................. 27
䊡.3.1. Association des cellules série ................................................................................... 27
䊡.3.2 Association des cellules en parallèle ......................................................................... 28
䊡.4. Influence de la Température : .......................................................................................... 30
䊡 .............................................................................................. 30
䊡.5 Conclusion ........................................................................................................................ 31
Chapitre 䊢 : Étude et simulation d'un système PV: GPV-étage d'adaptation䊢.1. Introduction ..................................................................................................................... 33
䊢.2. La commande MPPT ....................................................................................................... 33
䊢.2.1. Principe de la commande MPPT .............................................................................. 33
䊢.2.2 Les algorithmes MPPT .............................................................................................. 34
䊢.2.3. Perturbation Et Observation (P&O) ......................................................................... 34
䊢.3. Les hacheurs .................................................................................................................... 36
䊢.3.1. Hacheur parallèles (Boost) ....................................................................................... 36
䊢.3.2 Etude du convertisseur BOOST ................................................................................ 37
䊢.3.2.1. Structure et schéma de principe ......................................................................... 37
䊢.3.2.2 Dimensionnement des composants ..................................................................... 38
䊢.3.3. Simulation de Boost .................................................................................................. 39
䊢.4. Simulation globale du système photovoltaïque ............................................................... 41
䊢.5 Conclusion ........................................................................................................................ 44
Conclusion générale ................................................................................................................. 46
Liste des symboles
Iop : Courant optimum (A).
Vop : Tension optimum (V).
Pm : Puissance maximal (w).
ID : Courant de diode (A).
IP : Le courant dérivé par la résistance parallèle (A). I0 : Courant de saturation de diode, dépendant de la température (A). ICC : Le courant de court-circuit de référence (A).VCO : La tension de circuit ouvert. (V).
VT : La tension thermique. (V).
ICCr : Courant de court-circuit de référence. (A).N : Facture de non idéalité de la jonction.
T : La température effective de la cellule en kelvin (K). D : Est appelé rapport cyclique, et compris entre 0 et 1.PV : Photovoltaïque.
GPV : Générateur Photovoltaïque.
MPPT : Maximum Power Point Tracking.
P&O : Perturbation et Observation.
DC : Courant Continu
Liste des figures
Chapitre 䊠 :
FigureϨ.1 Schéma installation Photovoltaïque. FigureϨ.2 Panneaux solaires photovoltaïques. FigureϨ.3 Structure et principe de fonctionnement.FigureϨ.4 Module photovoltaïque.
FigureϨ.5 Batterie.
FigureϨ.6 Régulateur.
FigureϨ.7 Installation PV pour une maison.
FigureϨ.8 Pourcentage de capacité par rapport à la température.FigureϨ.9 Batterie utilisée.
FigureϨ.10 Carte de l'insolation du monde.
FigureϨ.11 Spécifications du panneau solaire.FigureϨ.12 Spécification de l'onduleur.
Chapitre 䊡 :
Figureϩ3 Schéma de 3 cellules photovoltaïques associées en série. Figureϩ.4 Caractéristique P-V des cellules photovoltaïques raccordées en série. Figureϩ.5 Caractéristique I-V des cellules photovoltaïques raccordées en série. Figureϩ6 Schéma de 3 cellules photovoltaïques associées en parallèle. Figureϩ.7 Caractéristique P-V des cellules PV raccordées en parallèle. Figureϩ.8 Caractéristique I-V des cellules PV raccordées en parallèle. Figureϩ.9 Caractéristique P-V du module PV selon la température. Figureϩ.10 La caractéristique I-V du module PV selon la température.Chapitre 䊢 :
FigureϪ.1 Chaine de la commande MPPT.
FigureϪ.2 Principe de la commande MPPT.
FigureϪ.3 Recherche du PPM par la méthode (P&O).FigureϪ.8 Schéma block de simulation.
FigureϪ.10 Caractéristiques de la sortie de Boost en fonction du temps.FigureϪ.11 Simulation PV et MPPT.
FigureϪ.12 Programme algorithme (P&O) dans MATLAB function. FigureϪ.14 Caractéristique de la sortie de MPPT en fonction du temps.Liste des tableaux
Chapitre 䊠 :
TableauϨ.1 Différents types des cellules photovoltaïques.TableauϨ.2 Différents types des batteries.
TableauϨ.3 Différents types des régulateurs.TableauϨ.4 (Wh/Day) les appareils.
Chapitre䊢 :
TableauϪ.1 Les paramètres du convertisseur Boost. 10Introduction générale
avenir. En effet les besoins énergétiques des sociétés industriels ne cessent fossiles. La consommation de ses sources donne lieu à des émissions de gaz à effet de serre et donne une augmentation de la pollution. Le danger générations futures. Poussée par un contexte favorable (volonté politique, intérêt économique de production de système photovoltaïques ,des micros turbines à gaz associées super condensateur ou le stockage inertiel ;induisent un développement significatif de ces moyens de production de entrainerait un foisonnement Le soleil fournit une énergie lumineuse grandiose a la terre. Mais le problème lumineuse du soleil en énergie électrique.Dans notre étude on a présenté :
Au premier chapitre, étude et application pratique du système photovoltaïque. Dans le second chapitre on fait la modélisation et la simulation des cellules photovoltaïques avec les effets climatiques. commande MPPT du convertisseur BOOST dans le système photovoltaïque valider par simulation sous MATLAB/SIMULINK.Étude et
photovoltaïque 12 䊠.1. Introduction : Le soleil est une source énergétique quasiment illimitée, il pourrait couvrir plu- sieurs milliers de fois notre consommation globale d'énergie [1]. C'est pour- quoi, l'homme cherche depuis longtemps à mettre à profit cette énergie impor- tante et diffusée sur l'ensemble de la planète, il est arrivé à réaliser ce but par le moyen dit cellule photovoltaïque. Le nom Photovoltaïque vient du Grec, il est composé de deux parties :Photos : Lumière.
Volt : Unité de tension électrique, du nom Alessandro Volta. Ce phénomène fut découvert au 19ème siècle par le physicien Alexandre Edmond Becquerel. La première cellule photovoltaïque fut développée début photovoltaïques alimentent seulement le système énergétique des satellites nement, le photovoltaïque prend une place prépondérante. Pour comprendre ce phénomène, nous avons rappelé dans ce chapitre quelques notions de base sur le rayonnement solaire et les propriétés des semi-conducteurs ; matériaux de base des cellules photovoltaïques. le principe de fonctionnement de la cellule photovoltaïque en passant au système photovoltaïque complet 13 Pour étude et installation photovoltaïque nous suivons plusieurs étapes importantes et pratiques, qui sont les suivantes : charges électriques. du soleil.à utiliser.
Calculer les spécifications du régulateur de charge. FigureϨ.1 Schéma installation photovoltaïque. 14 photovoltaïque : 䊠.3.1. Les panneaux photovoltaïques : Les panneaux solaires photovoltaïque regroupent des cellules photovoltaïques reliéesdes systèmes mobiles de poursuite du soleil appelés trackers. Dans ce dernier cas la
production électrique augmente d'environ 30% par rapport à une installation fixe. En dehorsde centrales solaires, les installations fixes se font actuellement plutôt sur les toits des
logements ou des bâtiments, soit en intégration de toiture. Dans certains cas, on pose des panneaux verticaux en façade d'immeuble, cette inclinaison n'est pas optimale pour laproduction d'électricité, la position fixe optimale étant une inclinaison de 30° par rapport à
l'horizontale [3].FigureI.2 Panneaux solaires photovoltaïques.
䊠.3.1.1. Les cellules photovoltaïques : La cellule photovoltaïque est l'élément de base des panneaux solaire qui productionl'électricité, l'utilisation des cellules solaires a débutée dans les années quarante dans le
domaine spatial, les recherches d'après-guerre ont permis d'améliorer leurs performances et leur taille [3]. Une cellule photovoltaïque est un dispositif semi-conducteur généralement a base une jonction PN avec une barrière de potentiel. Lorsque les photons sont absorbés par le semi- 15 conducteur, ils transmettent leur énergie aux atomes de la jonction PN de telle sorte que lesélectrons de ces atomes se libèrent et créent des électrons (charges N) et des trous (charges
P). Ceci crée alors une différence de potentiel entre les deux couches. Cette différence de potentiel est mesurable entre les connexions des bornes positives et négatives de la cellule [4]. FigureϨ.3 Structure et principe de fonctionnement. 䊠.3.1.3. Différents types des cellules photovoltaïques : Il existe de nombreux types de fabrication des cellules photovoltaïques, Nous le mentionnons dans ce qui suit :Les avantages Les inconvénients
Monocristallin Bon rendement, de 12% à 18%.
Bon ratio (WC/ M²) (environ 150 (WC/
M²)) ce qui permet un gain de place si
nécessaire.Nombre de fabricants élevé.
Coût élevé.
Rendement faible sous un faible
éclairement.
Poly cristallin Cellule carrée (à coins arrondis dans le cas du Si monocristallin) permettant un meilleur foisonnement dans un module. line. nocristalline : 11 à 15%.Ratio (WC/ M²) moins bon que pour le
monocristallin (environ 100 (WC/ M²)).Rendement faible sous un faible éclaire-
ment.Amorphe Fonctionne avec un éclairement faible
ou diffus (même par temps couvert).Un peu moins chère que les autres tech-
nologies.Intégration sur supports souples ou
rigides.Rendement faible en plein soleil, de 6% à
8%.Nécessité de couvrir des surfaces plus
licium cristallin (ratio (WC/M²) plus faible, environ 60 (WC/ M²)).Performances qui diminuent avec le
temps (environ 7%). TableauϨ.1 Différents types des cellules photovoltaïques. 16 Pour produire plus de puissance, les cellules solaires sont assemblées pour former un module. Les connections en série de plusieurs cellules augmentent la tension pour un mêmecourant, tandis que la mise en parallèle accroît le courant en conservant la tension. Ces cellules
sont protégées de l'humidité par en copulation dans un polymère EVA (éthylène-vynil-acétate)
et protégé sur la surface avant d'un verre, trempé à haute transmission et de bonne résistance
mécanique, et sur la surface arrière d'une ou de polyéthylène [5].FigureϨ.4 Module photovoltaïque.
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