اــ ــرـ اــاـ ـ اـ ـ ـ اطـ اــــ ث ا ـ RÉPUBLIQUE A

اــ ــرـ اــاـ ـ اـ ـ ـ اطـ اــــ ث ا ـ RÉPUBLIQUE ALGERIENNE D MINISTÈRE DE L’ENSEIGNEMENT SUP ـ ـ  ـ د ــ اـــة UNIVERSIT FACULT DÉPARTEMENT DE M Installation énergétique et turbaux machine Présenté par : KETTAL AHCEN اــ ــرـ اــاـ ـ اـ ـ ـ اطـ اــــ  وزارة ا ـ م ا ـ  و ا ــث ا PUBLIQUE ALGERIENNE DÉMOCRATIQUE ET POPULAIRE RE DE L’ENSEIGNEMENT SUPÉRIEUR ET DE LA RECHERCHE SCIENTIFIQUE ـ ـ  ـ د ــ اـــة UNIVERSITÉ SAAD DAHLEB DE BLIDA FACULTÉ DE TECHNOLOGIE PARTEMENT DE MÉCANIQUE Mémoire de Master Installation énergétique et turbaux machine Thème : Dirigé par Dr. L. Aiche HAMANE اــ ــرـ اــاـ ـ اـ ـ ـ اطـ اــــ MOCRATIQUE ET POPULAIRE LA RECHERCHE SCIENTIFIQUE SAAD DAHLEB DE BLIDA Installation énergétique et turbaux machine Dirigé par L. Aiche HAMANE ANNÉE UNIVERSITAIRE 2017- 2018Remerciements A Tous mes enseignants J´ai eu l’honneur d’être parmi vos élèves et de bénéficier de votre riche enseignement. Vos qualités pédagogiques et humaines sont pour moi un modèle. Votre gentillesse, et votre disponibilité permanente ont toujours suscité mon admiration. A Mon Encadreur : Dr. Hamane Votre compétence, votre encadrement ont toujours suscité mon profond respect. Je vous remercie pour votre accueille et vos conseils. Veuillez trouvez ici, l’expression de mes gratitudes et de ma grande estime. Veuillez recevoir mes remerciements pour le grand honneur que vous m´ avez fait d’accepter l’encadrement de ce travail. A Messieurs les jurys, vous nous faites un grand honneur en acceptant de juger ce travail Je dois un remerciement à tous les enseignants de l’université de notre institut pour leurs qualités scientifiques et pédagogiques. Je tiens à remercier chaleureusement, tout mes proches et tout ceux qui, de prés ou de loin, m’ont apporté leurs sollicitudes pour accomplir ce Travail Dédicace Toutes les lettres ne sauraient trouver les mots qu’il faut… Tous les mots ne sauraient exprimer la gratitude, L’amour, le respect, la reconnaissance… Aussi, c’est tout simplement que Je dédie cette thèse … A l’âme de mon père ; Qu’ Allah lui ouvre les portes de Son Paradis A ma mère, qu’Allah lui protège et accorde une longue vie en santé et bonheur Aucune dédicace ne saurait exprimer mon respect, mon amour éternel et ma considération pour les sacrifices que vous avez consenti pour mon instruction et mon bien être. Je vous remercie pour tout le soutien et l’amour que vous me portez depuis mon enfance et j’espère que votre bénédiction m’accompagne toujours. Que ce modeste travail soit l’exaucement de vos vœux tant formulés, le fruit de vos innombrables sacrifices, bien que je ne vous en acquitterai jamais assez. Puisse Dieu, le Très Haut, vous accorder bonheur et paix. A toutes les personnes qui ont participé à l’élaboration de ce travail. A toutes ma famille et tous mes amis et tous ceux qui me canaient. Sommaire Sommaire Nomenclature Liste de figure Liste de tableaux Introduction générale…………………………………………………………. 1 Chapitre 1 généralité sur système hybride 1-1 Introduction ………………………………………………………….…….4 1-2 Généralités sur les systèmes d’énergies hybrides ………………………..4 1-3 Composants d’un système hybride (éolien – photovoltaïque) …………..5 1-3.1 Système photovoltaïque ……………………………………………..5 1-3.2 Système éolien ……………………………………………………….9 1-3.3 Les batteries ………………………………………………………...12 1-3.4 Régulateur …………………………………………………………..13 1-3.5 Onduleur ……………………………………………………………13 1-4 Conclusion ………………………………………………………………...13 Chapitre 2 études théoriques et simulation du système éolien- photovoltaïque 2-1 Introduction ………………………………………………………………14 2-2 étude du système photovoltaïque ………………………………………..14 2-2.1 Rayonnement solaire ………………………………………………...14 2-2.2 Repérage d’un site sur la surface terrestre ………………………...15 2-2.3 Energie reçue par un capteur photovoltaïque ……………………..17 2-2.3.1 Estimation de l’énergie instantanée (ciel clair)……………….17 2-2.3.2 Estimation de l’énergie instantanée (ciel couvert)…………...17 2-2.3.3 Estimation de l’énergie journalière incidente ……………….18 2-2.3.4 Estimation de l’énergie annuelle incidente ………………….18 2-3 Etude du système éolienne ………………………………………………19 2-3.1 Critère de choix d’un potentiel éolien…………………………….19 2-3.1.1 Le vent …………………………………………………………..19 2-3.1.2 Gisement éolien en Algérie ……………………………………19 2-3.1.3 La loi de distribution de weibull ………………………………20 2-3.1.4 La puissance moyenne annuelle fournit par aérogénérateur...21 2.4 Description du logiciel Retscreen ……………………………………….21 2.4.1 Survol des différents logiciels ………………..………………………21 2.4.1.1 Logiciel pour les énergies renouvelables ………………………...21 2.4.1.2 Paramètres pour le choix des logiciels ………………………...…22 2.4.1.3 Paramètres pour le choix des logiciels –Retscreen ……………...24 2.4.2Présentation de Retscreen …..………………………………………….24 2.4.2.1 Principal caractéristiques ………………………………………...25 2.4.2.2Interfaces ………………………………………………………......26 2.4.2.3 Code de couleur des cellules ……………………………………...28 2.4.2.4Données à entrer …………………………………………………...28 2.5 Conclusion ……………………………………………………………….29 Chapitre 3 : Résultats et Discussion 3.1 Introduction ……………………………………………………………...30 3.2 Description des sites étudiés …………………………………………...30 3.2.1 Site Annaba ……………………………………………………….30 3.2.2 Site Bechar ……………………………………………………….32 3.3 Description de système hybride choisi ……………………….……….34 3.3.1 Système photovoltaïque ……………………………………..…….34 3.3.2 Système éolienne …………………………………………………...34 3.4 Résultats et Discussion …………………………………………………34 3.4.1 Puissance électrique produite par le système photovoltaïque……34 3.4.2 Puissance électrique produite par le système éolien ………………38 3.5 Résultat et comparaison de simulation le système hybride par logiciel Retscreen………………………………………………………………………42 3-6Conclusion ………………………………………………………………...45 Conclusion général……………………………………………………………46 Résumé BIBLIOGRAPHIE Nomenclature T : température [K] ʎ : longueur d’onde [nm] δ : déclinaison du soleil [°] H : l’angle horaire du soleil h : hauteur du soleil [°] a : azimut du soleil [°] γ : hauteur de la normale du capteur [°] α : Azimut du capteur [°] EG : énergie instantanée globale [W/m2] ES : énergie instantanée direct [W/m2] ED : énergie instantanée Diffus [W/m2] TRI : Taux de rendement interne [%] TRIM : Taux de rendement interne modifié [%] DZD : dinar Algérien A : Ampère j : jour °C : degré celsius ha : hectare Hz : hertz h : heure J : joule Kg : kilogramme Km : kilométré KW : kilowatt L : litre MW : mégawatt m : mètre Pa : Pascal K : kilo M : méga G : Giga Liste de figure Figure 1.1 schéma générale d'une installation hybride éolien-photovoltaïque avec système de stockage Figure1-2: Structure basique d’une cellule solaire Figure1-2: Structure basique d’une cellule solaire Figure 1-3 : Conversion de l'énergie cinétique du vent Fig1-4 : configuration à axe horizontal Figure 1.5 types d'éoliennes a axe verticale Fig1-6: les composantes de l’aérogénérateur Figure (2.1) : Schéma simplifié d’un système PV Figure2.2: Interface Retscreen Figure2.3 : Interface Retscreen Expert Figure2.4 : Code de couleur des cellules Retscreen Figure 3.1 : Rayonnement solaire horizontal et incline fonction du mois d’Annaba Figure 3.2 : Vitesse du vent fonction du mois d’Annaba Figure 3.3 : Rayonnement solaire horizontal et incline fonction du mois de Bechar Figure 3.4 : Vitesse du vent fonction du mois de Bechar Figure 3.5: électricité exportée par mois d’Annaba Figure 3.6: Flux monétaires Annuels de Centrale électrique à Annaba (type pv) Figure 3.7 : électricité exportée par mois de Bechar Figure 3.8: Flux monétaires Annuels de central électrique à Bechar (type pv) Figure 3.9 : Courbe de puissance par vitesse du vent à Annaba Figure 3.10 : Courbe d’énergie par vitesse du vent à Annaba Figure 3.11 : flux monétaires annuels de centrale électrique à Annaba (type éolien) Figure 3.12 : Courbe de puissance par vitesse du vent à Bechar Figure 3.13 : Courbe d’énergie par vitesse du vent à Bechar Figure 3.14 : flux monétaires annuels à centrale électrique de Bechar (type éolien) Figure 3.15 : flux monétaires annuels à centrale d’Annaba Figure 3.16 : flux monétaires annuels à centrale de Bechar Liste de tableaux Tableau 3.1:Position géographique du site d’Annaba Tableau 3.2 : les données climatiques d’Annaba Tableur3.3 : Position géographique de Bechar Tableau 3.4 : les données climatiques de Bechar Tableau 3.5 : la puissance électrique produit à Annaba (type pv) Tableau 3.6: la puissance électrique produit à Bechar (type pv) Tableau 3.7 : la puissance électrique produite à centrale d’Annaba (type éolien) Tableau 3.8 : la puissance électrique produite à centrale de Bechar (type éolien) Tableau 3.9 : la puissance électrique produite à centrale d’Annaba (type hybride) Tableau 3.10 : la puissance électrique produite à centrale de Bechar (type hybride) 1 INTRODUCTION GENERALE Le problème dans le monde entier est de répondre à la demande énergétique qui augmente sans cesse. L’augmentation rapide de l’activité industrielle dans les pays développés et l’investissement des entreprises dans les pays qui assurent un coût de production moins élevé a accru très rapidement la demande mondiale d’énergie. Cette augmentation se traduit, en réalité, avec la croissance du prix du carburant qui représente la source la plus importante de l’énergie. La réserve mondiale du pétrole diminue de plus en plus et il n’y aura pas assez du pétrole pour couvrir la demande. L’énergie nucléaire n’est pas disponible pour tout le monde pour des raisons politiques ou financières, son installation coûte cher comme elle peut être dangereuse au niveau écologique. L’utilisation des ressources conventionnelles est alors limitée et n’est pas encouragée pour des raisons liées à l’environnement. Le recours à d’autres types de ressources d’énergie dites renouvelables est donc inévitable et devient plus qu’une nécessité pour le progrès de l’humanité. En particulier, parmi toutes les ressources renouvelables possibles (biomasse, soleil, vent, houle, etc.). Le vent est une source d'énergie libre, propre, et inépuisable. Il a servi l'humanité bien pendant beaucoup de siècles en propulsant des bateaux et en conduisant les moulins à vent pour broyer les grains et de pomper de l'eau. Le Danemark était le premier pays qui a servi de la puissance du vent uploads/Geographie/ memoire-de-master-iet-amelioration-des-performances-d-x27-un-systeme-eolien-par-l-x27-introduction-dune-sorce-solaire.pdf

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