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ANNEE UNIVERSITAIRE 2015- 2016 Université Sidi Mohamed Ben Abdellah Faculté des

ANNEE UNIVERSITAIRE 2015- 2016 Université Sidi Mohamed Ben Abdellah Faculté des Sciences et Techniques Fès Département Génie Electrique Mémoire de Projet de fin d’étude Préparé par Sara Hamdani Pour l’obtention du diplôme Ingénieur d’Etat en SYSTEMES ELECTRONIQUES & TELECOMMUNICATIONS Encadré par : Pr Mechaqrane Abdellah Pr Darmane Yassine (Faculté Polydisciplinaires Ouarzazate) Soutenu le 22 Juin 2016, devant le jury composé de : Pr Mechaqrane Abdellah………….….………….: Encadrant Pr Ahitouf Ali…………………………………… : Examinateur Pr Razi Mohsine………………………………… : Examinateur Etude comparative de trois technologies photovoltaïques sous le climat d’Ouarzazate. Installation de la solution métrologique PROPRE.MA. Mémoire de Projet de Fin d’Etude année 2015/2016 1 Mémoire de Projet de Fin d’Etude année 2015/2016 2 Remerciement Je commencerai d’abord par remercier mon professeur Mr Abdellah Mechaqrane qui a accepté de m’encadrer durant mon stage de fin d’études, Je le remercie pour ses remarques, ses critiques pertinentes, son aide inestimable et le temps précieux qu’il m’a toujours consacré pour me guider sur la bonne voie. J’adresse mes plus vifs remerciements à Monsieur Yassine Darmane, mon encadrant à la faculté polydisciplinaire Ouarzazate pour ses directives, et son entière disponibilité. Enfin, je ne manquerai pas de remercier tous les professeurs du département Génie électrique à la faculté des sciences et techniques Fès, pour leur enseignement et leur soutien technique qui m’a permis d’acquérir un grand nombre d’outils scientifiques et techniques indispensables pour ma carrière professionnelle. . Mémoire de Projet de Fin d’Etude année 2015/2016 3 Dédicace Avec l’aide d’Allah le tout puissant ‘المعين’, j’ai pu terminer ce modeste travail. En témoignage de l’amour et du respect que j’ai pour eux, je dédie ce travail à : A celui qui m’a indiqué la bonne voie en me rappelant que la volonté fait toujours les grandes personnes ... A mon père. A celle qui a attendu avec patience les fruits de sa bonne éducation... A ma mère. Que Dieu vous garde. Je dédie aussi ce modeste travail : A ma famille A mes chers amis A mes chers formateurs et formatrices, sans aucune exception, Et à tous ceux qui m’ont soutenu de près ou de loin pour atteindre mon objectif. Mémoire de Projet de Fin d’Etude année 2015/2016 4 Sommaire Résumé:………………………………………………………………...………………………………...........................8 Abstract:………………………………………………………………...………………………………..........................9 Nomenclature :………………………………………………………………...……………………………….........10 1. Abréviations ............................................................................................................. 11 2. Symboles .................................................................................................................. 11 Introduction générale:………………………………………...………………………………...........................11 Chapitre I : Présentation du projet PROPRE.MA I. Introduction : ............................................................................................................ 15 II. Objectifs du PROPRE.MA : .................................................................................... 15 III. PROPRE.MA, le réseau : ......................................................................................... 17 IV. Perspectives du PROPRE.MA : ............................................................................... 17 V. Conclusion : ............................................................................................................. 18 Chapitre II : Simulation de productions de l’installation FPO I. Introduction : ............................................................................................................ 20 II. Simulation de l'installation FPO : ............................................................................ 20 II.1 Données géographiques du site : .......................................................................... 20 II.2 Démarche de simulation sous PVsyst : ................................................................ 20 II.3 Evaluation de l’installation pour les trois technologies : ..................................... 21 II.3.1 Champ monocristallin : ................................................................................. 21 II.3.2 Champ polycristallin : ................................................................................... 24 II.3.3 Champ amorphe :........................................................................................... 27 III. Impact environnemental du site FPO : ..................................................................... 30 IV. Conclusion : ............................................................................................................. 32 Chapitre III : Comparaison des productions des trois technologies pour l’année 2015 I. Introduction : ............................................................................................................ 34 II. Energie électrique estimée par Meteonorm, HelioClim et Climate SAF comparée à l’énergie électrique mesurée : ................................................................................................................... 34 III. Comparaison et analyse des données : ..................................................................... 36 III.1 Productivité photovoltaïque de l’installation FPO : ............................................ 36 III.2 Productivité PV annuelle des trois technologies : ............................................... 38 III.3 Indices de performances :.................................................................................... 39 Mémoire de Projet de Fin d’Etude année 2015/2016 5 IV. Influence de l’éclairement et de la température : ..................................................... 40 IV.1 Journée « Ciel clair » : ........................................................................................ 40 IV.2 Journées « ciel partiellement nuageux » : ........................................................... 41 IV.2.1 Première journée « 23/05/2015 » : ................................................................. 42 IV.2.2 Deuxième journée « 15/04/2015 » : ............................................................... 43 V. Corrélation entre la productivité et le rayonnement : .............................................. 45 VI. Conclusion : ............................................................................................................. 47 Chapitre IV :Installation et tests de la solution Métrologie PROPRE.MA I. Introduction : ............................................................................................................ 50 II. Description de la station métrologique d’Ouarzazate : ............................................ 50 III. Données métrologiques collectées : ......................................................................... 51 IV. Dimensionnement et choix des capteurs : ................................................................ 52 IV.1. Capteurs de mesure du rayonnement sur plans horizontal et incliné : ............... 52 IV.1.1 Etalonnage des deux capteurs : ........................................................................ 53 IV.2 Capteur de mesure de la température ambiante : ................................................ 53 IV.3 Capteurs de mesure de la température des panneaux : ....................................... 54 IV.4 Capteurs de la vitesse du vent : ........................................................................... 55 IV.4.1 Girouette : .................................................................................................... 55 IV.4.2 Anémomètre : ............................................................................................... 56 IV.5 Capteurs de mesures électriques : ..................................................................... 56 V. Conception des autres parties de la station : ............................................................ 57 V.1 Partie électrique : .................................................................................................. 57 VI.2 Partie mécanique : ............................................................................................... 58 V.3 Partie électronique : .............................................................................................. 59 V.3.1 Système de traitement : ................................................................................. 59 V.3.2 Convertisseur Analogique Numérique(CAN) : ............................................. 60 V.3.3 Convertisseur de température : ...................................................................... 60 VI. Programmation : ...................................................................................................... 61 VII.1 La programmation python : ............................................................................. 62 VII.2 La programmation arduino python : ................................................................ 62 VII.3 La transmission des mesures de la station métrologique : ............................... 62 VII.Résultats et interprétations :..................................................................................... 64 VII.1 Productivité du site FPO : .................................................................................. 64 Mémoire de Projet de Fin d’Etude année 2015/2016 6 VII.2 Modèle Liu & Jordan d’irradiation d'un plan incliné : ...................................... 66 VII.3 Effet de la température : .................................................................................... 70 VIII.Conclusion : ........................................................................................................... 71 Conclusion générale………………………………………...………………………………..................................71 Références………………………………………...………………………....…………………………...........................72 Mémoire de Projet de Fin d’Etude année 2015/2016 7 Liste des figures : Figure 1: Installation photovoltaïque du PROPRE.MA....................................................................... 15 Figure 2: Les vingt sites du projet PROPRE.MA en point noir. .......................................................... 16 Figure 3 : caractéristiques de l’installation Monocristallin .................................................................. 22 Figure 4 : Caractéristiques énergétiques de l’installation Monocristallin ............................................ 23 Figure 5 : Diagramme annuel des pertes de l’installation Monocristallin ........................................... 24 Figure 6: caractéristiques de l’installation Polycristallin ..................................................................... 25 Figure 7 : Caractéristiques énergétiques de l’installation Polycristallin .............................................. 26 Figure 8 : Diagramme annuel des pertes de l’installation Polycristallin ............................................. 27 Figure 9: caractéristiques de l’installation Amorphe ........................................................................... 28 Figure 10 : Caractéristiques énergétiques de l’installation Amorphe ................................................. 29 Figure 11 : Diagramme annuel des pertes de l’installation Amorphe .................................................. 30 Figure 12 : Bilane carbone Mono ........................................................................................................ 31 Figure 13 : Bilane carbone Poly ........................................................................................................... 31 Figure 14 : Bilane carbone Amorphe ................................................................................................... 32 Figure 15: Représentation des différentes PP des 3 bases de données pour la technologie polycristallin .............................................................................................................................................................. 35 Figure 16: Représentation des différentes PP des 3 bases de données pour la technologie amorphe . 35 Figure 17: Représentation des différents PP des 3 bases de données pour la technologie monocristallin .............................................................................................................................................................. 36 Figure 18 : PP des trois technologies de l’installation FPO ................................................................. 37 Figure 19 : PP des trois technologies calculées à partir des énergies de la base de données Meteonorm37 Figure 20: Comparaison saisonnière des PP des trois technologies de l’installation FPO .................. 38 Figure 21: PR mensuel des trois générateurs PV ................................................................................. 39 Figure 22: PR annuel des trois générateurs PV.................................................................................... 40 Figure 23 : Variations de la température et de l'éclairement pendant la journée du 28/05/2015 ......... 40 Figure 24 : Variations de la puissance et de l’éclairement pendant la journée du 28/05/2015 ............ 41 Figure 25 : Energies produites par les trois technologies durant la journée 28/05/2015. .................... 41 Figure 26 : Variations de la température et de l'éclairement en fonction de temps. ............................ 42 Figure 27: Variations de la productivité et du rayonnement durant la journée du 23/05/2015 ........... 42 Figure 28 : Energies produites par les trois technologies durant la journée 23/05/2015. .................... 43 Figure 29: Variations de la température et de l'éclairement pendant la journée du 15/04/2015 .......... 43 Figure 30: Variations de la puissance produite et de la température durant la journée du 15/04/2015 44 Figure 31 : Variations de la puissance produite et du rayonnement durant la journée du 15/04/2015 44 Figure 32: Energies produites par les trois technologies durant la journée 04/05/2015. ..................... 45 Figure 33: Courbe de régression « Poly » ............................................................................................ 46 Figure 34: Courbe de régression « Mono » .......................................................................................... 47 Figure 35: Courbe de régression « Amorphe » .................................................................................... 47 Figure 36: Schéma d'implantation des capteurs de la station .............................................................. 51 Figure 37: Sonde Pt100 utilisée ........................................................................................................... 54 Figure 38: Capteur de mesure de la température ambiante .................................................................. 54 Figure 39: Températures mesurées par les différentes sondes ............................................................. 55 Figure 40: Girouette à potentiomètre ................................................................................................... 55 Figure 41: Anémomètre à coupelles GRLEX003 ............................................................................... 56 Mémoire de Projet de Fin d’Etude année 2015/2016 8 Figure 42: PcDuino du boitier OP « Onduleur Poly » ......................................................................... 57 Figure 43: Schéma électrique de la station .......................................................................................... 58 Figure 44: Support de la station métrologique Ouarzazate .................................................................. 58 Figure 45: Station métrologique Ouarzazate ....................................................................................... 59 Figure 46: pcDuino V1 ........................................................................................................................ 60 Figure 47: Convertisseur ADC 16 bit utilisé dans la station ................................................................ 60 Figure 48: Convertisseur de température PTC Bricklet ....................................................................... 61 Figure 49:Bureau de pcDuino .............................................................................................................. 61 Figure 50: Configuration des pins ........................................................................................................ 62 Figure 51:Programme arduino python ................................................................................................. 62 Figure 52:Resultat de la commande arp-a ............................................................................................ 63 Figure 53: Mapping du réseau informatique final de la station Ouarzazate ........................................ 64 uploads/Ingenierie_Lourd/ etude-comparative-de-trois-tec-hamdani-sara-3486.pdf