Technologies d’électrification par réseau à faible coût Manuel destiné aux prof
Technologies d’électrification par réseau à faible coût Manuel destiné aux professionnels de l’électrification Technologies d’électrification par réseau à faible coût Manuel destiné aux professionnels de l’électrification À propos de ce manuel Ce manuel est une publication commune de la Facilité de dialogue et de partenariat de l’Initiative de l’Union européenne pour l’énergie [EU Energy Initiative Partnership Dialogue Facility (EUEI PDF)] et l’Initiative d’électrifi- cation de l’Afrique issue de la Banque mondiale. Il a été développé en association avec deux ateliers qui ont été menés à Arusha, en Tanzanie (en septembre 2013) et à Cotonou, au Bénin (mars 2014) afin de diffuser les connaissances en matière de technologies d’électrification par réseau à faible coût dans les zones rurales*. Les ateliers ont été conduits en parte- nariat avec la Rural Energy Agency de Tanzanie, la Société Béninoise d’Energie Electrique (SBEE), l’Agence béninoise d’électricité rurale et de maitrise d’énergie (ABERME), et le Club des Agences et structures africaines en charge de l’Électrification Rurale (Club-ER). Publié par European Union Energy Initiative Partnership Dialogue Facility (EUEI PDF) [Facilité de dialogue et de partenariat de l’Initiative de l’Union européenne pour l’énergie] c/o Deutsche Gesellschaft für Internationale Zusammenarbeit (GIZ) P.O. Box 5180, 65726 Eschborn, Allemagne info@euei-pdf.org · www.euei-pdf.org Le Partnership Dialogue Facility (EUEI PDF) est un instrument de l’EU Energy Initiative ou Initiative de l’Union européenne pour l’énergie (EUEI). Cette agence a été fondée par la Commission européenne, l’Autriche, la Finlande, la France, l’Allemagne, les Pays-Bas et la Suède. Lieu et date de publication Eschborn, 2015 Auteur principal Chrisantha Ratnayake (Consultante pour EUEI PDF) Editeur Niklas Hayek (EUEI PDF) Contributeurs Prof. Francesco Iliceto (Université de Rome), Jim Van Coevering (NRECA) Réviseurs Bernhard Herzog (GIZ), Conrad Holland (SMEC), Ralph Karhammar (Consultant), Bozhil Kondev (GIZ), Bruce McLaren (ESKOM), Ina de Visser (EUEI PDF), Club-ER Traduction Guillaume Blanc Conception et mise en page Schumacher. Visuelle Kommunikation , www.schumacher-visuell.de Photos © EUEI PDF (cover, pp. 6, 15, 34, 75, 86, 89, 106, 124, 134) © GIZ (pp. 13, 18, 22 à droite, 58, 70, 85, 91, 98, 101) © Chrisantha Ratnayake (pp. 21, 31 , 37, 45, 54, 60, 67, 79, 81, 95, 97, 105) © STEG (p. 22 à gauche) © Adriana Karpinska (pp. 7, 9, 10, 57, 69, 92, 110) © EEA (p. 30) © Jim VanCoevering (pp. 73, 76, 77) © Zambian delegation to Namibia (p. 80) Ce manuel est disponible en téléchargement à l’adresse : http://euei-pdf.org/downloads/flagship-publications *) Les résultats des ateliers sont disponibles en ligne à l’adresse http:/ /euei-pdf.org/dialogue-events/aei-workshop-on-low-cost-on-grid- electrification-technologies et http:/ /euei-pdf.org/fr/activites-de-dialogue/ atelier-sur-les-technologies-d-electrification-a-faible-cout-par-extension-de- Table des matières Synthèse ....................................................................................................................................................... 4 1. Introduction ......................................................................................................................................... 11 2. Technologies de distribution électrique à bas coût .................................................................. 20 2.1 Distribution en monophasé ������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������� 21 2.2 Single Wire Earth Return (SWER) ��������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������� 27 2.3 Shield Wire System (SWS) ����������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������� 38 2.4 Alimentation des charges triphasées ������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������ 46 2.5 Comparaison des options technologiques de distribution ������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������ 52 2.6 Questions liées à la conception et à la construction ������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������� 55 3. Expansion du transport à bas coût ................................................................................................ 61 3.1 Lignes de distribution à bas coût ��������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������� 63 3.2 Sous-stations raccordées au réseau à bas coût ����������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������� 72 4. Optimisation des connections ........................................................................................................ 80 4.1 Restrictions sur les types de logement ���������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������� 80 4.2 Reduction des coûts de raccordement au service ������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������� 82 4.3 Financement des coûts initiaux pour les foyers ���������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������� 88 4.4 Mobilisation et éducation des consommateurs ��������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������� 89 5. Planification des réseaux d’électrification rurale ...................................................................... 94 5.1 Projection précise des charges �������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������� 94 5.2 Établissement d’une base de données SIG �������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������� 96 5.3 Outils d’aide à la planification des réseaux de distribution ����������������������������������������������������������������������������������������������������������������������� 98 5.4 Santé financière et analyses économiques ���������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������� 102 Annexes .................................................................................................................................................... 106 Abbréviations ......................................................................................................................................... 130 Bibliographie .......................................................................................................................................... 132 4 Synthèse Pourquoi mettre l’accent sur les technologies à bas coût ? L’accès universel à l’énergie est devenu prioritaire en matière de développement international, comme l’a souli- gné l’initiative des Nations-Unies sur l’énergie durable pour tous. Malgré des investissements importants effectués au cours des dernières décennies, le taux d’acès en milieu rural en Afrique sub-saharienne demeure inférieur à 10 % dans la plupart des pays. Un facteur, ayant nuit à l’efficacité des investissments passés, a été l’extension des pratiques en milieu urbain, et les coûts élevés qui y sont liés, à un scéna- rio totalement différent constaté dans les zones rurales. Ce manuel et les ateliers des professionnels qui y sont associés organisés à Arusha (septembre 2013) et à Cotonou (mars 2014) ont eu pour objectif de venir en aide aux professionnels de l’électrification rurale en Afrique sub-saharienne afin d’adopter des technologies plus appro- priées et applicables aux conditions de charge dans les zones rurales. L’application des technologies d’électrifica- tion à bas coût a donné lieu à de grands succès dans de nombreux pays tels que la Tunisie, l’Afrique du Sud, le Brésil, les Philippines, l’Indonésie et le Bangladesh. Sélection d’une technologie appropriée Ce manuel traite des technologies suivantes adaptées pour approvisionner en électricité les zones rurales à faible densi- té de charge : Distribution en monophasé : Dans cette technique, la ligne structurante est concue pour transporter la charge globale en utilisant une technologie en triphasé pendant que les embranchements en monophasé alimentent chaque zone de charge dispersée. Cela permet de réduire le coût des embranchements latéraux par rapport à l’option triphasée et permet également une réduction plus conséquente par l’utilisation des conducteurs d’une aire minimale de section transversale. Du fait que les embranchements latéraux (phase-neutre) ont besoin d’un conducteur neutre, la ligne structurante doit présenter une conception à quatre fils. Afin de mettre cela en pratique, des pays comme la Tunisie ont remplacé la technologie triphasée à trois fils, doréna- vant vétuste, pour un système à quatre fils en déployant un fil neutre depuis le poste de sous-station du réseau tout le long de distributrices existantes. Par défaut, les embranchements latéraux en phase-phase, qui n’ont pas besoin de fil neutre, peuvent être utilisés à la place du monophasé phase-neutre. Cela permet de doubler la capacité de transport de charge à moindre coût et d’ali- menter des charges en triphasé1. Les embranchements latéraux en monophasé (phase-neutre et phase-phase) sont les plus adaptés pour leur application lorsque la densi- té de charge ne favorise pas les options de distribution Moyenne Tension (MT) à coût inférieur décrites ci-dessous. Le système est combiné à l’utilisation de transformateurs monophasés, une large couverture MT et un réseau Basse Tension (BT) minime. 1) En utilisant une technologie spéciale (connexion en étoile ouverte ou en triangle ouvert) 5 Système Single Wire Earth Return (SWER) : Les systèmes SWER ont été utilisés avec succès dans de nombreux pays, surtout lorsque les densités de charge sont particulière- ment faibles. Ce système propose le coût technologique le plus faible en termes d’électrification rurale avec une extension du réseau lorsque les charges sont au plus bas. Il peut être appliqué avec ou sans transformateur d’isole- ment. Les transformateurs d’isolement sont indispensables sur des systèmes utilisant des réacteurs de mise à la terre du neutre aux sous-stations d’alimentation moyenne tension (MT), à moins que la réactance de mise à la terre soit suffisamment faible. Les transformateurs d’isolement permettront également l’utilisation de systèmes homopolaires sensibles sur les chargeurs émanant de la sous-station d’alimentation. Compte tenu de l’élévation du potentiel de terre (EPT) confirmée dans un réseau SWER, il est important de s’assu- rer que le schéma de liaison à la terre soit conçu, construit et entretenu de façon appropriée. Il est préférable d’appli- quer le système SWER lorsque la densité de charge est suffisamment faible et que les taux de croissance de charge prévus ne sont pas suffisamment élevés pour nécessiter une amélioration du système quelques années plus tard. Shield Wire Systems ou Systèmes de fil de blindage (SWS) : Ces systèmes sont caractérisés par l’utilisation des fils de blindage des lignes de transmission afin de transporter un courant MT tout le long de la ligne de transmission. Un seul de ces fils blindés peut alimenter un système MT en monophasé, et deux fils blindés peuvent être utilisés pour obtenir un système en triphasé en utilisant la connexion à la terre comme troisième phase. Avec l’utilisation de deux fils blindés, un système MT phase-phase peut également être conçu sans utiliser de connexion à la terre. Les SWS offrent une solution idéale permettant d’atteindre des zones reculées bénéficiant déjà d’un accès par le biais d’une ligne de transmission. En complément des options technologiques listées ci-des- sus, les coûts des réseaux de distribution peuvent être réduits par la suite en adaptant des pratiques de concep- tion et de construction appropriées aux particularités rurales telles que les portées de lignes optimisées, les confi- gurations poteau optimales appropriées et les tailles des conducteurs. Déploiement du transport à faible coût Pour de nombreuses régions rurales non desservies en Afrique subsaharienne, il est techniquement impossible de satisfaire les besoins énergétiques en étendant les réseaux MT, du fait des distances énormes impliquées. Parfois, cela n’est pas rentable d’étendre le système d’acheminement et de construire des sous-stations uploads/Ingenierie_Lourd/ euei-low-cost-manual-frz-rz-03-web 1 .pdf
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Licence et utilisation
Gratuit pour un usage personnel Attribution requise- Détails
- Publié le Fev 23, 2021
- Catégorie Heavy Engineering/...
- Langue French
- Taille du fichier 5.2234MB