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s ENSA4/GE/2016-2017 Rapport du Projet de Fin d’Année Présenté par Aouad Mohame

s ENSA4/GE/2016-2017 Rapport du Projet de Fin d’Année Présenté par Aouad Mohamed Amine Bahous Younes Spécialité : Génie Electrique Thème : Installation solaire photovoltaïque pour l’alimentation en électricité d’une station-service Encadré par : Entreprise : SAMEG Mr.AGLIZ Encadrant à l’ENSA Mr.TIZOUGAGHINE Encadrant à l’Entreprise Soutenu le : 04 /07 /2017, devant la commission du jury : Pr. AGLIZ Pr. TAOUFIQ Pr. MOSAID Rapport de fin d’année Page 1 | 75 Remerciements Nous tenons à remercier toutes les personnes qui ont contribué au succès de notre stage et qui nous ont aidés lors de la rédaction de ce rapport. Tout d'abord, nous adressons nos remerciements à notre professeur, Mr Agliz de l'école national des sciences appliquée AGADIR qui nous a beaucoup aidé dans notre recherche de stage. Son écoute et ses conseils nous ont permis de cibler nos candidatures. Nous tenons à remercier vivement notre maitre de stage, Ahmed Tizougaghine, chef de département électrique au sein de l'entreprise SAMEG, pour son accueil, le temps passé ensemble et le partage de son expertise au quotidien. Grâce aussi à sa confiance nous avons pu accomplir totalement notre mission. Il fut d'une aide précieuse dans les moments les plus délicats. Enfin, nous tenons à remercier toutes les personnes qui nous ont conseillé lors de la rédaction de ce rapport de stage et surtout les membres de jury pour leur évaluation de notre travail. Rapport de fin d’année Page 2 | 75 Table des matières Introduction générale............................................................................................ 7 Chapitre I : Présentation de l'entreprise et du projet ............................................... 8 1. Présentation de l'entreprise .........................................................................................9 1.1. Historique de la société : .......................................................................................9 1.2. Mission : ..................................................................................................................9 1.3. Activité générale :...................................................................................................9 1.4. Services de SAMEG : .............................................................................................9 1.5. Fiche technique de la société : ..............................................................................9 1.6. Présentation du groupe BOUAIDA : ....................................................................10 2. Analyse fonctionnelle : ...............................................................................................11 2.1. Bête à cornes : ......................................................................................................11 2.2. Diagramme d’environnement pieuvre : ...............................................................11 2.3. Cahier de charges fonctionnelles : .....................................................................13 2.4. Diagramme de FAST : ..........................................................................................13 3. Cahier des charges et planification : .........................................................................14 3.1. But de projet : .......................................................................................................14 3.2. Planning du projet : ..............................................................................................15 3.3. Conclusion :..........................................................................................................16 Chapitre II : Généralités ..................................................................................... 17 1.Energie Photovoltaïque : .............................................................................................18 2.Rayonnement solaire :.................................................................................................18 2.1. Aspects géométriques : .......................................................................................18 3. Système photovoltaïque : ..........................................................................................20 3.2. Modélisation de la cellule photovoltaïque : ........................................................21 3.3. Eléments d’une installation photovoltaïque : .....................................................23 3.4. Paramètres qui influent sur la caractéristique I = f (V) : ....................................27 4. Différents types de centrale photovoltaïque : ...........................................................30 4.1. Systèmes Autonomes : ........................................................................................30 4.2. Système Hybride : ................................................................................................31 Rapport de fin d’année Page 3 | 75 5. Normes de la sécurité : ...............................................................................................33 5.1. Introduction : ........................................................................................................33 5.2. Risques potentiels des installations photovoltaïques : .....................................34 5.3. Dispositifs de protection : ...................................................................................35 5.4. Normes de sécurité : ............................................................................................36 Chapitre III : Etude technique et dimensionnement de système photovoltaïque ....... 39 1. Evaluation des ressources solaires de la région : ...................................................40 1.1. Ensoleillement : ....................................................................................................40 1.2. Introduction à RETScreen : .................................................................................40 1.3. Utilisation de RETScreen : ...................................................................................40 2. Bilan de puissance : ...................................................................................................42 3. Estimation des besoins énergétiques jour et nuit : ..................................................43 4. Dimensionnement du système : ................................................................................44 4.1. Choix de module PV : ...........................................................................................44 4.2. Choix d’onduleur : ................................................................................................46 4.3. Choix de batterie : ................................................................................................48 4.4. Choix de régulateur : ............................................................................................49 4.5. Choix des câbles : ................................................................................................51 CHAPITRE IV :Etude économique .......................................................................... 53 1. Introduction : ...............................................................................................................54 2. Etude financière : ........................................................................................................56 3. Sélection des projets : ................................................................................................59 3. Utilisation de PVsyst...................................................................................................60 3.1. Présentation : .......................................................................................................60 3.2. Dimensionnement par PVsyst : ...........................................................................62 3.3. Choix de Système : ..............................................................................................64 3.3.4. Etude économique : ..........................................................................................66 3.5. Rapport PVsyst :...................................................................................................66 Conclusion générale ........................................................................................... 67 Rapport de fin d’année Page 4 | 75 Liste des figures Figure 1 :Présentation du groupe BOUAIDA ....................................................................10 Figure 2: Organigramme de SAMEG .................................................................................10 Figure 3: bête à corne ........................................................................................................11 Figure 4: Diagramme d’environnement pieuvre ...............................................................11 Figure 5: Diagramme de FAST...........................................................................................14 Figure 6: Planning du projet ..............................................................................................15 Figure 7: Diagramme de Gantt...........................................................................................16 Figure 8 : Schématisation des mouvements de la Terre autour du Soleil ......................19 Figure 9 : Mouvement apparent du Soleil observé d’un point de latitude L ...................19 Figure 10 : Déclinaison du soleil en fonction du numéro du jour de l’année N. ............20 Figure 11 : Fonctionnement d’une cellule ........................................................................21 Figure 12 : Schéma électrique idéal d’une cellule photovoltaïque .................................21 Figure 13 : Caractéristique I (V) d’une cellule photovoltaïque ........................................22 Figure 14 : Schéma électrique réel d’une cellule photovoltaïque ...................................23 Figure 15 : Types des panneaux .......................................................................................23 Figure 16 : Cellules polycristallines ..................................................................................24 Figure 17 : Cellule amorphe. ..............................................................................................25 Figure 18 : Influence de l’éclairement sur le module .......................................................28 Figure 19 : Influence de la température sur le module ....................................................28 Figure 20 : Influence de la résistance série Rs sur la caractéristique I (V) , P(V). .........29 Figure 21 : Influence de la résistance shunt Rsh sur la caractéristique I (V), P(V) ........30 Figure 22 : Système photovoltaïque autonome ...............................................................31 Figure 23 : Système connecté au réseau avec injection partielle ...................................32 Figure 24: Risque de choc électrique ...............................................................................34 Figure 25 :Arc électrique PV de risque d'incendie et de brûlure .....................................34 Figure 26: Normes photovoltaïques ..................................................................................36 Figure 27 : Choix de l’emplacement ..................................................................................40 Figure 28 : Irradiation et paramètres de site. ....................................................................41 Figure 29 : Variation de rayonnement selon les mois pour la ville d’Agadir ..................41 Figure 30 : Bilan de puissance ..........................................................................................43 Figure 31 : Données techniques de l’onduleur ................................................................46 Figure 32: Données technique de régulateur ..................................................................51 Figure 33 : Etapes de l'analyse financière ........................................................................54 Figure 34 : Place de l'analyse financière dans la phase d’avant -projet .........................55 Figure 35 : Graphe de facturation des six derniers mois ................................................56 Figure 36 : Répartitions des pourcentages des couts .....................................................57 Figure 37 : Etapes de dimensionnement d’un site isolé ..................................................61 Figure 38 : Données géographiques de la station ...........................................................61 Figure 39: Température et l’irradiation selon les mois ...................................................62 Figure 40 : Identification de projet ....................................................................................62 Rapport de fin d’année Page 5 | 75 Figure 41 : Orientation optimale de PV .............................................................................63 Figure 42: Diagramme solaire pour la ville Agadir obtenu par PVsyst ..........................63 Figure 43: Besoin quotidien d’énergie ..............................................................................64 Figure 44 : Choix de batterie .............................................................................................64 Figure 45 : Choix et branchement de PV ..........................................................................65 Figure 46 : Détermination des prix ....................................................................................66 Liste des tableaux Table 1:Fonctions de diagramme pieuvre ........................................................................12 Table 2:Cahier de charges fonctionnelles ........................................................................13 Table 3:Normes de sécurité photovoltaïque.....................................................................38 Table 4:Facteur de simultanéité pour l'armoire de distribution ......................................42 Table 5:Facteur de simultanéité en fonction de l'utilisation ............................................42 Table 6:Données pour Calcul de section DC ....................................................................52 Table 7:Données pour Calcul de section AC ....................................................................52 Table 8:Cout totale d'investissement ................................................................................56 Table 9:Etude de faisabilité de projet................................................................................58 Rapport de fin d’année Page 6 | 75 Nomenclatures et unités Désignation ou unité Définition A Ampere kWh kilowatt-heure kWc kilowatt -crête Ah Ampere heure a.c Courant alternatif d.c Courant continue Nm Nombre de de module Np Nombre de module parallèle photovoltaïque Ns Nombre de module série photovoltaïque Ir Irradiation PV Photovoltaïque K Coefficient de Boltzman Q Charge de l'électron RS Résistance série équivalente Rsh résistance shunt Icc Courant court-circuit Imax Courant maximal Vco Tension à circuit ouvert MAD Dirham Marcain Rapport de fin d’année Page 7 | 75 Introduction générale Le présent rapport détaille le projet de fin d’année réalisé au sein de la société SAMEG. Ce projet consiste à faire une étude d’alimentation électrique d’une station en utilisant le photovoltaïque. Cette station-service est déjà raccordée au réseau ONEE, elle cherche à réduire la facture et surtout devenir un système autonome. Après une étude technique (récupération des puissances, prendre les relevés des compteurs), on a fait un choix entre le photovoltaïque avec stockage ou sans stockage (Type d’installation déjà existée à la municipale d’Agadir). Le dimensionnement sera vérifié par la suite avec le logiciel PVsyst. Les prix des éléments de l’installation sont récupérés auprès de MIRAM LAND (une société spécialisée dans la commercialisation des équipements solaires et des études photovoltaïque), et ont servi de base pour étudier la faisabilité de ce projet. L’installation photovoltaïque doit être conforme à un ensemble de normes internationales des plus répandues pour protéger le personnel et aussi l’installation. Rapport de fin d’année Page 8 | 75 Chapitre I : Présentation de l'entreprise et du projet Rapport de fin d’année Page 9 | 75 1. Présentation de l'entreprise 1.1. Historique de la société : SAMEG (Société Attika Mécanique Général) est une société à responsabilité limitée au capital de 1 500 000 Dhs. Crée en 1994, elle appartient au groupe BOUAIDA. Elle est composée de deux départements : Département Mécanique, département électrique... Département électrique... 1.2. Mission : L’entreprise assure tous ce qui concerne l’installation et la réparation électrique des stations d’essence de Petrom, par exemple les travaux de Bâtiment, les travaux industriels, et l'installation et la réparation des Moteurs… 1.3. Activité générale : Les activités de SAMEG sont la mécanique générale, la tôlerie, l’électricité, l’entretien réseaux, les charpentes métalliques et tous travaux de chaudronnerie. 1.4. Services de SAMEG : L’entreprise emploi des électriciens. Ces électriciens sont gérés par un chef d’équipe qui assure la surveillance, la distribution des électriciens uploads/Ingenierie_Lourd/ installation-solaire-photovoltaique-pour-l-x27-alimentation-en-electricite-d-x27-une-station-service.pdf