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REPUBLIQUE DU SENEGAL UN PEUPLE – UN BUT – UNE FOI ------------------ MINISTERE

REPUBLIQUE DU SENEGAL UN PEUPLE – UN BUT – UNE FOI ------------------ MINISTERE DE L’ENSEIGNEMENT SUPERIEUR ET DE LA RECHERCHE --------------------------- DIRECTION DE L’ENSEIGNEMENT SUPERIEUR PRIVE « Acquérir des compétences pour exercer un métier » Agréée par l’Etat du Sénégal : N° 000975/MESR/DGES/DESP/DSQ / N° 00997/ME/MDCETFP/DC/DFP MEMOIRE DE FIN DE CYCLE POUR L’OBTENTION DU BREVET DE TECHNICIEN SUPERIEUR OPTION : ELECTROTECHNIQUE Présenté et soutenu par : Sous la direction de : MR. BOURHAN ABDO MOLA MR. Exauce Steven Massamba MR. Abdoulaye DIOP Ingénieur : électromécanique et Energies Promotion 2020- 2021 Thème : Etudes et dimensionnement d’un Système solaire photovoltaïque pour alimentation de Laboratoire de travaux pratiques automatisme et la salle informatiques de ESGE REPUBLIQUE DU SENEGAL UN PEUPLE – UN BUT – UNE FOI ------------------ MINISTERE DE L’ENSEIGNEMENT SUPERIEUR ET DE LA RECHERCHE --------------------------- DIRECTION DE L’ENSEIGNEMENT SUPERIEUR PRIVE « Acquérir des compétences pour exercer un métier » Agréée par l’Etat du Sénégal : N° 000975/MESR/DGES/DESP/DSQ / N° 00997/ME/MDCETFP/DC/DFP MEMOIRE DE FIN DE CYCLE POUR L’OBTENTION DU BREVET DE TECHNICIEN SUPERIEUR OPTION : ELECTROMECANIQUE Présenté et soutenu par : Sous la direction de : MR. Bourhan Abdo Mola MR. EXAUCE STEVEN Massamba MR. Abdoulaye DIOP Ingénieur : électromécanique et Energie Promotion 2020 - 2021 Thème : Etudes et dimensionnement d’un Système solaire photovoltaïque pour alimentation de Laboratoires de travaux pratiques automatisme et la salle informatiques de ESGE III Etudes et dimensionnement d’un Système solaire photovoltaïque pour alimentation des Laboratoires de travaux pratiques automatisme et la salle informatiques de ESGE THEME : Etudes et dimensionnement d’un système solaire photovoltaïque pour Alimentation des laboratoires de travaux pratiques automatisme et la salle informatique de ESGE PRESENTE ET SOUTENU PAR : BOURHAN ABDO ET EXAUCE STEVEN IV DEDICACES BOURHAN ABDO MOLA Je dédie ce mémoire à mon père, ABDO MOLA pour l’exemple qu’il est et sera toujours, à ma mère GOUMATI BOURHAN, pour l'éducation et l’amour sans limites qu'elles m'ont prodiguées. A mes frères et mes sœurs pour leurs présences, à mes oncles et mes tantes pour leurs soutient, ainsi qu’à toute la famille. EXAUCE STEVEN MASSAMBA KODI Je dédie ce modeste travail et ma profonde gratitude à ma sœur, pour l'éducation qu'elle m'a prodigué ; avec tous les moyens et au prix de tous les sacrifices qu'elle a consentit à mon égard, pour le sens du devoir qu'elle m’a enseigné depuis mon enfance. A mon père, à ma mère et tous mes frères et sœurs. THEME : Etudes et dimensionnement d’un système solaire photovoltaïque pour Alimentation des laboratoires de travaux pratiques automatisme et la salle informatique de ESGE PRESENTE ET SOUTENU PAR : BOURHAN ABDO ET EXAUCE STEVEN V REMERCIEMENTS Avant tout, nous remercions le Seigneur Tout-Puissant qui nous a permis de terminer ce travail. • Nos remerciements vont aussi à nos parents ainsi qu'à nos familles pour leurs soutiens permanents et leurs amours inconditionnels. • Nous voudrions présenter nos remerciements à notre encadreur Monsieur ABDOULAYE DIOP. • Nous voudrions également lui témoigner notre gratitude pour sa patience et son soutien qui nous a été précieux afin de mener notre travail à bon port. • Nous remercions également l’administration et tout le corps professoral de l’Ecole Supérieure des Génies (ESGE). • Nous remercions particulièrement Monsieur DIOR, chef du département d’ENERGIE. • Nos amis de promotion et tous ceux qui de près ou loin ont participé à la réalisation de ce travail. • Et enfin nous tenons à remercier toutes personnes qui de près ou de loin nous ont apporté leur soutien moral, intellectuel et financier. THEME : Etudes et dimensionnement d’un système solaire photovoltaïque pour Alimentation des laboratoires de travaux pratiques automatisme et la salle informatique de ESGE PRESENTE ET SOUTENU PAR : BOURHAN ABDO ET EXAUCE STEVEN VI SOMMAIRE DEDICACES ..................................................................................................................... IV REMERCIEMENTS .......................................................................................................... V LISTE DES FIGURES .................................................................................................. VIII LISTE DES TABLEAUX ................................................................................................. IX AVANT PROPOS ............................................................................................................. XI INTRODUCTION GENERALE ........................................................................................ 1 CHAPITRE 1 : GENERALITES SUR L’ENERGIE RENOUVELABLE .................... 3 INTRODUCTION : ......................................................................................................... 3 I.1 LES ENERGIES RENOUVELABLES .................................................................. 3 I.1.1 L’ENERGIE SOLAIRE : ................................................................................... 3 I.1.2 L'ENERGIE HYDRAULIQUE ....................................................................... 4 I.1.3 L’ENERGIE GEOTHERMIQUE ................................................................... 4 I.1.4 L’ENERGIE SOLAIRE THERMIQUE ......................................................... 5 I.1.5 L'ENERGIE DE LA BIOMASSE : ................................................................. 6 I.1.6 L’ENERGIE EOLIENNE : .............................................................................. 7 I.2 Conclusion ................................................................................................................... 7 CHAPITRE 2 : ETUDE DU SYSTEME PHOTOVOLTAÏQUE ................................... 8 2.1 INTRODUCTION ................................................................................................... 8 2.2 LA CELLULE PHOTOVOLTAÏQUE .................................................................. 8 2.2.1 LES DIFFERENTES TECHNOLOGIES ...................................................... 8 2.3 LA CONSTITUTION D’UN MODULE PHOTOVOLTAÏQUE ........................ 9 2.3.1 MISE EN SERIE ............................................................................................. 10 2.3.2 MISE EN PARALLELE ................................................................................ 11 2.4 LES DIFFERENTS TYPES D'UTILISATION DE GENERATEURS PHOTOVOLTAÏQUES ................................................................................................ 13 2.4.1 ALIMENTATIONS ELECTRIQUES FAIBLES PUISSANCES .............. 13 2.4.2 INSTALLATIONS ELECTRIQUES PHOTOVOLTAÏQUE AUTONOMES ........................................................................................................... 13 2.5 INSTALLATIONS ELECTRIQUES PHOTOVOLTAÏQUE RACCORDS AU RESEAU ......................................................................................................................... 14 2.5.1 INSTALLATION PV RACCORDEE AU RESEAU AVEC INJECTION14 2.5.2 INSTALLATION PV RACCORDEE AU RESEAU SANS INJECTION (« AUTOCONSOMMATION") ................................................................................... 15 THEME : Etudes et dimensionnement d’un système solaire photovoltaïque pour Alimentation des laboratoires de travaux pratiques automatisme et la salle informatique de ESGE PRESENTE ET SOUTENU PAR : BOURHAN ABDO ET EXAUCE STEVEN VII 2.6. CONCLUSION ....................................................................................................... 17 CHAPITRE 3 : DIMENSIONNEMENT DU SYSTEME PHOTOVOLTAIQUE ...... 18 3.1 INTRODUCTION ................................................................................................. 18 3.2 DIMENSIONNEMENT D’UNE INSTALLATION SOLAIRE ....................... 18 3.2.1 DIMENSIONNEMENT D’UN GENERATEUR PHOTOVOLTAÏQUE . 19 3.2.2 DIMENSIONNEMENT D’UNE BATTERIE .............................................. 20 3.2.3 DIMENSIONNEMENT D’UN REGULATEUR ......................................... 21 3.2.4 DIMENSIONNEMENT D’UN ONDULEUR .............................................. 22 3.2.5 CONDUCTEUR ........................................................................................... 23 3.3 APPLICATION : DIMENSIONNEMENT DES BLOC DE TRAVAUX PRATIQUE ET LA SALLE D’INFORMATIQUE DE ESGE ................................. 24 3.3.1 CALCULE DE LA CHARGE ....................................................................... 24 3.3.2 CHOIX DES PANNEAUX ............................................................................. 25 3.3.3 CHOIX DES BATTERIES ........................................................................... 26 3.3.4 CHOIX DE REGULATEUR ......................................................................... 27 3.3.5 CHOIX D’UN ONDULEUR ............................................................................ 28 3.3.6 SCHEMA DE RACCORDEMENT D’UN SYSTEME PHOTOVOLTAIQUE ............................................................................................... 29 3.4 Conclusion ................................................................................................................ 29 CONCLUSION GENERALE ........................................................................................... 30 BIBLIOGRAPHIE ............................................................................................................. 31 WEBOGRAPHIE .............................................................................................................. 31 THEME : Etudes et dimensionnement d’un système solaire photovoltaïque pour Alimentation des laboratoires de travaux pratiques automatisme et la salle informatique de ESGE PRESENTE ET SOUTENU PAR : BOURHAN ABDO ET EXAUCE STEVEN VIII LISTE DES FIGURES Figure 1:L’énergie solaire photovoltaïque ............................................................................. 3 Figure 2:L’énergie hydraulique ............................................................................................. 4 Figure 3:L’énergie géothermique .......................................................................................... 5 Figure 4:L’énergie solaire thermique .................................................................................... 6 Figure 5:L’énergie biomasse ................................................................................................. 6 Figure 6:L’énergie éolienne ................................................................................................... 7 Figure 7:Différentes technologie ........................................................................................... 8 Figure 8:Ruban métallique d’une cellule ............................................................................... 9 Figure 9:Encapsulation des cellules. ...................................................................................... 9 Figure 10:caractéristiques résultantes d’un groupement de Ns cellules en série. ................ 11 Figure 11:caractéristiques résultant d’un groupement de Np cellules en parallèle. ............ 11 Figure 12:Le passage d’une cellule à un champ photovoltaïque ......................................... 12 Figure 13:Installations électriques photovoltaïque autonomes. ........................................... 13 Figure 14:Installation PV raccordée au réseau avec injection. ............................................ 14 Figure 15:Installation PV raccordée au réseau sans injection (« autoconsommation ») sans stockage ........................................................................................................................ 16 Figure 16:Exemple de système photovoltaïque avec autoconsommation avec stockage .... 17 Figure 17:Montage en série et en parallèles des batteries. .................................................. 21 Figure 18:les branchements du régulateur. .......................................................................... 22 Figure 19:onduleur ............................................................................................................... 23 Figure 20:conducteurs. ......................................................................................................... 23 Figure 21:Exemple d’une batterie ........................................................................................ 27 Figure 22:Exemple régulateur ............................................................................................. 27 Figure 23:Exemple d'un onduleur ........................................................................................ 28 Figure 24:Schéma de raccordement d'un système PV ......................................................... 29 THEME : Etudes et dimensionnement d’un système solaire photovoltaïque pour Alimentation des laboratoires de travaux pratiques automatisme et la salle informatique de ESGE PRESENTE ET SOUTENU PAR : BOURHAN ABDO ET EXAUCE STEVEN IX LISTE DES TABLEAUX Tableau 1:Laboratoire De Travaux Pratique Automatisme ................................................. 24 Tableau 2:La Salle D’informatique ..................................................................................... 24 THEME : Etudes et dimensionnement d’un système solaire photovoltaïque pour Alimentation des laboratoires de travaux pratiques automatisme et la salle informatique de ESGE PRESENTE ET SOUTENU PAR : BOURHAN ABDO ET EXAUCE STEVEN X Liste des abréviations Grandeur Significati on Unité En lettre I Pperte Pc Ej Ds Et Np Nb Dp Ej Nj Ir Icc Is V U Intensité du courant Perte en puissance Puissance crête Energie journalière Totale Durée d’ensoleillement au Sénégal Irradiation journalière moyenne au Sénégal Nombre du panneau Nombre de batterie Décharge profonde Energie journalière Nombre de jour d’autonomie Courant régulateur Courant de court- circuit Courant de sortie Tension batterie Tension Photovoltaïque Ah A J Wc Wh S Wh/m²/j --- --- --- --- --- A A A V V Ampère heure Ampère Joule Watt crête Watt heure Seconde Watt heure par mètre carre par jour ------------ --------- ------- ------- ------- Ampèr e Ampèr e Ampèr e Volt Volt THEME : Etudes et dimensionnement d’un système solaire photovoltaïque pour Alimentation des laboratoires de travaux pratiques automatisme et la salle informatique de ESGE PRESENTE ET SOUTENU PAR : BOURHAN ABDO ET EXAUCE STEVEN XI AVANT PROPOS Historique L’Ecole Supérieure de Génies (E.S.GE) est un établissement privé d’enseignement supérieur technique, laïque et apolitique, dotée d’une personnalité juridique (Société Anonyme - SA) autorisée par l’Etat du Sénégal - agrément définitif N° 000975/MESR/DGES/DESP/DSQ du 13 août 2014. L'établissement a fait l'objet d'une reconnaissance institutionnelle par l'ANAQ-SUP. Cette dernière a été le fondement de l'attribution de l'agrément définitif. L’ESGE se révèle être une structure implantée depuis une dizaine d'année et qui, à travers les âges, a pu consolider sa renommée d’Ecole d’excellence. De la sorte, son rayonnement scientifique uploads/Science et Technologie/ bourhan-memoire-final.pdf