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ÉTAPES DE CONCEPTION D'UN SYSTÈME PHOTOVOLTAÏQUE AUTONOME

La conception d'un projet photovoltaïque exige une analyse précise et rigoureuse de la situation et des données. Il est conseillé de demander l’aide d’un spécialiste même si l'on souhaite concevoir soi-même le projet. Néanmoins, les étapes ci-dessous vous présentent de façon globale la démarche à suivre pour concevoir un système photovoltaïque autonome.

  • ÉTAPE 1: Déterminer la consommation électrique totale.

    La consommation électrique d’une application est la quantité d’électricité en courant continu que consomment tous les appareils électriques en présence durant une journée (24 heures). C'est cette quantité d'énergie que le système devra délivrer à l’application pour faire fonctionner les appareils, quelques soient les conditions. Elle peut s’exprimer en Wattheures (Wh/j) ou en Ampère-heures par jour (Ah/j). Pour en savoir plus / Type de charge

  • ÉTAPE 2: Évaluer la ressource solaire.

    Vérifier que votre site ne pose pas de contraintes d'implantation du système (ombrage, accès difficile au site, etc...).  Recueillir les données climatiques suivantes du lieu grâce à la station météo de la localité :

  • L'ensoleillement minimal journalier
  • Les températures ambiantes moyennes et extrêmes en °C
  • La latitude du lieu

Plus l’ensoleillement est élevé et la température moyenne clémente, plus votre site sera propice à l'exploitation du photovoltaïque. Pour en savoir plus

    • ÉTAPE 3  : Définir le type de systèmes à installer.

      • Système raccordé au réseau :Système autonome :
        1. Le système alimente l’application de l'utilisateur, et fournie l'électricité excédentaire au réseau électrique.
        2. Le système injecte toute l'électricité produite par le champ PV directement au réseau électrique.

        Il existe deux possiblités :

      • Il dépend totalement du champ photovoltaïque : En cas d'absence de soleil, il puise l'énergie dans des batteries. Il est adapté au régions éloignées où le raccordement au réseau serait couteux. Exemples : résidence secondaire en campagne, chalet, refuge, campings, antenne de communication etc...

      • Système hybride Solaire-Éolien :

        Le système hybride autonome est utilisé le plus souvent dans les applications éloignées demandant une bonne fiabilité de la production électrique ; Néanmoins, il peut convenir à toute application ayant des conditions idéales (ensoleillement élevé, vent, approvisionnement en diesel).

      Trois possiblités de systèmes vous sont présentés ci-dessus, mais dans ce présent chapitre nous traitons uniquement le système autonome, les deux autres étant des variantes. 

    • ÉTAPE 4 : Déterminer la puissance photovoltaïque requise pour l'installation.

      La puissance photovoltaïque requise est la puissance que doit fournir l'ensemble des modules photovoltaïques pour couvrir le besoin en énergie électrique de votre application, quelques soient les conditions. Elle se calcule par rapport à la consommation électrique totale, l'ensoleillement journalier, et l'efficacité des composants du système (batterie, module PV, onduleur, câbalage etc...). Pour en savoir plus

  • ÉTAPE 5 : Déterminer la capacité de la batterie

    La batterie tient un rôle très important dans un système photovoltaïque autonome car elle stocke l'énergie et la restitue lorsque l’application le nécessite. Il est donc important de bien déterminer sa taille et sa capacité à partir des paramètres suivants : Pour en savoir plus

    • La charge totale en courant (Ah/jour)
    • Le nombre de jours d'autonomie 
    • La profondeur de décharge maximale (PDD) de la batterie
    • La température et son facteur de correction 
  • ÉTAPE 6 : Déterminer la taille du régulateur

    Le régulateur protège la batterie contre la surcharge de courant provenant du module PV et la décharge profonde engendrée par le consommateur. Voici les paramètres essentiels à connaitre :

    • Sa tension nominale 
    • Son courant d'entrée si type série 
    • Son courant d’entrée si type shunt
    • Son courant de sortie
    • Courant de pointe total 
              Pour en savoir plus       
  • ÉTAPE 7 : Déterminer la puissance de l’onduleur

    Lorsque l'application se compose d'appareils fonctionnant en électricité alternative (AC), il faut convertir l'électricité continue que produisent les modules PV, en électricité alternative compatible et utilisable par ces appareils. Dès que le nombre d'appareils est important, il est avantageux de choisir un onduleur performant. Le choix de l'onduleur est fonction des paramètres suivants : Pour en savoir plus

    • Sa puissance nominale
    • Sa puissance de pointe ou maximale
    • Son rendement ou efficacité  
    • Sa forme d’onde
  • ÉTAPE 8 : Déterminer le câblage et les protections

    Dans cette étape, le choix des types de câbles électriques nécessaires à l'interconnexion des composants doit être entrepris de façon efficace pour maintenir la fiabilité et le bon rendement du système. Des abaques (fiches techniques) sont proposés pour déterminer la bonne section de câble. En général, les fils conducteurs de ces systèmes sont en cuivre et dimensionnés pour produire idéalement 1% sinon au maximum 3% de perte en tension dans le câblage.

    En ce qui concerne les protections électriques, la mise à la terre, les parafoudres, les disjoncteurs et fusibles sont nécessaires pour isoler et protéger le circuit électrique contre tous les défauts électriques (Surtension, surcharge, fuite de courant, absence momentanée de tension, court-circuit). Cependant, il est fort possible que les composants du système aient déja leurs propres protections, dans ce cas il ne sera pas utile d'en rajouter. 

  • ÉTAPE 9 : Estimer les pertes réelles de l’ensemble du système

    Bien que l'on tienne compte des rendements propres à chaque composant lors de la conception du système, il est important d'estimer aussi les pertes occasionnées dans les fils conducteurs entre chaque composant pendant le fonctionnement. En effet, tout conducteur mis en place dans une connexion électrique engendre des pertes dûes à une certaine résistance du conducteur au passage du courant. En fonction de ces pertes, il faudra réajuster la puissance totale du système. Pour en savoir plus