DIMENSIONNEMENT D’UN KIT SOLAIRE DOMESTIQUE ET D’UNE POMPE SOLAIRE

DIMENSIONNEMENT D’UN KIT SOLAIRE DOMESTIQUE ET D’UNE
 POMPE SOLAIRE

Dimensionnement d’un kit solaire domestique

Un kit solaire est conçu pour produire de l’énergie directement consommée sur place. Ainsi, il se compose au minimum d’un panneau solaire, des équipements dédiés au fonctionnement et au raccordement du système. En effet, un système est constitué de cinq éléments de base essentielle dont leur dimensionnement dépend de plusieurs paramètres et composants :

Les panneaux solaires

Le dimensionnement des panneaux solaires se fait en quatre étapes [8] : Etape 1 : Il faut d’abord, estimer l’énergie consommée (Ec) journalièrement par tous les équipements en fonctionnement électrique en Wh/j. La consommation en énergie de chaque équipement se calcule de la manière suivante [31]: EC = p ⨯ t (3.1) Avec P et t respectivement, puissance nécessaire et durée d’utilisation de chaque équipement par jour. Etape 2 : Ensuite, on détermine l’énergie produite (Ep) par jour. Cette énergie doit être égale à l’énergie consommée par l’introduction d’un coefficient de correction K [44]. Ce dernier prend en compte les facteurs comme l’incertitude météorologique et l’inclinaison non corrigée des modules suivant les saisons. 44 Il veille également sur le point de fonctionnement des modules rarement optimal et qui peut être aggravé par la baisse des caractéristiques des panneaux. Le coefficient K optimise aussi la perte du rendement dans le temps due à la poussière et au vieillissement des modules. L’énergie produite s’obtient par la relation suivante [31]: Ep = Ec K (3.2)

Etape 3 : Après, il faut déterminer la puissance crête (Pc) qui est en fonction de l’éclairement du site. Elle est donnée par cette expression ci-dessous [8] : Pc = Ep Ir ⨯ 1000 ( 3.3) Avec Ir : Irradiation ou ensoleillement local considéré (KW/m2 /j). Le facteur 1000 est l’éclairement de référence dans les conditions standards [35]. Etape 4 : Enfin, on calcule le nombre de panneaux nécessaires (NP) du kit solaire domestique. C’est le rapport entre la puissance crête (Pc) et la puissance unitaire (Pu) du panneau qui se trouve sur la fiche technique du module PV [42]. Np = Pc pu (3.4) Après avoir effectué ces calculs, on détermine le type de montage des panneaux. Ainsi, le nombre de panneaux en série (Nps) sera fait comme suit [31] : Nps = Us Um (3.5) Avec Us : Tension du système utilisée et Um : tension unitaire du module se trouvant sur la fiche technique du panneau choisi. Ensuite, le nombre de panneaux en parallèle (Npp) est donné par cette formule [31]: Npp = Np Nps ( 3.6)

Les batteries

Le dimensionnement de la batterie se fait en quatre étapes [8]. Etape 1 : On détermine d’abord le nombre de jour (Nj) d’autonomie qui varie en général entre 3 et 15 jours [8]. Ce chiffre dépend des conditions météorologiques de chaque région. Par exemple, au Sénégal, le chiffre retenu varie de 3 à 5 jours [8]. Etape 2 : Ensuite, il faut tenir compte de la profondeur de décharge (Dp) maximale des batteries. C’est ainsi qu’une profondeur maximale est fixée et qui varie entre 30 à 80% [8]. 45 Cela montre que la décharge d’une batterie ne doit pas être en dessous d’un certain seuil sinon, elle risque de l’endommager.

Etape 3 : Après, le calcul de la capacité de stockage de la batterie se fait en se basant sur les deux premières étapes citées ci-dessus et de la tension de la batterie. Elle est donnée par la relation suivante [42] : C = Ec . Nj Dp. Ub. 𝔶b (3.7) Avec Ub : tension de stockage de l’énergie solaire de la batterie se trouvant sur la fiche technique de la batterie et 𝔶𝑏 : Rendement de la batterie. Etape 4 : Enfin, le calcul du nombre de batteries (Nb) nécessaire à l’installation peut se faire maintenant. C’est le rapport entre la capacité de stockage (C) de la batterie et la capacité nominale (Cb) indiquée sur la fiche technique de la rame de la batterie. Il s’obtient à partir de cette relation [31]: Nb = C Cb (3.8) En général, il est recommandé de choisir une batterie de capacité nominale immédiatement supérieure après calcul [8]. Le raccordement des batteries se fait, en parallèle ou par combinaison des deux