Alimentation Electrique Dune Habitation Peu Frequentee

7/23/2019 Alimentation Electrique Dune Habitation Peu Frequentee

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Chapitre 2 Alimentation lectrique dune habitation

ou dun local peu frquents

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INTRODUCTION

Les systmes dcrits dans ce chapitre concernant principalement les habitations et les

locaux occups de faon irrgulire, pour un usage professionnelle ou de loisirs.

Le principal souci des occupants de ces habitations ou locaux est alors de se procurer

moindres frais un systme nergtique leur apportant un minimum de confort pendant les

priodes doccupation. Un investissement lourd ne se justifie pas, ni des frais importants.

Les habitations ou les locaux viss sont donc, principalement :

Les rsidences secondaires lgers (cabanons, caravanes), et les rsidences secondaires

en dur gnralement restaures (bergeries...) ;

Certains locaux usage professionnel (bergerie, cabane dalpage...);

Certains locaux vocation touristique (refuges de montagne, gites dtape...);

Cependant, certains occupants de rsidences permanents peuvent galement tre intresss

par des systmes de ce type, principalement :

Des habitats faible revenus financiers, qui peuvent rarement investir dans un

systme nergtique onreux. (cest le cas, en particulier, des no-ruraux, lesnouveaux agriculteurs ou artisans en rupture de vie citadine) ;

Des habitants trs loigns dun rseau lectrique, qui ne peuvent pas tre aids pour

leur raccordement au rseau : ils dsirent amliorer leur niveau de confort pour un

investissement faible dans lattente de modifications dans la politique dlectrification

(cration dune nouvelle ligne proximit qui modifie le cout du raccordement...) ;

En somme, il sagit de fournir ces habitants un systme lectrique permettant de

satisfaire les besoins essentiels pour un cot minimal.

Mais dabord, quels sont les besoins considrs comme essentiels?

2.1.

Analyse des besoins en nergie et de leur satisfaction

2.1.1.

La situation gnralement rencontr

Cette situation est rsume dans la figure 2.1 qui dcrit le systme nergtique

gnralement utilis dans les habitations concerns.


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Les rectangles non relis correspondent des sources dnergie non utilises ou des

besoins non pris en compte. Les lignes en pointills indiquent une utilisation assez rare de la

source dnergie considre.

Piles

Batterie de

voiture

Bois

Gnrateur

photovoltaque

Recharge en veille

Radio

Radiocassette

Eclairage

Gaz

Cuisine

Ptrole

Chauffage

Chauffage de

leau

Appareils

lectrodomestique

Tlvision

Hiver

Et

Hiver

Et

Hiver

SourceMode de conversion et

de rgulation Utilisation

Figure 2.1. Systme nergtique dune habitation peu frquente comprenant un

quipement photovoltaque [1]


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Il est frappant de constater que le choix de la source permettant de satisfaire tel ou tel

besoin ne rsulte jamais du choix unique dune source dnergie (faire du tout lectrique par

exemple). Les occupants tudient systmatiquement le moyen le plus efficace et le plus

rentable pour satisfaire chacun des besoins : par exemple, lclairage est effectu partir du

ptrole et du gaz, jamais partir de des piles lectriques (pour un mme niveau dclairement,

lclairage piles est effectivement de 10 100 fois plus cher que lclairage au gaz).

2.1.2. Insertion dun systme photovoltaque dans ce systme

nergtique

Le systme nergtique est capable de :

Satisfaire des besoins non pris en compte dans le schma prcdent : tlvision et

certains petits appareils domestiques (ventilateur, rasoir...) ;

Remplacer certaines sources dnergie. En priorit, il convient de limiter au maximum

lusage des piles (pour utilisation de secours exclusivement). Mais, la consommation

du gaz et du ptrole peut galement tre notablement diminue.

Le systme nergtique est alors dcrit par la figure 2.1.

2.2. Le systme lectrique prconis

2.2.1. Principes

Lobjectif principal du systme est de satisfaire les besoins retenus au moindre cot. Le

systme devrait autant que possible respecter les deux conditions suivantes :

- Faire correspondre au mieux les besoins en nergie avec les apports solaires. Le systme

dcrit rpond donc particulirement bien aux besoins :

Dune rsidence o les besoins sont sensiblementles mmes tout au long de lanne,

mais qui est en moyenne deux fois plus occupe lt que lhiver (rsidence

secondaire).

Dune rsidence permanente o les occupants modulent leurs besoins en fonction de la

saison, en utilisant ventuellement des sources dnergie dappoint pendant les six ou

les sept mois les moins ensoleills.


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- permettre une distribution simple de lnergie lectrique et lutilisation dappareils peu

coteux et prsentant un bon rendement nergtique.

Cette condition conduit naturellement choisir une distribution en courant continu.

Celle-ci, vu la faible puissance crte du panneau photovoltaque, doit seffectuer au plus en48

V, de prfrence entre 12 V et 24 V. le choix dpend principalement des appareils existant et

suppose donc une enqute pralable approfondie ce sujet ; rappelons cependant :

Quil est plus facile de trouver des appareils fonctionnant en 12 VCC quen 24 VCC ;

Quune distribution en 24 VCC est prfrable puisqu puissance gale le courant

ncessaire pour alimenter un appareil fonctionnant en 24 VCC, et donc la section des

cbles, seront deux fois moins importants.

2.2.2. Choix des appareils

- Eclairage : par luminaire tube fluorescent micro-convertisseur incorpor.

- Reproduction du son et de limage : chane hi-fi type voiture ou chane compactes

fonctionnant en BT CC ; tlviseur conome en nergie (45 80 W).

2.2.3.

La batterie et le rgulateur

La capacit de la batterie est de quelque KWh. Le choix se portera donc de prfrence

vers des accumulateurs au plomb-calcium. Leur capacit unitaires est limite 100 Ah

environ. Une batterie de 3KWh par exemple pourra donc tre ralise partir de trois

accumulateurs 12 V-100Ah. [2]

Le rgulateur sur lequel viennent se connecter la batterie, le panneau photovoltaque et les

appareils doit de prfrence tre achet avec les modules photovoltaques. Chaque fabriquant

propose une gamme de rgulateurs dimensionns selon la puissance crte du panneau.

Nous prsentons dans la figure 2.2 les connexions et les commandes dun des rgulateurs

disponibles sur le march.

En face avant un bornier permet un cblage simple des circuits suivants :

Batterie ;

Panneau photovoltaque ;

Trois circuits de distribution ;

Des interrupteurs permettant lalimentation de chacun des circuits de distribution.


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Deux lampes de visualisation indiquent ltat de charge de la batterie (une lampe verte pour

indiquer la charge complte de la batterie et une lampe rouge pour indiquer un trop faible

niveau de charge) ;

Le disjoncteur permet disoler les trois circuits de distribution de la batterie. En

fonctionnement normal, il souvre automatiquement:

Si la batterie est trop dcharge ;

Si lun des circuits de distribution est en court-circuit ;

2.3.

Installation du systme lectrique

Lacheteur ventuel du systme photovoltaque, mme sil possde un bon niveau

technique, est trs rarement capable de poser clairement le problme qui cherche rsoudre,

de dimensionner lui-mme son systme et de choisir les lments du systme qui lui

conviennent.

Cest pourquoi le fabricant ou le distributeur demandent en gnral lacheteur potentielde remplir un questionnaire sur le site. Mais le fabricant ou le distributeur rarement le temps

Disjoncteur Lampes devisualisation

Interrupteurs

Bornier

Figure 2.2. Un rgulateur pour systme de petite puissance [1]


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de discuter de son problme propre avec lacheteur potentiel. Cest pourquoi il est

indispensable que lacheteur ait une ide suffisamment prcise des systmes photovoltaques

et quil ait choisi lui-mme les principales options de son systme, afin de discuter

efficacement avec lentreprise qui va lui vendre le matriel.

2.3.1. Installation en kit

Mme sil a fait dimensionner son systme par le fabricant ou le distributeur, (qui garantie

normalement les lments du systme mais non le systme lui-mme et en particulier ces

performances et par l sa facult satisfaire les besoins exprims), lacheteur peut, avec un

niveau technique peu exigeant et un outillage simple, installer lui-mme son systme. Nous

conseillons trs vivement dacqurir au minimum les modules et le rgulateur au prs du

mme fabricant. Les accumulateurs peuvent tre achets sparment.

En gnrale, pour les systmes de petite puissance dont il est question dans ce chapitre, il

est souvent plus avantageux dacheter tout les lments au prs du mme vendeur.

Certains distributeurs proposent mme un vritable kit qui, outre les lments prcdents,

comprend le support du module, les vices de fixation et le cble ncessaire pour le cblage

panneau-rgulateur et batterie-rgulateur.

2.3.2.

Installation par un professionnel

Une installation cls en main est videment possible. Dans ce cas, le fournisseur-

installateur aura la responsabilit du fonctionnement du systme. Il peut donc lui tre

demand de dfinir lui-mme puis dinstaller tout le systme, y compris les appareils

utiliser.

Le cot global de linstallation est donc priori plus lev que lachat des seuls lments

du systme. Mais, linverse, linstallateur par ces conseils sur le choix des appareils et grce

un dimensionnement prcis de linstallation peut permettre de raliser des prcieuses

conomies grce une rduction de la puissance des lments du systme, tout

particulirement celle du panneau photovoltaque.

2.4. Un cas pratique : tude dun cabanon Tlemcen

Prenons l'exemple d'un cabanon situ dans la frontire Algrie-Maroc (Marsat Ben

Mhidi) Tlemcen, dont les propritaires n'y sjournent que pendant les vacances.


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Lide gnrale est de raliser une installation modeste. Dune part pour ne pas engager

dinvestissements importants, et dautre part, pour ne pas dnaturer le caractre rustique de la

btisse.

2.4.1. Situation et besoins

2.4.1.1. Situation gnrale et occupation

Le cordon littoral de la wilaya de Tlemcen, qui s'tend sur une longueur de 70 km environ,

prsente de trs beaux rivages de plages, dont la morphologie pouse le relief continental; les

falaises abruptes bordent majestueusement les belles criques abrites par endroits. [3]

On dcouvre de larges baies jonches de galets sur le rivage.

La wilaya compte 25 plages la beaut dnique totalisant une longueur de 16,4 km, dont 8

surveilles (autorises la baignade) couvrant une longueur totale de 13,14 km frquentes

par des millions d'estivants issus des diffrentes rgions du pays et de l'tranger. [3]

Distante de 65 km de Maghnia et 130 km de Tlemcen, la station balnaire de Marsat Ben

M'hidi (ex-Port Say) se trouve l'extrme-ouest de l'Algrie dans la dara ponyme (5.000

habitants), constituant une zone frontalire avec le Maroc et jouxtant la plage de Sadia. [3]

La face sud du cabanon en question jouit dune bonne exposition au soleil. Il peut tre

occup par une famille de 4 personnes.

Cette maison n'est habite que ponctuellement, une semaine courant les vacances de lhiver,

et de 02 03 mois au cours des vacances de lt.

Charge du 15 novembre au 10 fvrier (environ 87 jours)

Dcharge en 1 semaine (7 jours)

Charge du 1er mai au 30 septembre (environ 123 jours)

Dcharge du 1er juin au 15 septembre (107 jours)

Il n'est pas utile de compter le nombre de jour exact pour chaque priode. Avoir une dure

de charge un peu plus petite que la ralit permet de s'adapter aux alas du calendrier (d'une

anne sur l'autre les dates des vacances changent).


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2.4.1.2. Consommation

L'installation photovoltaque autonome permettra d'alimenter l'clairage de la maison, larecharge des appareils portables (tlphone et ordinateur), un poste radio ainsi qu'un petit

rfrigrateur. La documentation technique de ces appareils nous renseigne sur leur

consommation:

Appareil Consommation

Ampoule basse consommation 13 W

Tlphone portable 150 Wh par semaine

Ordinateur portable 300 W

Poste radio 50 W

Rfrigrateur 300 Wh par jour

Pompe eau 6 A sous 12 VDC

Tlvision 90 W

A priori, linstallation pourra donc rester en 12VDC.

2.4.1.2.1.

Eclairage

On prvoit 8 points lumineux 13 W pour les diffrentes pices de la maison. Mais

comme les occupants sont 04, on considre quil ne peut pas y avoir plus de 4 lampes

allumes en mme temps. On peut cependant dire qu'elles sont utilises en moyenne 6h

chacune en hiver et 3h en t. La consommation globale en clairage est alors calcule de la

faon suivante :

En Hiver

4 ampoules x 13 W x 6 h = 312 Wh, soit : 26 Ah sous 12V.

En t

4 ampoules x 13 W x 3 h = 156 Wh, soit : 13 Ah sous 12V.

Cest une consommation moyenne qui pourra se rpartir diffremment sur telle ou

telle lampe, peu importe, du moment que lenveloppe en nergie est suffisante.

Tableau 2.1. Estimation des consommations dappareils disponible dans le cabanon


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Les utilisateurs devront, nanmoins veiller ne pas laisser la lumire allume dans les

pices inoccupes.

2.4.1.2.2. Fourniture en eau

La source naturelle tant disponible, il suffit simplement dutiliser une pompe pour

mettre en pression leau courante. Pour un dbit de 10l/min, la pompe consomme 6A sous 12

V. comme il y a 4 personne et que lon compte 100 l pour chacun et par jour (pour le lavage,

la cuisson...). Le besoin est de 400l/jour. Pour 40 min dutilisation par jour, la pompe

consomme:

6 A x 40/60 = 04 Ah toujours sous 12V.

2.4.1.2.3. Production de froid

Un rfrigrateur en continu de 110 l, avec une bonne isolation thermique servira

conserver les aliments, mais uniquement lors des sjours. De plus, il est dcid de ne sen

servir que lt, puisque lhiver, il suffit de laisser les denres dehors. Cette quipement a un

compresseur 70 W et une consommation de 300 Wh/j soit 25 Ah/j (en t seulement).

2.4.1.2.4.

Tlvision

Pour viter lachat dun tlviseur en continu, un modle de commerce en 220VAC sera

utilis. Sa puissance est de 90 W et il est prvu de le brancher avec un petit onduleur

spcifique 90 % de rendement, qui sera allum en mme temps que la tl.

Pour un usage prvu de 4h/j, la consommation est:

90 W x 4 h/0.9 = 400 Wh, soit : 33.33 Ah sous 12V.

2.4.1.2.5.

Autres quipement lectriques

L'ordinateur est utilis 4h par jour et le poste radio 6h. Les besoins en lectricit par jour

sont:

1 Ordinateur x 300 W x 4h = 1200Wh, soit 100Ah.

1 Poste radio x 50 W x 6 h = 300 Wh, soit 25Ah.

Tlphone = 150Wh par semaine, ce qui est quivalent 21.5 Wh soit 1.8 Ah sous 12 V.


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2.4.1.2.6. Synthse des consommations

Le tableau 2.2 rcapitule les consommations, selon la saison :

Saison Eclairage Eau Froid Tlvision OrdinateurPoste-

radio

Tlphone

portable

Total (Ah/j)

sous 12 VTotal (Wh/j)

Et 13 Ah/j04

Ah/j25

Ah/j33.33Ah/j

100 Ah/j 25 Ah/j 1.8 Ah/j 202.13 Ah/j 2425.5

Hiver 26 Ah/j04

Ah/j0

33.33Ah/j

100 Ah/j 25 Ah/j 1.8 Ah/j 190.13 Ah/j 2281.15

Le calcul effectu, nous a permet davoir 2425.5 Wh de consommation par jour en t,

et 2281Wh/j en hiver. Une puissance crte assez leve et qui peut tre ne correspond pas

une installation de 12 V. (Nous vrifions cela par la suite).

Nous voulons ainsi savoir la consommation par semaine, nous effectuons donc le

calcul suivant pour lhiver et lt:

En t :

TOTAL= 202.13Ah x 7 j 1415 Ahpar semaine.

En hiver :

TOTAL= 190.13 Ah x 7j 1331Ah par semaine.

Nous nous intressons surtout la consommation dhiver. On conclu que pendant une

semaine de camping la plage en hiver, on consomme seulement 1331 Ah.

2.4.2.

Choix dquipements

Nous sommes dans le cadre dune application domestique, soumise des variations

possibles, les utilisateurs devront donc tre vigilent quant lusage de leur nergie.

On sadresse un installateur local habitu ce type dinstallation. Son exprience nous

permet de donner des conseils efficaces et dvaluer assez rapidement les solutions

techniques.

Tableau 2.2. Les consommations lectriques du cabanon


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Les composants photovoltaques qui sont la pointe de ce type dinstallations sont

relativement standards . Ils sont disponibles un bon rapport qualit/prix. Il sagit

notamment de :

Modules photovoltaques

Sharp propose une gamme de type de modules photovoltaques dont on a choisi celui qui

possde 100 Wc de puissance : cest le module de type : NA-F100 (P5). [4]

Les caractristiques lectriques mesures selon les conditions de

test standardises (STC) : rayonnement de 1 000 W/m 2, masse

atmosphrique de 1,5, temprature des cellules de 25 C. Les

caractristiques de puissance sont donnes avec une tolrance de

fabrication de 5 %. Conditions NOCT : rayonnement de 800 W/m 2,

temprature ambiante de 20 C, vitesse du vent de 1 m/sec. [4]

Tableau 2.3. Caractristiques techniques des diffrents types des modules Sharp [4]

Figure 2.3. Module solaire Sharp

NA-F100 (P5) [4]


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Batterie solaires

La Batterie slectionne est de type GEL solaire VICTRON 200-220Ah, destine austockage de l'nergie solaire et olienne. [5]

La batterie possde les caractristiques suivantes :

Technologie : plaques planes GEL

Tension nominale : 12V

Capacit : 200 Ah en C10 et 220 Ah en C20

Bomes : Cuivre, M8

Tension de fin dcharge: 10,8 V pour une batterie 12 V

Dimensions en mm (L x l x H) : 522 x 238 x 240

Poids : 66 Kg

Trs longue dure de vie (10 15 ans dans de bonnes conditions)

Sans entretien pendant toute la dure de vie

Batterie 100% tanche, idale pour tre transporte

Garantie 24 mois

Fabricant Hollandais [5]

2.4.3.

Dimensionnement du module photovoltaque

La deuxime tape du dimensionnement dune installation photovoltaque autonome est le

dimensionnement de son parc de modules photovoltaques.

Nous connaissons maintenant la quantit d'lectricit ncessaire, et le temps dont nous

disposons pour la produire. L'tape suivante consiste calculer la quantit de modules

photovoltaques que l'on devra possder pour couvrir ces besoins. Il faut pour cela connatre

l'ensoleillement de la rgion o se trouve l'installation, et adapter ces donnes sa situation.

Figure 2.4. Batterie GEL solaire

VICTRON 200-220 Ah [5]


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2.4.3.1. Ensoleillement

L'ensoleillement varie selon la rgion et l'poque de l'anne. Vous devez localiser votreinstallation sur les cartes suivantes afin de savoir quelle quantit d'lectricit vos modules

peuvent produire. Une fois localise, il suffit de relever le coefficient d'ensoleillement

correspondant. Si votre installation est susceptible de servir autant en hiver qu'en t, vous

devez utiliser la carte du mois de Dcembre, car c'est la priode de l'anne laquelle vous

aurez le moins de soleil et d'lectricit.

De nombreux auteurs se sont intresss ltude thorique et exprimentale du

rayonnement solaire. Nous pouvons citer ; C. Zidaniet al.

[6] qui ont prsent une simulationde la position apparente du soleil chaque instant de la journe et de lanne. Ce travail est

enrichi par un calcul destimation des nergies instantanes, journalires et annuelles sur un

capteur dorientation quelconque plac sur le site de Tlemcen.

Pour un ciel moyen, au site de Tlemcen et pour un capteur inclin de 34.56 (latitude du

lieu considr), lnergie journalire estimeselon le travail ci-dessus,pour les solstices dt

(S.E) et dhiver (S.H), ainsi que pour les deux quinoxes de printemps (E.P) et dautomne

(E.A) [6] :

EjS(Wh/m) EjD(Wh/m) EjG(Wh/m)

S.H 4188.6 723.09 4911.7

E.AE.P 6138.4 1090.6 7229.0

S.E 6159.7 1309.6 7469.3

EjD

2.4.3.2. Calcul de la puissance crte requise par linstallation

Les modules vont produire de l'lectricit qui sera stocke dans les batteries pendant toute

la dure de la charge. Mais ils vont galement en produire durant la dcharge.

Vous venez de calculer la quantit d'nergie que les modules doivent produire chaque jour.

Pour connatre la puissance crte installer, il ne reste plus qu' diviser ce nouveau rsultat

par le coefficient d'ensoleillement.

Tableau 2.3. Estimation de lnergie journalire directe EjS, diffuse EjDet globale EjG[6]


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En t :

Pc=Electrique x 1000 /Esolaire = 2425.5 x 1000/ 7469.3 = 324.72 Wc.

En hiver :

Pc=Electrique x 1000 /Esolaire = 2281.5 x 1000/ 4911.7 =464.50 Wc.

La puissance crte installer nest plus la mme dans les deux saisons, puisquil sagit des

consommations diffrentes et dintensits de rayonnement solaire reue sur notre capteur

diffrente aussi. (Cest vident que lensoleillement dhivers doit tre infrieur celui dt).

2.4.3.3. Calcul du nombre de panneau

Dans les deux cas (utilisation continue et priodique), les calculs peuvent tre affins en

tenant compte de l'inclinaison et de l'orientation des modules, ainsi que des pertes engendres

par la chaleur et le matriel.

En t :

Np = Pc (gnrateur) / Pc (panneau) x Cp = 324.72 Wc /100 x 0.9 = 4 panneaux

En hiver :

Np = Pc (gnrateur) / Pc (panneau) x Cp = 464.50 Wc /100 x 0.9 = 5 panneaux

La diffrence de charge entre les deux saisons nous a conduits lobtention (par calcul) 04

panneaux solaires en t. Tandis quen hiver, on a besoin de 05 panneaux solaire pour

satisfaire la charge demande.

2.4.4. Dimensionnement de la batterie

Pour dimensionner les batteries de stockage, il ne reste plus qu se poser trois questions:

quelle est la quantit d'nergie stocker, quelle doit tre lautonomie de mon installation, et

quelle est la profondeur de dcharge maximum que je veux imposer mes batteries ?

2.4.3.1.

Energie stocke

On peut se dispenser de calculs en choisissant directement :

Energie stocke = nergie consomme = nergie produite ;


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La quantit d'lectricit dans une batterie (la capacit) s'exprime en Ampre-heure (Ah).

Vous devez donc convertir vos Wh en Ah, sachant que 1Ah = 1Wh / la tension du systme

(12, 24 ou 48V).

2.4.3.2.

Autonomie

Lautonomie dune installation est le nombre de jours pendant lesquels les batteries

initialement charges peuvent assurer les besoins en lectricit sans que les modules ne

fonctionnent. Autrement dit, les batteries emmagasinent de lnergie lorsque les modules sont

clairs. Lorsquils ne produisent plus (nuit, panne, mauvais temps ), les batteries peuvent

continuer de restituer cette lectricit pendant quelques jours. Il faut donc se demander

combien de temps on souhaite avoir de llectricit en cas de problmes. En gnral, on peut

partir sur une base de quatre jours dautonomie. Bien entendu, cela dpend fortement de

lusage que lon a de son installation et des conditions mtorologiques. Cependant, mme

lorsque le soleil est cach, les modules continuent de produire de llectricit grce au peu de

lumire quils reoivent. Avec quatre jours dautonomie en rserve, on peut donc affronter

deux semaines de mauvais temps.

Mais comme nous ne rencontrons pas ce problme dautonomie solaire dans notre ville, et

surtout parce quon est entrain de dimensionner un cabanon gnralement occup en t, un

jour dautonomie suffit largement.

2.4.3.3.

Profondeur de dcharge

Pour dterminer la profondeur de dcharge que lon veut imposer sa batterie, il faut

arbitrer entre deux facteurs :

Tout dabord, plus on permet auxbatteries de se dcharger profondment, plus on rduit

le nombre de batteries ncessaires. En effet, une batterie que lon dcharge 100% fournie

autant dnergie que deux batteries identiques que lon dcharge 50%. On conomise donc

sur le cot initial de linstallation.

Cependant, la dure de vie dune batterie est directement proportionnelle sa profondeur

de dcharge. Ainsi, une batterie que lon dcharge 100% vivra deux fois moins longtemps

quune batterie que lon dcharge 50%.


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Le juste milieu que lon choisit gnralement dappliquer se situe donc entre 60 et 80% de

dcharge, ce qui permet de rduire le nombre de batteries tout en leur assurant une bonne

esprance de vie.

2.4.3.4.

Calcul de la capacit de stockage

Puisque la valeur de la puissance crte installer est comprise entre 500 Wc et 2 KWc

(voir tableau 1.1 chapitre1), on compte pour une tension du systme de 24 V.

En t :

C= Electrique x Nja/24x Pd = 2425.5 x 1/24 x 0.8 = 126.33 Ah/j

En hiver :

C= Electrique x Nja/24 x Pd = 2281.15 x 1/24 x 0.8 = 118.80 Ah/j

La capacit de stockage est proportionnelle la consommation lectrique, plus la

consommation augmente, plus la capacit de stockage augmente. La profondeur de dcharge,

ainsi que la tension de recommandation du systme sont des coefficients constants.

2.4.3.5.

Calcul du nombre de la batterie

En t :

Nb = C(champ de stockage)/C (capacit dune batterie) = 126.33/220 1 batterie

En hiver :

Nb = C(champ de stockage)/C (capacit dune batterie) = 118.80/220 1 batterie

Notre cabanon na besoin quune seule batterie pour stocker lnergie lectrique fournie

par les panneaux solaire. Nous disposons mme dun excdent dnergie, autrement dit une

batterie suffit largement pour notre consommation dans les deux saisons.

2.4.5. Mise en place du systme

Pour linstallation proprement dite, il faudra quelques composants complmentaires,

quelle que soit loption choisie:

Un chssis mural inclinable pour les modules ;

Un bac pour la batterie ;


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Hors

utilisationUtilisation

dhiver

Utilisation

dt

30 45

Une boite de raccordement pour monter les modules en parallle, avec des diodes

anti-retour, des cbles, des interrupteurs, des parasurtenseurs et quelques fusibles

et coupe-circuits. [7]

2.4.6. Implantation physique

Le chssis inclinable pour les panneaux est une solution intressante qui permet de

sadapter la saison et rcuprer plus de rayonnement solaire. En hiver cela donnera les

valeurs calcules puisque lon a dj optimis le flux (inclinaison de 34.56 par rapport

lhorizontal); par contre en t, on peut gagner de lnergie condition dene pas se trouver

juste sous un toit, attention aux ombres portes. Il ne faut pas le mettre trop bas non plus : il

est recommand de le placer le plus haut possible pour rendre le vol difficile.

Autre avantage de ce chssis : quand le cabanon est inoccup, on peut plier le support vers

le mur afin de protger les modules de la pluie, ils nen dureront que plus de longtemps.

La batterie sera situe idalement dans une cave ou carrment au milieu du cabanon, c'est-

-dire cest possible dans un emplacement o lamplitude en temprature est la plus faible.

Le rgulateur sera fix sur un mur hauteur des yeux pour les contrles. Il doit tre situ

au plus prs de la batterie pour que la mesure de tension soit faible.

Londuleur ne servant qu la tlvision, il sera de petite taille et pourra tre plac prs de

celle-ci (rappelons quon lallume juste avant le tlviseur).

Figure 2.3. Chssis support de modules dans diffrentes positions [7]


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2.4.7. Cblage lectrique

Le schma lectrique global de linstallation est donn la figure 2.4.

Panneau solaire

Les trois panneaux ont leur ple ngatif commun ; une diode de blocage (si possible

Schottky 30 V/5 A) est monte dans la boite de raccordement dans laquelle on les met en

parallle.

Les deux lments de parasurtension Ps1 et Ps2 doivent tre connects une liaison

quipotentielle avec un seul point la terre. Un troisime lment de parasurtension peut tremont entre les bornes ngatives et positives des panneaux. Ici la partie distribution DC nest

pas relie la terre mais reste flottante.

Rgulateur

Le rgulateur contrle la charge par les panneaux et en dcharge coupe les rcepteurs

DC si la batterie descend en basse tension. Cest un rgulateur srie, cest pourquoi on ajoute

des diodes de blocage avec chaque panneau.

Figure 2.4. Cblage lectrique du cabanon


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Il faut contrler que la diode de blocage nest pas dj intgre au rgulateur dans les

spcifications du fabricant, auquel cas on ne doit pas en ajouter de supplmentaire.

Batterie

La batterie, entoure disolant du genre bonisolest monte dans un bac plastique (PVC

avec couvercle). Le bonisol sert de cale de batterie dans le bac et disolant thermique. le

couvercle de bac protge les bornes et empche leur accs. Les bac sont repercs en atelier

avec de gros trous gauche et droite sur les cts pour faciliter le cblage ; ces trous laissent

galement schapper les gaz ventuels.

Le fusible F1 protge la liaison aux panneaux et aux rcepteurs DC contre les courts-

circuits accidentels ; on choisira environ 1.5 fois le courant maximal possible (celui calcul

pour la sortie du rgulateur).

Le fusible F2 protge la liaison londuleur si celui-ci nest pas dj intgr lappareil.

Onduleur

Celui-ci est quip de son propre rgulateur larrtant lorsque la tension basse trop. Cest

pourquoi il est cbl directement la batterie et ne passe pas par la sortie dlestage du

rgulateur.

Le disjoncteur Di1 permet de dcoupler la sortie ; il peut tre remplac par un interrupteur

ou omis si londuleur a son propre interrupteur et sa propre protection. Dans le cas o le 220

VAC est utilis pour alimenter galement les lampes, on montera plusieurs disjoncteurs en

parallle si on dsire dcoupler les tages ou certaines partie de lhabitation.

Le reste du cblage en AC doit respecter les normes locales de distribution de l lectricit.

CONCLUSIONLe dimensionnement de linstallation photovoltaque est la recherche de lquilibre

entre la satisfaction de la demande nergtique exprime et la puissance installer tant de

point de vue des modules que les batteries.

A partir des asservissements prsents par les fournisseurs des composants

photovoltaques, nous avons slectionn les composants adapts notre dimensionnement.

Dautres configurations dinstallations seraient possibles avec dautres modules, batteries,

rgulateurs et onduleurs.


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REFERENCES BIBLIODRAPHIQUES

[1] : FOGELMAN & Rgis MONTLOIN, Installations Photovoltaques dans lhabitat

isol livre dit par : EDISUD, 1983.

[2] :http://www.areborenergie.fr/encyclopedie/index.php/Cat%C3%A9gorie:Installation_phot

ovolta%C3%AFque_autonome

[3]: www.algerie-monde.com

[4]: www.SolarAccess.fr

[5]:www.eco-sapiens.com

[6] : Simulation de la Position Apparente du soleil et Estimation des Energies solaires

Incidentes sur un Capteur plan pour la ville de Tlemcen en Algrie, Rev.

Energ.Ren.Vol.6(2003) 6976 par C.Zidani, F. Benyarou et B. Benyoucef.

[7] : Anne LABOURET et Michel VILLOZ, Energie Solaire Photovoltaque , livre dit

par : DUNOD), 2006.

Documents

Alimentation Electrique Dune Habitation Peu Frequentee