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    26-Jun-2015

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Intgration dun systme dnergie hybride sur les sites GSM de Millicom Tchad

SOMMAIREINTRODUCTION ................................................................................................................................ 1 I.ANALYSE DU BESOIN ............................................................................................................... 2 1. Mission...................................................................................................................................... 2 2. Reformulation du besoin........................................................................................................... 2 3. Bibliographie............................................................................................................................. 2 II.ANALYSE DE LEXISTANT...................................................................................................... 3 III. PRESENTATION DU SYSTEME DENERGIE HYBRIDE.................................................... 5 1. tude structurelle du systme .................................................................................................... 5 2 .Etude fonctionnelle ................................................................................................................... 7 2.1 Le chargeur/convertisseur Victron.......................................................................................... 7 2.2. DC LINK BOX (Botier de liaisons DC)............................................................................... 9 2.3. Le module BMV-60D ............................................................................................................ 9 2.4. Le Groupe lectrogne........................................................................................................... 9 2.5. Les panneaux solaires ............................................................................................................ 9 V.DIMENSIONNEMENT DU SYSTEME DENERGIE HYBRIDE .......................................... 10 1. Etude de la demande nergtique des sites : Cas de site de KLEMAT .................................. 10 2-Estimation de lensoleillement ................................................................................................ 12 3. Calcul des batteries ................................................................................................................. 14 3. Dimensionnement des panneaux solaires .............................................................................. 16 4-Choix du systme convertisseur -chargeur et du groupe lectrogne .................................... 17 VI-ETUDE TECHNICO-ECONOMIQUE .................................................................................... 18 1- Systme existant .................................................................................................................... 18 2-Systme hybride ...................................................................................................................... 18 VI-ETUDE COMPAREE DES DEUX SYSTEMES ..................................................................... 20 CONCLUSION............................................................................................................................... 22

Etude ralise par NGUEADOUM OUANGAR&TOGOUMAS DJIDENGAR

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Intgration dun systme dnergie hybride sur les sites GSM de Millicom Tchad

INTRODUCTIONMillicom Tchad est une entreprise de tlphonie mobile du Groupe Millicom International Cellulars. Elle est cre en 2005.Elle dispose de plus de cent quatre-vingt sites dans lesquels sont implantes ses antennes. Comme dans toute entreprise, la continuit de service fait aujourdhui partie des stratgies mises en place pour assurer la disponibilit des infrastructures de linformatique et de lactivit principale. Ainsi, pour la continuit de son service: pour une meilleure disponibilit oprationnelle en nergie de son rseau GSM, Les sites de Millicom Tchad disposent dun systme dalimentation en nergie lectrique fonctionnant en normal secours. Cest un systme compos de deux groupes lectrognes en redondance passive. Pour les zones urbaines, ces deux groupes lectrognes sajoute une source du rseau public de distribution dnergie lectrique. Mais il savre que ce systme est polluant et ncessite beaucoup de maintenance. Cest dans cette optique quil devrait tre remplac par un systme hybride dnergie. Ainsi, il nous a t confi ltude de faisabilit de limplantation de ce systme sur les sites de Millicom Tchad. Vous trouverez dans ce document tenant lieu du rapport dtude, lanalyse du systme existant, ltude structuro-oprationnelle,le dimensionnement et le choix technologique du systme hybride et enfin ltude technico-conomique .

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I.ANALYSE DU BESOIN1. MissionIntgration du systme dnergie hybride sur les sites de Millicom Tchad

2. Reformulation du besoinIl sagit dans ce travail dtudier la faisabilit de mise en place du systme dnergie hybride sur les sites de Millicom Tchad. Ltude des contraintes techniques et conomiques du systme hybride sera faite minutieusement afin de vous aider dans le choix de mise en place de ce systme. Lestimation moyenne de la demande nergtique des sites nous sera utile dans le choix des composants des installations du systme hybride. En fin La description de la structure oprationnelle et des particularits techniques du systme hybride vous permettra de mieux lapprhender et de le juger.

3. BibliographieNous nous sommes rfrs aux fournisseurs suivants pour faire notre tude www.victronenergy.com www.atersa.com Et les schmas sont faits avec VISIO

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II.ANALYSE DE LEXISTANTLe systme dnergie existant comprend deux gnrateurs comme secours en redondance passive. Chaque gnrateur fonctionne 12 heures de temps en cas de perte du secteur. Mais en cas dindisponibilit de toutes ces trois sources, les batteries rechargeables ayant une autonomie de quatre heures de temps, prennent la relve pour alimenter la BTS. La BTS ne fonctionne quavec du continu (48 V). Les batteries sont charges par un systme, EMERSON Network Power comportant des redresseurs. Le schma de puissance expliquant le principe de fonctionnement des sources se prsente comme suit :

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Arrive Gnrateur1(3P+N)N L1 L2 L3

Arrive Gnrateur 2(3P+N)

Arrive Secteur(3P+N)

KM1

KM2

KM3

KM4

Utilisation

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26/08/2008 Schma de puissance Dssin par NGUEADOUMOUANGAR

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III. PRESENTATION DU SYSTEME DENERGIE HYBRIDE 1. tude structurelle du systmeLe systme dnergie hybride est compos dun ensemble chargeur /redresseur /batteries, dun groupe lectrogne et dun panneau solaire. Il consiste donc faire fonctionner denviron 08 10 heures le groupe lectrogne pendant la priode de pointe dnergie. Ce qui est suffisant comme temps pour charger les batteries qui prennent le relais pendant la priode creuse denviron 12 14 h. Dans le but de diminuer la dure de fonctionnement du groupe lectrogne, le systme peut-tre coupl un gnrateur solaire de type photovoltaque. Le systme comprend aussi des accessoires suivants: Un module de gestion dalarmes V.net Panel System monitoring Un module de monitoring des batteries BMV-60D Un DC distribution Un DC link box Bref, le systme dnergie hybride allie la technologie des panneaux solaires une ou plusieurs sources de production dlectricit et comprend aussi les accumulateurs. Il se caractrise par : Une utilisation longueur danne Une demande dnergie> 2.5 Kwh/j Un groupe lectrogne dj en place Une trs faible tolrance aux interruptions Larchitecture dudit systme est prsente la page suivante.

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AC BOX HORLOGESignal de mise en marche force batterie low

Entre AC alimentation

RJ45

Sortie AC vers AC BOX

Batterie - connexion

Puissance Entre N,L1,L2,L3Signal pour marche 12 et stop 12 h

Batterie + connection

DC LINK BOX

Panneaux photovoltaques

Groupe lectrogne

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Schma de branchement du systme hybride

02/09/2008Dessin par NGUEADOUM OUANGAR

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2 .Etude fonctionnelle 2.1 Le chargeur/convertisseur Victron2.1.1. Principe de fonctionnement Il assure de nombreuses fonctions : il runit un convertisseur sinusodal puissant, un chargeur sophistiqu technologie de charge adaptative et un commutateur de transfert de sources rapide. En plus de ces fonctions de base, le chargeur/convertisseur offre un nombre de caractristiques avances dcrites ci-dessous, qui ouvrent la voie vers des applications nouvelles : Alimentation AC ininterrompue (Fonction ASI)

En cas de coupure du secteur ou du groupe, le convertisseur/chargeur Victron reprend automatiquement l'alimentation du rseau raccord en sortie. Ce transfert est si rapide que des rcepteurs lectroniques sensibles raccords ne seront pas perturbs. Chargeur auto adaptatif 4 tapes et 2 sorties

Le Chargeur/convertisseur Victron dispose de deux sorties de charge. La sortie principale fournit une charge adaptative 4 tapes, chaque cycle de charge sajustant avec prcision aux besoins rels de la batterie. Ni trop, ni pas assez. La 4me tape, dite de veille, est spcialement destine au maintien en bonne condition des batteries, notamment pendant de longues priodes dinactivit. La surveillance de la temprature et la mesure directe de la tension aux bornes de la batterie sont standard et contribuent galement une meilleure longvit de la batterie. La deuxime sortie de petite puissance fournit une tension de maintien et est destine une batterie auxiliaire, gnralement de dmarrage.

Alimentation Entre Sortie alimentant la borne positive de la batterie

Sortie alimentant la borne ngative de la batterie

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Possibilit de fonctionnement en parallle et de phases multiples

Pour avoir une grande puissance, il est possible de raccorder ensemble plusieurs convertisseurs/chargeurs .Ceci permet dadditionner leur puissance respective. La mise en parallle seffectue laide dun cordon spcial. En dehors du fonctionnement en parallle, les convertisseurs/chargeurs raccords ensemble peuvent tre configurs pour fournir ensemble une tension triphase. PowerControl La fonction PowerControl du Phoenix convertisseur/chargeur est de rduire automatiquement le courant de charge quand le groupe risque est trop charg suite la demande croissante des autres consommateurs. Il tient donc compte des autres consommateurs et n'utilise que le courant restant pour charger la batterie. PowerAssist

La fonction PowerAssist donne une dimension supplmentaire au principe du PowerControl. Si la demande dpasse la capacit du groupe lectrogne ou du secteur, le convertisseur/chargeur prend un complment d'nergie dans les batteries et l'ajoute en sortie. Il est ainsi possible de faire face momentanment des intensits de pointe suprieures la puissance d'un groupe ou du secteur. Lorsque la puissance demande diminue, l'excdent est utilis pour recharger les batteries. En connectant plusieurs units en parallle, cette fonction de fourniture supplmentaire peut tre adapte pratiquement toutes les puissances dsires. 2.1.2. Configuration du convertisseur Chargeur Le convertisseur/chargeur peut tre connect lordinateur pour effectuer certaines configurations. La connexion se fait avec un cble UTP RJ45 et linterface MK2 sur le port serial de lordinateur. Trois principales configurations peuvent tre effectues : Configuration gnrale Avec cette configuration, on peut dfinir le type de tension quon veut avoir la sortie du convertisseur/chargeur. On peut aussi dfinir la frquence de linstallation lectrique et les sensibilits vis--vis des variations de la dernire. Configuration du convertisseur

Elle permet de dfinir la tension de sortie du convertisseur et les limites de son fonctionnement. Elle permet aussi dactiver la fonction PowerAssist. Configuration du Chargeur

Elle permet de paramtrer le fonctionnement et larrt du chargeur, de choisir la courbe de charge des batteries, dactiver ou de dsactiver la compensation du facteur de puissance.

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2.2. DC LINK BOX (Botier de liaisons DC)Le botier de liaisons DC runit en seul coffret toutes les protections primaires, de surveillance et de mesure. Simple monter, il comprend : 4 Mega-fusibles (2 x 300A, 1x 200A, 1 x 100A) et un fusible moyen (60A). Interchangeables selon les besoins, les Mega-fusibles sont disponibles de 100 500 ampres, les moyens de 30 125 ampres Shunt de 500A/50mV Bouton de test avec LED pour les 5 fusibles et LED d'avertissement de polarit Connexions protges par fusible pour sonde de tension du chargeur de batterie et pour contrleur de batterie BMV-501 Connexions protges par fusible pour commande d'un coupe-batterie, contrlable par tableau ESP Prises RJ 11 et RJ45 pour raccordements tableau ESP

2.3. Le module BMV-60DLe contrleur de batterie BMV-60D est un excellent outil pour grer lnergie des batteries. Il fournit - entre autres - des informations prcises sur la tension, les courants et la capacit relle. Le systme VE.Net comprend lui aussi un module contrleur de batterie permettant daccder et dafficher ce type dinformations.

2.4. Le Groupe lectrogneCest un gnrateur dnergie .Il fournit une source de tension alternative. Il renferme un moteur thermique qui fournit de lnergie mcanique en brlant le combustible et dun alternateur qui permet de convertir lnergie mcanique en nergie lectrique.

2.5. Les panneaux solairesCest un gnrateur du courant continu du type photovoltaque. Il convertit les rayonnements solaires en nergie lectrique (DC).

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V.DIMENSIONNEMENT DU SYSTEME DENERGIE

HYBRIDE

1. Etude de la demande nergtique des sites : Cas de site de KLEBMATAvant de procder au dimensionnement du systme hybride, il nous faut faire le bilan de puissance pour connatre la demande nergtique des sites. Le cas de bilan de puissance cidessous est celui du si...