Réseau de distribution aérien Réseau de distribution aérien basse tension alimenté par basse tension alimenté par une énergie renouvelable: une énergie renouvelable:

Cas du SoleilCas du SoleilPar Marcel MENKAMContremaître des travaux d’énergie solaire B.P: 33 205-Yaoundé, CamerounTel: (+237) 97 26 75 45

Par Marcel MENKAM

INTRODUCTION GENERALELa demande en énergie au Cameroun est

insatisfaite et le taux d’accès à l’électricité reste encore très faible, de l’ordre de 15 à 20%, en outre l’accès à l’électricité dépasse à peine les 5% dans les zones rurales contre environ 50% dans les zones urbaines selon les rapports d’activité d’AES-Sonel.

L’énergie du soleil étant une énergie renouvelable ou non épuisable nous permet de produire de l’électricité sans avoir recourt au réseau national d’électricité. Notre objectif est de pouvoir créer une installation solaire photovoltaïque capable d’alimenter un nombre important de personnes dont l’accès au réseau électrique nationale est moins évident voir même impossible.

Ce travail permettra dans un premier temps de faire une étude sur cette énergie, tant sur le plan environnementale que économique, de connaitre les enjeux du solaire, installer un réseau de distribution basse tension.

Par Marcel MENKAM

Schéma de Principe

PRINCIPE DE FONCTIONNEMENT

Par Marcel MENKAM

Première Partie : ÉtudesCHAPITRE I:

ETUDE ENVIRONNEMENTALE

Avant toute réalisation dans le domaine technique, il est nécessaire d’effectuer une étude. Durant cette étude, nous avons relevé les valeurs des températures qui se situent un peu partout sur le territoire camerounais entre 20 et 28°C, l’insolation qui est entre 1200h/an et 2400h/an et l’élément le plus recherché de notre étude, l’irradiation moyenne entre 4kWh/j/m² et 6kWh/j/m² .

Toutes les zones au Cameroun peuvent accueillir une installation solaire au regard des conditions standards d’utilisation des composants photovoltaïque.

Par Marcel MENKAM

CHAPITRE 2 : ETUDES ECONOMIQUES

Pour une énergie donnée, calculer son prix nécessite de faire des hypothèses sur les taux d’intérêt, les futurs frais de maintenance, les durées d’utilisation de l’équipement (amortissement), etc.

Après une étude sur le terrain, au vu des données que nous avons pu recueillir, nous constatons qu’avec un groupe électrogène par exemple, 4 ans seulement suffisent pour couvrir la totalité de l’investissement prévu pour l’installation solaire photovoltaïque. L’hydroélectricité n’a malheureusement pas meilleur prix. Le réel problème ici est le fait que les individus estiment les dépenses sur une durée très réduite voir même sur l’instant.

Par Marcel MENKAM

CHAPITRE III : ETUDES COMPARATIVES

Nous savons tous que la construction des barrages hydroélectriques cause toujours de graves pertes matérielles, économiques, et même humaines pour prendre l’exemple du ressent barrage construit en chine avec La mort de plus d’une centaine de personnes, le déplacement de 1,5million de personnes sans l’aide de l’Etat, l’engloutissement de 15 villes et 116 villages

Le coût d’un tel barrage est très élevé ; avec le même montant, on construit des parcs solaires ayant une puissance double, sans toute fois provoquer une dégradation écologique ou humaine.

Par rapport aux autres sources d’énergies renouvelables, le solaire offre un avantage particulier : il est exploitable sur l’ensemble de la surface de la terre. Cependant, l’équipement de production doit être installé à proximité du lieu de consommation afin de minimiser les pertes. Ajoutons qu’il est totalement modulable : la taille des installations peut être facilement ajustée selon les besoins ou les moyens.

Par Marcel MENKAM

CONCLUSION PARTIE I:

Tous ces avantages font à ce qu’aujourd’hui, on ne devrait plus douter sur l’utilisation de l’énergie solaire pour produire de l’électricité car au delà du confort qu’elle apporte à son environnement, elle permet de résoudre le problème de pollution, réchauffement climatique et bien d’autres fléaux et manques crées par les autres sources d’énergie.

Par Marcel MENKAM

Deuxième partie :Production-Transport-Distribution

CHAPITRE I : PRODUCTION

Production de l’électricité

L’énergie solaire photovoltaïque est une énergie produite à partir du rayonnement solaire. La cellule photovoltaïque est un composant électronique qui est la base des installations produisant cette énergie. Elle fonctionne sur le principe de l’effet photoélectrique. Plusieurs cellules sont reliées entre-elles en associations parallèles et séries pour former un module solaire photovoltaïque, plusieurs modules sont regroupés pour former une installation solaire (ou champ de module). Cette installation produit l’électricité qui peut être consommée sur place ou alimenter un réseau de distribution comme c’est le cas ici.

Par Marcel MENKAM

Schéma de principe d’une installation solaire Photovoltaïque:

Par Marcel MENKAM

Les Panneaux solaires

Champ de modules solaires installés en STS

 Un panneau solaire photovoltaïque ou

encore module solaire photovoltaïque est un générateur d’électricité de courant continu constitué d’ensemble de cellules photovoltaïques reliées entre elles électriquement en parallèle et en série, qui sert de module de base pour les installations photovoltaïques et notamment les centrales solaires photovoltaïques.

Par Marcel MENKAM

Les Batterie

Le régulateur l’onduleur

Permettent d’emmagasiner une grande quantité d’énergie pour ensuite être consommée lorsque les modules ne peuvent plus produire de l’énergie.

Encore appeler contrôleur de charge, il Protège les batteries contre les surcharges et les décharges profondes

Transforme le courant continue produit par les modules solaire en courant alternatif pour la consommation.

Par Marcel MENKAM

Les Pertes: Les installations solaires

photovoltaïques présentent toujours des pertes selon l’environnement de l’installation des modules, la qualité du matériel utilisé, la distance entre la production et la consommation etc. certaines de ces pertes sont les suivantes :

Pertes de connexions  Pertes par dispersion de puissance nominale   Pertes par ombrage Pertes par température 

Ces pertes peuvent être réduites grâce a un bon dimensionnement

Par Marcel MENKAM

Par Marcel MENKAM

Détermination de la tension du générateur photovoltaïque

La tension du générateur photovoltaïque est déterminée en fonction de la puissance crête effective calculée. Les tensions standards sont de 12, 24 et 48 Volts.

Afin de disposer d'une tension et d'une puissance spécifiques à la sortie d'un générateur photovoltaïque, il est très souvent nécessaire de monter des modules en série et/ou en parallèle.

Dimensionnement des batteries le calcul de la capacité du système de stockage est donné par

Avec: N, le nombre de jours avec un ensoleillement insuffisant. Ec, la demande énergétique quotidienne exprimée en Wh/jour. Il s'agit de l'énergie nécessaire pour alimenter vos appareils électriques.U, la tension en Volt sous laquelle est installée le parc de batteries (12 V, 24 V, 48 V...)D, la profondeur de décharge maximum des batteries.

Par Marcel MENKAM

Dimensionnement du régulateur Le régulateur adéquat pour un générateur

photovoltaïque donné doit avoir une tension nominale identique à celle fournie par le panneau PV (12, 24 ou 48 volts).

Dimensionnement de l'onduleurLa tension d'entrée de l'onduleur doit être

identique à celle du générateur PV (12, 24 ou 48 volts).

Dimensionnement des câbles électriquesIl existe des abaques pour choisir la section des

conducteurs. Ce choix est fait en fonction du courant, de la tension nominale du système et de la longueur des câbles.

Par Marcel MENKAM

TRANSPORT+DISTRIBUTION

Le transport et la distribution respecteront la norme des transports et distribution des réseaux AES-SONEL.

néanmoins, il sera judicieux ici de minimiser les pertes par un dimensionnement un peu plus rigoureux du câble de transport et de distribution, de l’onduleur avec la capacité de couper le circuit si il y a un défaut sur la ligne pour une sécurité plus accentuée

Par Marcel MENKAM

TROISIEME PARTIE : REGLE D’INSTALLATION

Installation des panneaux solaire Les principales possibilités d’implantation

des panneaux sont :

Structure à plat sur toiture (SPT)Structure intégrée en toiture (SIT)Structure brise-soleil (SBS) Structure triangulée sol (STS) cas de notre étude

Par Marcel MENKAM

REGLE D’INSTALLATION (suite et fin)

Protection des systèmes photovoltaïques

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 (Surcharge, surtension, court-circuit). Cependant, il est fort possible que les composants du système aient déjà leurs propres protections. Dans ce cas il ne sera pas utile d'en rajouter.

Par Marcel MENKAM

CONCLUSION GENERALE

Arrivé au terme de ce travail, nous avons appris que l’utilisation de l’énergie du soleil pour produire de l’électricité apparait à ce jour comme une solution idéal pour sortir certaines populations du déficit énergétique que connait l’Afrique en générale et le Cameroun en particulier.

Nous pouvons ainsi affirmer que le gouvernement du Cameroun ainsi que les conservateurs d’environnement saint gagnerons beaucoup à l’utilisation de énergie solaire photovoltaïque. Il est donc judicieux de mettre sur pied des stratégies pour promouvoir le solaire dans notre pays.

Le système ainsi mis en place sera dimensionné en tenant compte du nombre d’utilisateur, la puissance demandé, du site sur lequel l’installation sera réalisée, etc... Il est surtout destiné aux zones rurales car dit-on « là où l’électricité passe, le développement suit ».

Par Marcel MENKAM

Merci pour votre aimable attention!