L'énergie solaire photovoltaïque

L’énergie solaire photovoltaïque

GENERALITES SUR L’ENERGIE SOLAIRE PHOTOVOLTAIQUE

Contexte actuel de l’énergie solaire

En raison du développement rapide, les exigences de confort, une plus grande mobilité et une population mondiale croissante, la consommation d’énergie augmente énormément année par année. Dans le scénario actuel, les combustibles fossiles comme le charbon, le pétrole et le gaz, jouent le rôle primordial pour satisfaire la demande d’énergie. La pollution de l’environnement est également un problème sérieux aujourd’hui en raison de l’utilisation massive de combustibles fossiles. Pour réduire la pollution et sauver l’environnement, les technologies d’énergies renouvelables ont un bon potentiel de satisfaire la demande énergétique mondiale. On sait que parmi les sources d’énergie renouvelables, l’énergie solaire est une des sources d’énergie fiables et prometteuses dans la plupart des pays. Afin de convertir l’énergie solaire dans des formes d’énergie utilisables pour les besoins humains il y a plusieurs voies thermodynamiques. En général, la chaleur, l’énergie cinétique, l’énergie électrique et l’énergie chimique peut être fournie par l’intermédiaire de la conversion de l’énergie solaire.

Le statut mondial de la technologie de l’énergie solaire photovoltaïque

Les données de production à l’échelle mondiale pour les cellules solaires en 2010 varient entre 18 et 27 GW. Depuis 2000, la production totale de PV a augmenté presque par deux ordres de grandeur, avec des taux de croissance annuels entre 40% et 90%. De 2008 à 2011, le prix du système PV de l’électricité a été signalé une diminution de 40%. Pour cette date, il a été rapporté que la consommation mondiale d’électricité va augmenter à 2,4 % par an jusqu’en 2030. Comme la technologie matérielle de PV est développée, l’utilisation de l’énergie solaire dans le monde augmente aussi rapidement d’année par année. Les matériaux monocristallins et de silicium couvrent 80% du marché de PV tandis que les matériaux en couches minces augmentent rapidement .

L’effet photovoltaïque

Le fonctionnement de la cellule PV est basé sur un phénomène physique appelé l’effet photovoltaïque. La Figure 6 illustre la coupe d’une cellule PV. Une cellule PV est réalisée à partir d’un matériau semi-conducteur (par exemple le silicium). Sa réalisation est comparable à une diode classique. La cellule est composée de deux différentes couches. La couche supérieure est dopée N et la couche inférieure est dopée P créant ainsi une jonction PN. Cette jonction PN crée une barrière de potentiel. Lorsque les grains de lumière (les photons) heurtent la surface de ce matériau, ils transfèrent leur énergie aux atomes de la matière. Ce gain d’énergie libère des électrons de ces atomes, créant des trous et des électrons. Ceci engendre donc une différence de potentiel entre les deux couches. Cette différence de potentiel crée un champ E qui draine les porteurs libres vers les contacts métalliques des régions P et N. Il en résulte alors un courant électrique et une différence de potentiel dans la cellule PV.

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Table des matières

Introduction
Chapitre I : Généralités sur l’énergie solaire photovoltaïque
1. Contexte actuel de l’énergie solaire
2. Le statut mondial de la technologie de l’énergie solaire photovoltaïque
3. L’effet photovoltaïque
4. Caractéristique électrique – Modélisation
5. Les technologies
5.1. Matériaux cristallins
5.2. Couches minces
5.3. MATERIAUX ORGANIQUES
6. Le module PV
6.1. Mise en parallèle / série
6.2. Conception d’un module
6.3. La diode by-pass
6.4. La sécurité contre-courant
7-Les systèmes photovoltaïques
8-Les topologies de champs
8.1. L’onduleur central
8.2. L’onduleur « rangée »
8.3. Les autres topologies
Chapitre II : Etude d’un système PV couplé au réseau à l’EST de Meknès/Fès
1-Potentiel photovoltaïque à l’EST de Fès
2- Schéma synoptique de l’installation
3- Puissance de l’installation
4-Principaux résultats de la simulation
5-Bilan Consommation/Production à l’EST de Fès
6- Description du projet PROPRE.MA
7- Validation du projet PROPRE.MA Meknès
7 .1. Introduction du site géographique
7.2. Le Project design
7.3. Choix du panneau photovoltaïque
7.4. Choix de l’onduleur
7.5. Simulation et résultats
CONCLUSION