Principe de fonctionnement de la cellule photovoltaïque

Principe de fonctionnement de la cellule photovoltaïque

Module et panneau photovoltaïque :

Le module ou le panneau photovoltaïque est un ensemble de cellules photovoltaïques qui sont assemblées, électriquement, soient série et/ou en parallèle pour produire des tensions et/ou des courants plus élevés. Les modules photovoltaïques se composent par des cellules photovoltaïques liées entre elles. Ces modules peuvent former une unité d’un panneau photovoltaïque complet. Les panneaux photovoltaïques incluent plus d’un module de PY assemblé comme unité pré câblée et peut s’installer sur place. Il est l’unité génératrice de puissance complète. [6] Pour que l’électricité générée soit utilisable pour nos applications électriques, il est donc nécessaire d’associer entre elles un grand nombre de modules. Les modules (généralement présentés sous forme de panneaux) sont constitués d’un certain nombre de cellules élémentaires placées en série afin de rendre la tension à lasortieutilisable. Ces modules sont ensuite associés en réseau (série-parallèle) de façon à obtenir les tensions/courants désirés. Le assemblages sont définit comme suit : I.4.1 : Assemblage en série Une association de (Ns) cellules en série permet d’augmenter la tension du générateur photovoltaïque. Les cellules sont alors traversées par le même courant et la caractéristique résultant du groupement série est obtenue par addition des tensions élémentaires de chaque cellul Regroupement en parallèle Une association parallèle de (NP) cellules est possible et permet d’accroitre le courant de sortie du générateur ainsi créé. Dans un groupement de cellules identiques connectées en parallèle, les cellules sont soumises à la même tension et la caractéristique résultante du groupement est obtenue par addition des courants On utilise généralement ce type d’association pour en tirer une tension importante puisque l’association en série des photopiles délivre une tension égale à la somme des tensions individuelles et un courant égal à celui d’une seule cellule. Ce qui peut être généralisé sur une gamme de Ns modules solaires en série. Ce genre de groupement augmente le courant. Afin d’obtenir des puissances de quelques kW, sous une tension convenable, il est nécessaire d’associer les modules en panneaux et de monter les panneaux en rangées de panneaux série et parallèle pour former ce que l’on appelle un générateur photovoltaïque

Système de conversion d’énergie:

Un générateur photovoltaïque délivre une tension continue. Pour fournir une tension continue ou alternative à une charge on dispose entre le générateur PV et la charge un convertisseur d’énergie continu-continu (Hacheur) ou continu-alternatif (Onduleur) [9]. L’onduleur est généralement associé à un redresseur qui réalise la transformation du courant alternatif en courant continu et dont le rôle sera de charger les batteries et d’alimenter le circuit en continu de l’installation en cas de longue période Chapitre I Présentation des systèmes photovoltaïques Page 15 sans soleil. [9].L’onduleur solaire joue un rôle crucial dans les installations de production d’énergie solaire. Il est en effet l’appareil qui sert de passerelle entre le système photovoltaïque et le réseau électrique, qu’il s’agisse d’un montage résidentiel ou d’une centrale électrique. [13] I.5.1. : Convertisseur continu-continu (DC-DC) : Un convertisseur de tension continue DC/DC est un module (ou mini module) générateur tension de sortie régulée, isolée de la tension d’entrée. Ce type de convertisseur est destiné à adapter à chaque instant l’impédance apparente de la charge à l’impédance du générateur PV correspondant au point de puissance maximal. Ce système d’adaptation est couramment appelé MPPT. Son rendement se situe entre 90 et 95%. Ce système à deux inconvénients pour un générateur PV de faible puissance : – Prix élevé. – Gain énergétique annuel par rapport à un système moins complexe (cas d’une régulation de la tension) n’est pas important. Il existe plusieurs types des convertisseurs DC-DC. Parmi lesquels, on présente le principe des trois types de convertisseurs à découplage (dévolteur, survolteur et mixte), utilisés fréquemment dans les systèmes photovoltaïques pour générer les tensions et les courants souhaités ainsi que pour l’adaptation des panneaux solaires avec différentes charges. [13] I.5.2. : Convertisseur continu-alternatif (DC-AC) Un onduleur (DC-AC) est un dispositif permettant de transformer en alternatif une énergie électrique de type continue. Ils sont utilisés en électrotechnique pour : – Soit fournir des tensions ou courants alternatifs de fréquence et amplitudes variables. – Soit fournir une ou des tensions alternatives de fréquence et d’amplitude fixes. On distingue les onduleurs de tension et les onduleurs de courant, en fonction de la source d’entrée(source de tension ou source de courant). La technologie des onduleurs de tension est la plus maîtrisée et est présente dans la plupart des systèmes Chapitre I Présentation des systèmes photovoltaïques Page 16 industriels, dans toutes les gammes de puissance (De quelques Watts à plusieurs MW).

Table des matières

Introduction général
Chapitre I Présentation des systèmes photovoltaïques
I.1. L’énergie solaire :
I.2.Rayonnement solaire
I.2.1. Différents types de rayonnement
I.2.1.1. Le rayonnement direct
I.2.1.2.Le rayonnement diffus
I.2.1.3. Le rayonnement solaire réfléchi ou l’albédo du sol :
I.2.1.4. Le rayonnement global
I.2.2. Spectre du rayonnement
I.2.3.Durée d’insolation
I.3.1.Semi-conducteur
I.3.2. La jonction P-N
I.3.4. : Principe de fonctionnement de la cellule photovoltaïque
I.3.5. : Les différentes technologies des cellules solaires
I.3.5.1. : Cellules monocristallines:
I.3.5.2. : Cellules poly cristallines: (ou multi cristallines
I.3.5.3. : Cellules amorphes:
I.3.5.4. : Cellules en couches minces
I.4.1 : Assemblage en série
I.4.2 : Regroupement en parallèle
I.4.3 : Regroupement (série et parallèle
I.5.1. : Convertisseur continu-continu (DC-DC)
I.5.2. : Convertisseur continu-alternatif (DC-AC
I.5.2.1 : les onduleurs autonomes :
I.5.2.2 : les onduleurs non autonomes :
I.6. : Systèmes photovoltaïques
I.6 .1. : Système photovoltaïque autonome :
I.6.2. :Système photovoltaïque raccordé au réseau
I.6.3. :Système photovoltaïque de pompage d’eau
I.7. Secteurs d’application
I.7.6 : Système photovoltaïque de pompage d’eau
I.7.6.1 :Qu’est-ce que le pompage solaire
I.7.6.2 : Les composants d’un système de pompage photovoltaïque
Chapitre II Présentation de la zone d’étude
II.1.Présentation de la région
II.2. Étude climatique de la région
II.2.1.Température
II.2.3. Humidité relative :
II.2.4. vent
II.2.5.Précipitations :
II.2.6.L’insolation
II.2.7. Evaporation et évapotranspiration :
II.2.7.1. Méthode de calcul d’évapotranspiration :
v Formule de Turc [22
v Méthode de Thortwaite
v Formule de Baney-Criddle :
II.3. Etude du sol de la parcelle d’essai
II.3.1 Analyse physique
II.3.1.1. Analyse granulométrique :
II.3.1.2. Densité apparente
II.3.1.3. Humidité équivalente
II.3.2. Les analyses chimiques du sol
II.4. L’eau d’irrigation
II.4.1. Qualité des eaux d’irrigation :
I.4.1.1. Conductivité électrique
II.4.1.2. pH des eaux
Chapitre III Techniques de pompage solaire et Irrigation Aucune entrée de table des matières n’a été trouvée.
Chapitre IV Dimensionnement du Système de Pompage Photovoltaïque pour
l’irrigation
IV.1.Besoin en eau des cultures:
IV.1.1Besoins en eau traditionnels
IV.1.2.Besoins réduits :
IV.1.2.1. Paramètres de la micro irrigation
IV.1.2.2.Dose d’arrosage :
IV.2. Dimensionnement du réseau
IV.2.1.Dimensionnement des rampes et porte rampes
IV.2.2.Dimensionnement de la tête morte et calage de la cote du réservoir:
IV.2.3. Dimensionnement du réservoir :
IV.2.4.Dimensionnement de la conduite de refoulement
IV.3.Calcul de la hauteur manométrique totale
IV.4. Dimensionnement de la station de pompage :
IV.4.1 choix de la pompe :
IV.4.2.Convertisseur DC/AC (onduleur)
IV.4.3. Diagramme d’un système du pompage photovoltaïque :
IV.4.4 Taille du générateur PV
IV.4.4.1.Nombre de modules
IV.4.4.2.Nombre de modules en série
IV.4.4.3.Nombre de module en parallèle
IV.4.5.Correction de la puissance crête
IV.5.Analyse économique des systèmes de pompage photovoltaïque
IV.5.1. Evaluation le cout globale actualisé du 1 m³ d’eau pompé
IV.5.2. L’énargie conssomé par la pompe
Conclusion général

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