• Conception photovoltaïque
• Conception éolien

La conception d'un projet photovoltaïque exige une analyse précise et rigoureuse de la situation et des données. Il est conseillé de demander l’aide d’un spécialiste même si l'on souhaite concevoir soi-même le projet. Néanmoins, les étapes ci-dessous vous présentent de façon globale la démarche à suivre pour concevoir un système photovoltaïque autonome.

• ÉTAPE 1 : Déterminer la consommation électrique totale.
• ÉTAPE 2 : Évaluer la ressource solaire.
• ÉTAPE 3 : Définir le type de systèmes à installer.
• ÉTAPE 4 : Déterminer la puissance photovoltaïque requise pour l'installation.
• ÉTAPE 5 : Déterminer la capacité de la batterie.
• ÉTAPE 6 : Déterminer la taille du régulateur.
• ÉTAPE 7 : Déterminer la puissance de l’onduleur.
• ÉTAPE 8 : Déterminer le câblage et les protections.
• ÉTAPE 9 : Estimer les pertes réelles de l’ensemble du système.

ÉTAPE 1: Déterminer la consommation électrique totale.

La consommation électrique d’une application est la quantité d’électricité en courant continu que consomment tous les appareils électriques en présence durant une journée (24 heures). C'est cette quantité d'énergie que le système devra délivrer à l’application pour faire fonctionner les appareils, quelques soient les conditions. Elle peut s’exprimer en Wattheures (Wh/j) ou en Ampère-heures par jour (Ah/j).

Pour en savoir plus / Types de charge

ÉTAPE 2: Évaluer la ressource solaire.

Vérifier que votre site ne pose pas de contraintes d'implantation du système (ombrage, accès difficile au site, etc...).  Recueillir les données climatiques suivantes du lieu grâce à la station météo de la localité :

• L'ensoleillement minimal journalier
• Les températures ambiantes moyennes et extrêmes en °C
• La latitude du lieu

Plus l’ensoleillement est élevé et la température moyenne clémente, plus votre site sera propice à l'exploitation du photovoltaïque.

Pour en savoir plus

ÉTAPE 3  : Définir le type de systèmes à installer.

Trois possiblités de systèmes vous sont présentés ci-dessus, mais dans ce présent chapitre nous traitons uniquement le système autonome, les deux autres étant des variantes.

ÉTAPE 4 : Déterminer la puissance photovoltaïque requise pour l'installation.

La puissance photovoltaïque requise est la puissance que doit fournir l'ensemble des panneaux photovoltaïques (champ photovoltaïque) pour couvrir le besoin en énergie électrique de votre application, quelques soient les conditions. Elle se calcule par rapport à la consommation électrique totale, l'ensoleillement journalier, et l'efficacité des composants du système (batterie, panneau PV, onduleur, câbalage etc...).

Pour en savoir plus/ Exemple de calcul

ÉTAPE 5 : Déterminer la capacité de la batterie

La batterie tient un rôle très important dans un système photovoltaïque autonome car elle stocke l'énergie et la restitue lorsque l’application le nécessite. Il est donc important de bien déterminer sa taille et sa capacité à partir des paramètres suivants :

Pour en savoir plus / Types de batteries

ÉTAPE 6 : Déterminer la taille du régulateur

Le régulateur protège la batterie contre la surcharge de courant provenant du panneau PV et la décharge profonde engendrée par le consommateur. Voici les paramètres essentiels à connaitre :

Pour en savoir plus / Types de régulateurs

ÉTAPE 7 : Déterminer la puissance de l’onduleur

Lorsque l'application se compose d'appareils fonctionnant en électricité alternative (AC), il faut convertir l'électricité continue que produisent les panneaux PV, en électricité alternative compatible et utilisable par ces appareils. Dès que le nombre d'appareils est important, il est avantageux de choisir un onduleur performant. Le choix de l'onduleur est fonction des paramètres suivants :

Pour en savoir plus / Types d'onduleurs

ÉTAPE 8 : Déterminer le câblage et les protections

Dans cette étape, le choix des types de câbles électriques nécessaires à l'interconnexion des composants doit être entrepris de façon efficace pour maintenir la fiabilité et le bon rendement du système. Des abaques (fiches techniques) sont proposés pour déterminer la bonne section de câble. En général, les fils conducteurs de ces systèmes sont en cuivre et dimensionnés pour produire idéalement 1% sinon au maximum 3% de perte en tension dans le câblage.

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 (Surtension, surcharge, fuite de courant, absence momentanée de tension, court-circuit). Cependant, il est fort possible que les composants du système aient déja leurs propres protections, dans ce cas il ne sera pas utile d'en rajouter.

ÉTAPE 9 : Estimer les pertes réelles de l’ensemble du système

Bien que l'on tienne compte des rendements propres à chaque composant lors de la conception du système, il est important d'estimer aussi les pertes occasionnées dans les fils conducteurs entre chaque composant pendant le fonctionnement. En effet, tout conducteur mis en place dans une connexion électrique engendre des pertes dûes à une certaine résistance du conducteur au passage du courant. En fonction de ces pertes, il faudra réajuster la puissance totale du système.

La chute de tension dans un câble égale à :

• 2 représente les deux conducteurs + et -
• R est la résistance du conducteur à la température d'âme (Ω/m)
• L est la longueur de la liaison spécifiée (en m)
• I est le courant maxi traversant le conducteur de la liaison (en A)

Autre manière de calculer la chute de tension : ΔU = R x I où R = (ρ.2L) ÷ S

• R est la résistance du câble à la température de d'âme (en Ω)
• I est le courant maxi traversant le conducteur de la liaison (en A)
• ρ est la résistivité du matériau conducteur (en Ω.mm²/m)
• L est la longueur du conducteur (en m) x 2 (+ et -)
• S est la section du conducteur (en mm²)
  

On exige une chute de tension globale de 1% idéalement, sinon de 3%.

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