Ce mémoire traite de l’augmentation de puissance d’une centrale photovoltaïque connectée au réseau en Algérie, en utilisant le logiciel PVSyst pour des simulations de dimensionnement avant et après l’extension.
وزارة التعليم العالي والبحث العلمي
Ministère de l’Enseignement Supérieur et de la Recherche Scientifique
École Superieure De Technologies Industrielles
– Annaba –
المدرسة العليا للتكنولوجيات الصناعيــــة
-عنابة –
Departement du Second Cycle
FILIÈRE
Electrotechnique
MEMOIRE
Présenté en vue de l’obtention du diplôme d’Ingénieur d’État
Dimensionnement et simulation de l’augmentation de puissance d’une centrale PV raccordée au réseau
Spécialité
Production Electrique et Energie Renouvelables
Par
TALEB Abdelrahim
HAOUCHINE Lokmane
Sous la direction de/ Grade / Établissement d’affiliation
REKIK Badri MCB ESTI Annaba
ABDELBAKI Ali Ingénieur d’exploitation (Encadreur de stage) SKTM Sonelgaz
Devant le jury
Président :
DEKHANE Azzedine MCA ESTI Annaba
Examinateurs :
TEGANI Ilyes MCB ESTI Annaba
CHIHEB Sofiane MCB ESTI Annaba
Année / 2021
Abstract
Technological and industrial development as well as population growth have greatly increased the world’s demand for electricity. The latter is an important factor for national development. In fact, a large part of the world’s energy production, ensured by fossil sources, has led to global warming and increased pollution and depletion of conventional natural resources.
Accordingly, the use of renewable energies, especially photovoltaics, has become a necessity to boost the production rate of electricity from non-fossil, sustainable and non-polluting resources. To that end, research center’s main emphasis has moved towards working on the optimization of photovoltaic systems. The present work aims to provide the fundamental concepts of photovoltaic systems with the different equipment and materials existing in a grid connected photovoltaic power plant.
A presentation of the national program of renewable energy and energy efficiency, consolidated by a thorough case study of a real PV power plant in Algeria is offered, which exposed a considerable deficit in achieving the desired objectives caused by both economic and health crisis.
The increase in this power plant power was chosen as an objective. Therefore, the effectiveness of the proposed solution could be determined based on sizing simulations, using PVSyst software, before and after the extension of the power plant.
Keywords
Grid-Connected photovoltaic power plant, power increase, technical-economic study, PVSyst software.
Résumé
Le développement technologique et industriel ainsi que la croissance de la population ont considérablement contribué à augmenter la demande d’énergie électrique dans le monde, cette dernière est une factrice essentielle pour l’évolution des pays, et sachant que la grande partie de la production mondiale d’énergie assurée par les sources fossiles engendre le réchauffement climatique causé par l’émission des gaz à effet de serre, synonyme d’augmentation de la pollution et l’épuisement de ces ressources naturelles conventionnelles, le recours aux énergies renouvelables notamment le photovoltaïque est devenu une nécessité pour accroître le taux de production de l’énergie électrique à partir des ressources de type non-fossiles, durables et surtout non-polluantes.
Ce qui oblige les concepteurs et les centres de recherche à travailler sur l’optimisation des systèmes photovoltaïques.
Ce travail présente les concepts fondamentaux sur les systèmes photovoltaïques et les différents équipements et matériels existants dans une centrale photovoltaïque connectée au réseau, avec une présentation du programme national des énergies renouvelables et de l’efficacité énergétique consolidée par une étude approfondie de cas réel d’une centrale PV en Algérie, a fait apparaître un déficit considérable de réalisation des objectifs prévus causé par une double crise économique et sanitaire.
L’augmentation de puissance de cette centrale sera choisie comme objectif, et à partir de l’étude technico- économique basée sur les simulations de dimensionnement sous environnement PVSyst avant et après l’extension, nous pouvons juger l’efficacité de la solution proposée.
Mots Clés
Centrale PV connecté au réseau, Augmentation de puissance, Etude technico-économique, logiciel PVSyst.
Introduction Générale
Le développement technologique et industrielle ainsi que l’évolution de la population ont considérablement contribué à accroître la demande d’énergie dans le monde, cette dernière est un facteur essentiel pour l’évolution des sociétés humaines, c’est-à-dire que l’augmentation de sa production est synonyme d’amélioration de la qualité de vie et de création de richesse.
Elle est devenue une forme d’énergie indispensable par sa souplesse d’utilisation et par la multiplicité des domaines d’activité où elle est appelée à jouer un rôle plus important.
En effet, les besoins énergétiques des sociétés industrialisées ne cessent d’augmenter. Par ailleurs, les pays en voie de développement auront besoin de plus en plus d’énergie pour mener à bien leur sécurité énergétique et son développement.
De nos jours, une grande partie de la production mondiale d’énergie est assurée à partir de sources fossiles. La consommation de ces sources donne lieu à un problème inévitable de réchauffement climatique causé par l’émission des gaz à effet de serre et donc une augmentation de la pollution, en plus, l’épuisement de ces ressources naturelles conventionnelles qui peuvent être mieux exploitées dans d’autres secteurs.
Il est techniquement et économiquement possible de faire des efforts importants pour réduire les activités humaines qui influencent négativement sur le climat et l’environnement. En effet, une des possibilités consiste à accroître le taux de production de l’énergie électrique à partir des ressources de type non-fossiles, durables et surtout non polluantes.
Poussée par un contexte favorable (volonté politique, intérêt économique…), la production décentralisée à base des énergies renouvelables se développe dans de nombreux pays. Ces nouvelles énergies offrent la possibilité de produire de l’électricité proprement et surtout dans une moindre dépendance, à condition d’accepter leurs fluctuations naturelles et parfois aléatoires.
Aujourd’hui, l’énergies solaire, notamment le photovoltaïque, est l’énergie dont le taux de croissance est le plus élevé. L’évolution de leur utilisation au niveau résidentiel et industriel est fortement considérable. La production électrique par le photovoltaïque devient de plus en plus compétitive car elle est inépuisable, notamment avec le développement technologique des semiconducteurs et le rendement croissant des cellules photovoltaïques.
Sans aucun doute, l’énergie solaire est un grand atout pour notre payé. En effet, l’Algérie possède un des grands gisements solaires du bassin méditerranéen. Avec plus de deux millions de km² de superficie, l’Algérie reçoit quotidiennement une très grande quantité d’ensoleillement pour produire un maximum d’énergie.
C’est pour cela que le gouvernement algérien a met un programme national en 2021 qui envisageait 40% de la production nationale à l’horizon de 2030 à base des énergies renouvelable avec même des plans pour l’exportation énergétique.
Cependant, à cause de la crise économique et sanitaire (COVID-19), l’Algérie, comme tous les pays du monde a enregistrée un retard considérable pour atteindre ces objectifs d’investissements dans le domaine d’implantation des centrales PV.
La nouvelle vision de planification et développement à donner naissance à une toute nouvelle ministère dédiée aux énergies renouvelables et développement durable, ce qui nous encourage de reprendre les défis avec un nouveau souffle pour le PNEREE (programme nationale des énergie renouvelable et d’efficacité énergétique).
Par conséquent, et prenant en considération toutes les contraintes, la réflexion à une solution technico-économique pour aider à la réalisation du programme national déjà mentionné à moindre coût est indispensable et devient une préoccupation du gouvernement ainsi que pour les centres de recherche.
Dans ce travail, nous proposons une étude d’extension (augmentation de puissance) d’un cas réel d’une centrale photovoltaïque à savoir oued el Kebrit 15 MWc comme une des solutions qui répond aux critères et exigences de la situation actuelle.
Le présent mémoire est structuré comme suit :
Le premier chapitre est introductif, il va s’occupe de toutes les généralités sur l‘énergie solaire. Nous présentons un état de l’art sur l’énergie solaire photovoltaïque ainsi que les différents systèmes qui sont actuellement établis dans la pratique.
Le deuxième chapitre est composé de deux parties principales. Premièrement, nous allons aborder le Programme National De Développement Des Energies Renouvelables Et De L’Efficacité Energétique, tout en précisant les objectifs et les réalisations jusqu’aujourd’hui. Ensuite, nous allons consacrer l’étude sur un de ces réalisations qui est la centrale photovoltaïque Oued EL Kebrit
Et en fin le troisième chapitre, est consacré aux simulations approfondies pratiques avec le logiciel PVSyst présentant des résultats précises et assez d’information utiles pour notre étude comparative entre l’état actuelle de la centrale photovoltaïque et future avec augmentation de puissance.