Etude, Conception et Réalisation d'un système de 135 kWc de pompage d'eau solaire Photovoltaïque à Babliyeh-Liban
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dossier, étude Feb 2017 ; 136 pages
Aut. Bader El Arab
Ed. Le CNAM - Paris LU - Beirut
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Résumé:
À l'ère du développement durable, la technologie photovoltaïque a montré son potentiel significatif comme une source d'énergie renouvelable.
Le besoin d'eau fait qu'un intérêt grandissant est porté sur l'utilisation des générateurs photovoltaïques comme une nouvelle source d'énergie dans ce secteur. La réalisation d’un système de pompage photovoltaïque autonome et fiable, constitue une solution pratique et économique au problème du pompage, en particulier, dans les régions rurales.
En effet, un système photovoltaïque devient intéressant lorsqu’il est facile à installer, avec une autonomie acceptable et une bonne fiabilité de service.
L’objectif des travaux présentés est d’apporter une contribution à l’étude d’un système de
pompage photovoltaïque fonctionnant à sa puissance maximale et énergétiquement autonome.
Le cas étudié, dans cette thèse, concerne l'étude, la conception et la réalisation d'un système photovoltaïque sans batteries de 135 KWc pour l'alimentation, en courant alternative à traves un onduleur SIEMENS S120 munie d'une MPPT, d'une pompe de 90 KW dans un site agricole à Babliyeh-Liban. Abstract:
In the era of sustainable development, photovoltaic technology has shown its significant potential as a renewable energy source.
The need for water means that a growing interest is being focused on the use of photovoltaic generators as a new source of energy in this sector. The realization of an autonomous and reliable photovoltaic pumping system is a practical and economical solution to the problem of pumping, particularly in rural areas.
Indeed, a photovoltaic system becomes interesting when it is easy to install, with acceptable autonomy and good reliability of service.
The objective of the work presented in this thesis is to contribute in the study of a photovoltaic pumping system operating at its maximum power and energetically autonomous.
The case studied concerns the study, design and realization of a 135 KWp photovoltaic system without batteries for the supply, to supply a 90 KW AC pump through a SIEMENS S120 inverter equipped with an MPPT, in an agricultural site in Babliyeh-Lebanon. Sommaire:
Introduction Generale .............................................................................................................................................. 1
Chapitre 1 : exploitation de l'energie solaire au liban............................................................................................. 3
1.1. Les ressources de l’eau au liban..................................................................................................... 4
1.2. État actuel de l'energie electrique au liban ..................................................................................... 7
1.2.1.Les energies renouvelables dans le cadre du plan de reforme .......................................... 7
1.3. L’energie solaire au liban............................................................................................................... 8
1.4. Evolution de d'energie solaire photovoltaïque ............................................................................... 9
1.4.1.Le marchee du pompage solaire au liban ....................................................................... 12
1.4.2. Les facteurs de l'identification de pompage solaire....................................................... 13
1.4.3. Les obstacles du potentiel de pompage solaire.............................................................. 14
1.5. Constitution et caracteristiques d’un panneau photovoltaïque ..................................................... 15
1.5.1. Caracteristique d’un panneau elementaire : ................................................................... 15
1.5.2. Les zones de caracteristique i-v d’un panneau pv ......................................................... 16
1.6. Les types d’association des modules solaires............................................................................... 17
1.6.1. Association serie ........................................................................................................... 17
1.6.2. Association parallele ..................................................................................................... 17
1.6.3. Association mixte (serie + parallele)............................................................................. 18
1.7. Les parametres influent sur la caracteristique i=f(v).................................................................... 19
1.7.1. Influence de l’ensoleillement......................................................................................... 19
1.7.2. Influence de la temperature ............................................................................................ 27
1.7.3. Influence de la duree de vie............................................................................................ 27
1.8. Quelques avantages et inconvenients des systemes pv ............................................................... 28
1.8.1. Les avantages ................................................................................................................. 21
1.8.2. Les inconvenients........................................................................................................... 28
Chapitre 2 : description general du systeme et choix de la solution ..................................................................... 29
2.1. Les configurations de systeme de pompage ................................................................................. 23
2.2. Les systemes mppt ...................................................................................................................... 26
2.2.1. Les types des systemes mppt.......................................................................................... 26
2.2.2. La methode « perturbation et observation » ou p&o ...................................................... 27
2.2.3. L'organigramme de la methode « perturbation et observation » .................................... 27
2.2.4. Application de la methode « p&o » en pompage solaire................................................ 29
Chapitre 3 : etude et dimensionnement du systeme installe ................................................................................. 32
3.1. Dimensionnement d'un systeme de pompage solaire au fil du soleil ........................................... 33
3.2. Les caracteristiques d'une pompe centrifuge................................................................................ 34
3.3. Caracteristiques debit–hauteur de la pompe................................................................................. 36
3.4. Les lois de similitude ................................................................................................................... 36
3.5. Variations des caracteristiques debit-hmt en fonction de la vitesse ............................................. 38
3.6. Choix de l'onduleur ...................................................................................................................... 40
3.7. Choix du mode de commande...................................................................................................... 42
3.8. Planification du system pv-onduleur............................................................................................ 42
3.8.1. Reacteurs a la sortie du variateur ................................................................................... 43
3.8.2. La justification de la valeur permissible maximal des cables connectes ........................ 43
3.8.3. Tension de pointe a le bus dc :........................................................................................ 46
3.8.3.1. En termes de la configuration serie ............................................................ 46
3.8.3.2. En termes de la configuration parallele : .................................................... 47
3.8.4. Fonctionnalisee speciale.................................................................................................. 47
3.9. Le systeme gpv............................................................................................................................. 49
3.9.1. Logiciel de dimensionnement et simulation.................................................................... 49
3.9.1.1. Des parametres importants influent la production du gpv.......................... 50
3.9.2. Dimensionnement du systeme photovoltaïque................................................................ 52
3.9.2.1. Definition des conditions du site ................................................................ 53
3.9.2.2. Dimensionnement du gpv........................................................................... 54
3.10. Les accessoires........................................................................................................................... 57
Chapitre 4 : implementation du systeme et la mise en service ............................................................................ 58
4.1. Responsabilites du travail ............................................................................................................ 59
4.2. Le fichier de financement lcec. .................................................................................................... 59
4.2.1. Validation du cout ............................................................................................................ 59
4.2.2. Periode de recuperation.................................................................................................... 60
4.3. La mise en service du projet......................................................................................................... 62
4.3.1. L'installation du generateur photovoltaïque ..................................................................... 62
4.3.2. Installation de l'onduleur .................................................................................................. 64
4.3.3. La mise en service de l'onduleur ...................................................................................... 65
4.3.4. Le programme d'application solaire "solarpumpev1_1_sinamics4_6"............................. 69
4.3.4.1. Les blocs d'automatisation et de la commande.................................................. 69
4.3.4.2. Le bloc mppt ..................................................................................................... 69
4.3.4.3. Le bloc de l'activation de l'operation de l'onduleur ........................................... 72
4.3.4.4. Les valeurs des parametres................................................................................ 73
4.3.4.5. Problemes rencontres dans la version "v1.1" .................................................... 74
Chapitre 5 : Resultat et directives......................................................................................................................... 77
5.1. Un probleme dans le contrat ........................................................................................................ 77
5.2. Resultat preliminaire .................................................................................................................... 78
5.3. Des problemes non-techniques..................................................................................................... 79
5.4. Les avantages sur le plan personnel et professionnel................................................................... 79
5.5. Quelques directive pour un projet de pompe solaire pv ............................................................... 87
5.6. Perspectives general..................................................................................................................... 87
Conclusion Generale ............................................................................................................................................. 81
Mots clefs: |
accès à l'eau (CI) (DT) (OP) , irrigation (CI) (DT) (OP) , pompage solaire (CI) (DT) (OP) , rural (CI) (DT) (OP) |
Pays concerné: |
Editeurs/Diffuseurs: |
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Le CNAM
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Conservatoire national des arts et métiers - Paris |
LU
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Université Libanaise - Beirut - Liban |
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