Etude comparative de la production de deux technologies mono et poly
Introduction
Cette partie est destiné à
l’étude comparative des performances des panneaux monocristallins,
polycristallins et amorphe du système photovoltaïque installé à l’université
Moulay Ismail. En premier lieu la comparaison est effectuée par simulation via
le logiciel Pvsyst, ensuite par analyse expérimentale du système photovoltaïque
pour déterminer le type de panneau photovoltaïque le mieux adapté à la région
d’Er-Rachidia. Système
photovoltaïque raccordée au réseau installé à La faculté des sciences et
techniques.
Dans le cadre de sa
formation en énergie renouvelable, L’Université Moulay Ismail dispose de
différentes stations expérimentales dédiées à la recherche de pointe dans le
domaine de l’énergie solaire, éolienne, biomasse, stockage d’énergie et
efficacité énergétique, parmi lesquelles, une installation photovoltaïque
expérimentale qui fera l’objet de notre étude.
Description de l’installation photovoltaïque
La faculté des sciences et
techniques ERRACHIDIA s’est équipé récemment d’une installation photovoltaïque
sur toit raccordée au réseau, d’une puissance installée de 5,94KWc.
L’installation est orientée en plein sud et l’angle d’inclinaison des panneaux
est de 32°. Elle
est composée de trois chaînes de panneaux solaires, chacune de ces chaînes
représente un type
de cellules photovoltaïques : monocristallin, polycristallin et amorphe. La
puissance installée
de chaque chaîne sont respectivement de 2,04KWc, 2,04KWc, 1,86KWc.
L’électricité est produite en courant continu par les modules, puis transformée
en courant
alternatif via trois onduleurs photovoltaïques connectés à chacune des chaînes.
L’électricité,
produite et injectée sur le réseau, est comptabilisée par un compteur de
production électrique.
L’intégralité de la production est injectée au réseau, l’électricité produite
sera consommée sur
place. En effet, comme l’électricité emprunte toujours le chemin le plus court,
c’est
l’utilisateur le plus proche qui bénéficie de l’électricité produite.
Cette installation photovoltaïque est dédiée à l’étude des performances des
trois technologies ;
monocristalline, polycristallin et amorphe dans les conditions climatiques de
la ville
d’ERRACHIDIA, afin de repérer le type de panneaux solaire le mieux adapté à
cette région.
Principe d’un système photovoltaïque raccordé au réseau
Une
installation photovoltaïque raccordée au réseau permet de produire de
l'électricité pour l'envoyer sur le réseau électrique nationale. Ainsi la
totalité de la production électrique est utilisée par les consommateurs proches.
Onduleur photovoltaïque
·
Les performances
techniques des onduleurs utilisés pour le raccordement des modules
photovoltaïques systèmes au réseau de distribution d’électricité, sont des
paramètres qui ont contribué très fortement à faire varier la production
d’énergie électrique annuelle et donc la rentabilité financière du système
·
Son rôle : L'onduleur réseau est un convertisseur électrique permettant de
transformer le courant électrique continu du générateur PV en courant
alternatif compatible avec le réseau électrique national.
·
Ses caractéristiques :
·
L’onduleur se présente sous la forme d’un boîtier métallique de
petite dimension, muni d’un radiateur ou d’un ventilateur. Il doit être placé sur un support vertical
dans un espace ventilé et le plus près possible des modules photovoltaïques
afin de limiter les pertes d’électricité en ligne.
·
Il n’émet aucun bruit et le
champ électromagnétique est très faible, inférieur à celui d’une plaque à
induction.
·
L’onduleur a une durée de
vie limitée de 8 à 10 ans.
· On distingue les onduleurs de tension et les onduleurs de courant, en fonction de la source d’entrée continue : 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 industriels, dans toutes les gammes de puissance
Extraction des données de l’installation
photovoltaïque
Pour
analyser les performances de l’installation photovoltaïque, il faut avoir les
données concernant la puissance et l’énergie électrique générée par cette
installation, ces données résident dans l’onduleur, l’extraction de ces données
se fait via une connexion Bluetooth et un
logiciel appelé « SUNNY EXPLORER ». Pour avoir accès
aux données de l’installation photovoltaïque, on doit se positionner au
voisinage de l’installation photovoltaïque pour garantir la connexion avec les
onduleurs, puis on ouvre le logiciel « SUNNY EXPLORER ». La fenêtre Assistant
de l’installation s’affiche
Assistant de
l’installation du Sunny Explorer
Fenêtre
Assistant de l’installation
Deux cas se présentent :
Créer une nouvelle installation si on veut
extraire les données pour la première fois, si non
- Ouvrir une installation existante.
Après avoir choisir l’une des options
précédentes, on clique sur le bouton « Continuer » ; le logiciel cherche à
détecter les onduleurs se trouvant à son voisinage.
Une fois les onduleurs sont détectés,
une nouvelle fenêtre s’affiche indiquant les numéros de séries de ces
onduleurs, on choisit le numéro de série de l’onduleur spécifié, puis on saisit
le mot de passe qui permet d’accéder aux données résidant dans l’onduleur,
Puis il s’afficher l’image suivant :
Pour extraire les données on clique sur
<outils> puis <extraire des données>
On choisit le type des données
journalière ou mensuelle avec une durée préciser
Et finalement on met les résultats de
cette extraction dans un dossier choisi.
Étude
comparative
Comparaison mensuelle
de l’énergie générée par les deux types de panneaux PV
J’ai comparé l’énergie électrique produite chaque jour d’un seul Moi de chaque saison d’année 2020. Par les deux types de panneaux solaires afin d’évaluer leurs performances.
·
Résultat du mois février 2020
la production de l’énergie en fonction des jours. Il montre que du 01/02/2020
jusqu’à 10/02/2020 et du 21/02/2020 jusqu’à 28/02/2020 les panneaux solaires
monocristallins ont produit plus d’énergie, suivis des panneaux solaires
polycristallins
Et pendant les jours 11 12 et 15 on a une diminution remarquable car l’éclairage est faible à cause des changements climatiques.
·
Résultat du mois mai 2020
les résultats est instable durant le moi mai juste pendant le 21 jusqu’au le 25 la production fixe à 11Kwh et la production est relativement la même pour les deux types de cellules PV.
· Résultat du mois
août 2020
On remarque que la variation d’énergie
est instable pendant le moi 8 et que le monocristallin est le plus performant
que le polycristalline.
· Résultat du mois
Novembre 2020
On observe que les
deux courbes sont confondus c'est-à-dire que leur
Production d’énergie est la même et
aussi on remarque qu’elle y a pendant les jours 6
13et 26 une
diminution marquée à cause d’être le ciel nuageux ou de la pluie.
·
Les résultats d’année 2020
D’après le graphe on remarque que le
monocristalline est plus performant durant les mois froid 1 ,2 ; 3 et 4 et
pendant les mois 5, 6, 7, 8,9 et 10 la différence de la production ne dépasse
pas 10Kwh et pour les mois restent favorise le poly.
D’après La
comparaison des résultats mensuels expérimentale et le prix d’chats des
panneaux PV dans la région d’ERRACHIDAI. Montrent que le polycristallin est
légèrement plus performant que le monocristallin avec une différence d’énergie
électrique qui ne dépasse pas 1kwh par jour.
Conclusion
La
comparaison effectuée entre les deux types de panneaux solaires, basée sur les
résultats fournis par l’installation photovoltaïque implantée à la faculté des
sciences techniques ERRACHIDIA et les résultats de la simulation, durant
la période allant d’un seule moi pour chaque saison et toute l‘année , nous permet de conclure que :
- les résultats expérimentaux sont conformes aux résultats de la
simulation; en effet, lors des journées ensoleillées, le polycristallin atteint
la performance du monocristallin pendant les heures de puissance crête où le
maximum de l’énergie lumineuse est reçu par le système photovoltaïque, par
conséquent leurs rendements sont identiques et atteignent la valeur maximale possible.
- Lors des journées caractérisées par de mauvaises conditions
climatiques, temps couvert et nuageux, les performances du monocristallin et
polycristallins sont identiques tout au long de la journée, leurs rendements de
conversion sont faibles. Ce résultat est aussi en accord avec la théorie
Sachant que les panneaux photovoltaïques à base du silicium monocristallin sont
plus chers que ceux à base du silicium polycristalline, dû au procédé de
fabrication qui nécessite beaucoup d’énergie pour obtenir un cristal pur, et
tenant compte des résultats de cette étude, j’ai conclu que le polycristalline
est le mieux adapté au fonctionnement des systèmes PV sous les conditions
climatiques de la ville d’Er-Rachidia.
Parfait ssi moutaouakkil bonne continuation
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