Conversion photovoltaique

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                Département  Génie  Industriel

Projet bibliographique

L’énergie  solaire  photovoltaïque : conversion et avenir

Travail réalisé par :

• Salah Imed

1 année GI2

Encadré par :

Abaab Mohamed

Année universitaire : 2014/2015

Table de matière

Introduction générale …………………………………………………………………..4

CHAPITRE 1 : LES COMPOSANTES  D’UN SYSTEME PHOTOVOLTAIQUE  ET DIFFERENTES TYPES D’INSTALLATIONS………………………………….........5

Le stockage d’énergie…………………………………………………………………..9

Les régulateurs…………………………………………………………………………11

Les convertisseurs……………………………………………………………………...12

Installation raccordée à un réseau avec injection des excédents de production ……….13

Installation PV raccordée à un réseau sans injection (autoconsommation)……………13

CHAPITRE 2 : FONCTIONNEMENT  DES  PANNEAUX   PHOTOVOLTAIQUES…15

L’absorption  de  l’énergie ……………………………………………………………..16

Le transfert  d’énergie des photons aux charges électriques …………………………………………17

 La collecte des  charges ………………………………………………………………..18

CHAPITRE 3 : LA PHOTOVOLTAÏQUE EN TUNISIE………………………………19

L’importance du Photovoltaïque………………………………………………………20

La faisabilité du PST …………………………………………………………………….21

La rentabilité du PST …………………………………………………………………….22

CHAPITRE 4 : LES NOUVELLES LOIS D’ORIENTATION DE LA TUNISIE EN ENERGIE ………………………………………………………………………………..24

C’est quoi le mix énergétique ……………………………………………………………25

L’avenir du photovoltaïque en Tunisie ………………………………………………..26

Le photovoltaïque de point de vue économique …………………………………………26

Le démarche vers la photovoltaïque ……………………………………………………..27

Conséquences du PST et des différents programmes PV ………………………………..29

Conclusion ……………………………………………………………………………….30

Bibliographie……………………………………………………………………………..31

Liste des figures

Figure 1.1 : schéma des composantes d’un  système  photovoltaïque.........................6

Figure 1.2 : Installation PV raccordée à un réseau avec injection des excédents de production………………………………………………………………………………..14 

Figure 1.3 : Installation PV raccordée à un réseau sans injection………………………....14

Figure 21 : Evolution du bilan énergétique………………………………………………...21

Figure 31 : le Mix énergétique retenu en Tunisie…………………………………………..26

Figure 32 : Systèmes PV installés dans le cadre de l’électrification rurale………………...29

Figure 33 : Emissions annuelles évitées de CO2……………………………………………30

Liste de tableau

photovoltaïques Tableau 1.1 : tableau de comparaison des technologies

 Introduction 

Aujourd’hui, l’utilisation et le développement des énergies renouvelables deviennent une  nécessité à cause de plusieurs facteurs :

D’abord, on aura l’épuisement des plusieurs ressources fossiles à long terme, ce qui donne une flambée des cours de brut, et la lutte contre les émissions de gaz à effet de serre.  

Ensuite, le développement  de  niveau de  vie : en effet, l’énergie  présente  le  générateur  principal du confort domestique, le transport, l’industrie …..

Le développement technologique accéléré qui crée des multiples appareils électroniques et électriques  augmenta la consommation en électricité. Cela présente  un problème lors des périodes de pointe. Prenons l’exemple des pannes en  électricité qui sont déjà produites pendant  l’été  2012  dans  plusieurs régions  de  la Tunisie car les centrales électriques n’avaient pas pu  supporter  la consommation incroyable et inattendue causée par l’utilisation croissante des  climatiseurs. On doit donc mieux maitriser la consommation et surtout chercher des sources  d’énergie diverses permettant de surpasser les périodes de  manque en électricité, et encore mieux propres et efficace. On définit alors les sources des énergies renouvelables, comme étant des sources inépuisables à l’échelle humanitaire.

Dans ce  cadre, le rayonnement solaire constitue  la source énergétique la mieux partagée sur  la terre et la plus abondante : globalement la Terre reçoit en permanence une puissance de 170 millions de gigawatt (soit 170 millions de milliards ou 1,7×1017 joules par seconde), dont 122 millions gigawatt sont absorbés alors que le reste est réfléchi. L'énergie totale absorbée sur une année est donc de 3 850 zettajoules (1021 joules, ZJ) ;  par comparaison, la photosynthèse capte 3 ZJ, le vent contient 2,2 ZJ, et l'ensemble des usages humains de l'énergie, 0,5 ZJ dont 0,06 ZJ sous forme d'électricité [1].Cet excès énergétique en rayonnement solaire est convertit en électricité par un système photovoltaïque.      

Alors  il parait nécessaire et urgent de bien gérer un système photovoltaïque  en connaissant ses composantes à fin d’obtenir un bon rendement (minimiser au maximum les pertes). L’optimisation ne concerne pas seulement le côté technique mais aussi le côté  économique : en effet pour qu’un projet photovoltaïque soit efficace et rentable plusieurs facteurs interviennent, ce qui nécessite de faire la cohérence entre les variables prix et l’efficacité de différentes composantes. Quelles sont alors les différentes composées d’un système photovoltaïques ? Comment fonctionnent-t-elles? Et quel est son avenir en Tunisie ?

CHAPITRE 1 : FONCTIONNEMENT  DES  PANNEAUX   PHOTOVOLTAIQUES

On va étudier  dans cette partie le mécanisme qui  transforme les  photons  en  courant  électrique. Comment  se  fait  alors  la conversion photovoltaïque ?

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Figure 1.1 : mécanisme de conversion photovoltaïque.

Le mécanisme de conversion photovoltaïque se base sur un triplet des phénomènes physiques, successifs et simultanés qui sont :

1. L’absorption  de  l’énergie :

Les porteurs d’énergie  solaires  qui s’appellent  photons,  lors de leur voyage de soleil vers la terre peuvent subir au moins l’une de ces 3 phénomènes optiques :

• Une  réflexion : la lumière est  renvoyée  par  la  surface  de  l’objet.
• Une  transmission : la lumière  traverse  l’objet.
• Une  absorption : la lumière pénètre dans l’objet et n’en  ressort pas, l’énergie est  restituée  sous une autre  forme.

Ces  différents  contributions  sont  conditionnées  par  les  propriétés  optiques du  matériau. Le  matériau  doit avoir la capacité d’absorber la lumière visible puisque celle-ci est consacrée  dans  la conversion. D’autre part, on doit minimiser les contributions de réflexion ou par  transmission puisqu’ils n’interviennent pas dans la conversion. Lorsqu’une onde essaie de pénétrer à travers un matériau elle  s’attenue  progressivement jusqu’elle disparait. Ce qui est expliqué par la loi :

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