LES SYSTEMES SOLAIRES PHOTOVOLTAIQUES

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LES SYSTEMES SOLAIRES PHOTOVOLTAIQUES

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Créée en 2003, Maguysama Technologies assure les Etudes Techniques spécialisés, la fourniture et l'installation de systèmes de production d'énergies renouvelables:

LES SYSTEMES SOLAIRES PHOTOVOLTAIQUES

Les Technologies des cellules utilisées dans les systèmes solaires photovoltaïques ( PV )

Il y a fondamentalement trois types de cellules solaires photovoltaïques:

  • cristal simple (monocristallin),
  • polycristallin (initialement appelé semi-cristallin)
  • et amorphe (également connu comme en couche mince.)

Nous discuterons de chaque type de cellules solaires avec ses caractéristiques.

Le silicium pur simple de cristal ( monocristallin) - est dopé (les impuretés ont été ajoutée pour changer ses caractéristiques) et développé en lingot. Le lingot cylindrique (l'un ou l'autre la gauche avec une coupe ronde ou slabbed pour la donner que une coupe carrée) est découpé en tranches en disques extrêmement minces. Ces disques sont gravés à l'eau-forte (parfois teint aussi) et des conducteurs (fils) sont encastrés dans les surfaces. Les techniques qui sont utilisés sont semblables à celles utilisés dans la fabrication des puces micro dans l'industrie électronique. Les cellules sont testées pour la sortie, par lot dans des groupes de la même sortie et sont alors prêtes à être assemblées dans des modules.

C'est une simplification exagérée, mais c'est l'idée fondamentale. Les cellules de cristal simple sont la plupart de type coûteuses à produire. Actuellement elles ont  l'efficacité de conversion de l'électricité à partir de la lumière du soleil la plus élevée et sont la plus haute gamme de produits (moins de perte de sortie de puissance avec l'exposition à long terme à la lumière du soleil) et produisent le plus de puissance pour une superficie donnée. L'inconvénient est qu'elles doivent être assemblées dans un panneau rigide car ces cellules ne se déplient pas bien.

Le Poly-Cristal ( multi ou semi-cristallin) - ceux-ci sont produits dans l'un de deux modes : en utilisant les morceaux aléatoires de disque de silicium dopé ou par la chaîne de caractères technologie de ruban. Les cellules polycristallines peuvent être identifiées par l'aléatoire agencement des puces (semblables aux produits en bois d'osb [ panneau échoué orienté ] utilisé dans la construction) du silicium extrêmement mince. Ils sont habituellement teints en une belle couleur bleue.

Les panneaux solaires emmagasinent la lumière solaire, produisent de l’électricité et sont connectés à différents composants pour former un système solaire adapté à une application spécifique. Les composants reliés au panneau solaire sont appelés composants d’équilibre du système (en anglais BOS).

Les applications du solaire photovoltaïque que l'on pourrait avoir au Cameroun et en Afrique en général sont l’éclairage, le pompage d'eau, l’alimentation électrique des petits appareils électroménagers (ex : TV) et l’alimentation des appareils de production (ex : machine à coudre).

Le courant continu (DC) produit par les panneaux solaires au cours de la journée est généralement emmagasinée. Cela pourrait permettre l'accès à l’électricité 24 heures sur 24 dans toutes les régions du Cameroun et de l'Afrique. Pour cette raison, la plupart des systèmes solaires sont reliés à des batteries de stockage.

Dans les applications où il faut un courant alternatif (AC) pour actionner certains appareils, un convertisseur de courant est installé pour transformer le courant DC provenant du panneau solaire ou des batteries en courant AC.

Les nombreuses configurations rendues possibles en connectant différents composants d’équilibre du système aux panneaux solaires permettent de les utiliser de plusieurs façons différentes.

Les systèmes solaires au niveau des Ménages

Les systèmes solaires domestiques (SHS) servent à alimenter l’éclairage, les appareils électroniques de divertissement et d’information (radio, télévision, radiocassettes, etc), et dans une moindre mesure, les appareils de production ou d’amélioration de l’environnement tels que les ventilateurs, les machines à coudre, les fers à souder, les tondeuses, etc.

Les systèmes solaires au niveau des communautés

Les systèmes PV solaires peuvent servir pour l’éclairage à l’intérieur des maisons ou à l’éclairage public, par exemple les lampadaires ou l’alimentation électrique des petits outils manuels dans les centres ou ateliers communautaires.

Les systèmes solaires de pompage d’eau assurant aux petites communautés l'accès facile à l’eau.

Les systèmes solaires au niveau des systèmes de Santé

Les systèmes PV solaires peuvent fournir l’alimentation électrique pour la réfrigération de vaccins, l’éclairage pour des installations et des tâches générales, et la communication avec les hôpitaux de districts du Cameroun.

Les systèmes solaires au niveau des systèmes éducatifs

La fourniture d’énergie solaire aux écoles rurales permet l’éclairage des salles de classe pendant la nuit, ce qui pourrait contribuer aux programmes d’alphabétisation adulte. Les systèmes d’énergie solaire rendent également possible l’introduction de supports pédagogiques tels que les ordinateurs, la télévision, la vidéo, les rétroprojecteurs.

Les systèmes solaires au niveau des Industries manufacturières et du commerce

Nombre de possibilités existent pour l’utilisation de l’énergie solaire dans l'industrie manufacturière ou la transformation des produits et la vente au détail des produits dans les communautés rurales. On peut citer comme exemples l’alimentation électrique des appareils de réfrigération, des caisses enregistreuses, des petites machines-outils et des appareils.

Les systèmes solaires uu niveau du Tourisme

Par l’installation de l’énergie solaire, les infrastructures hôtelières situées dans l’enceinte des réserves naturelles peuvent être considérablement améliorées.

Les systèmes solaires au niveau des Télécommunications

L’énergie solaire sert à alimenter les radios et les téléphones en va-et-vient, mais également les infrastructures qui constituent l’épine dorsale de ces services. Les fournisseurs de service utilisent l’énergie solaire pour relayer les messages par le biais des tours de répéteurs au lieu de créer des liaisons filaires direct.

Les systèmes solaires au niveau des Transports

Compte tenu du coût élevé de la fourniture de l'électricité dans les endroits reculés, le secteur du transport est l'un des premiers à faire usage de l'énergie solaire pour l'alimentation des panneaux de signalisation routière, les signaux de chemin de fer et les balises de navigation.

Les systèmes solaires en Agriculture

L'agriculture du Cameroun pourrait tirer profit de l'énergie solaire par le biais d'applications telles que le pompage d'eau et les clôtures électriques.

LE SOLAIRE PHOTOVOLTAIQUE: UNE TECHNOLOGIE QUI A FAIT SES PREUVES

Le solaire photovoltaïque est maintenant une technologie qui a fait ses preuves et qui s’annonce très prometteuse pour les affaires. La PV est en mesure d’apporter un réel changement dans les communautés rurales ne bénécifieant pas de l'électricité et créer une base commerciale dans les domaines suivants :

• usage à petite échelle : vente (au comptant ou à crédit) et fourniture de services aux foyers, les entreprises et les communautés en contrepartie d’une redevance ;

• utilisations à grande échelle : pompage d’eau, électrification des structures sanitaires et des écoles et autres utilisations pour la production.

Avantages des systèmes solaires :

• Dans les marchés ruraux n’ayant pas accès à l’électricité raccordée au réseau électrique national, les coûts liés au cycle de vie des systèmes photovoltaïques sont souvent égaux aux autres énergies non renouvelables utilisées actuellement (kérosène, batteries à piles sèches).

de la qualité de la vie en augmentant le nombre d’heures de production, c’est-à-dire les heures consacrées à l’éducation, les activités génératrices de revenus, etc.

• Technologie confirmée ayant des coûts d’exploitation et de maintenance peu élevés.

• Ressource abondante, gratuite et non polluante.

• Système de production et de distribution indépendant.

• Modulaire.

Composants des systèmes solaires PV

Les systèmes solaires comprennent un certain nombre de composants reliés les uns aux autres.

Un système solaire comprend le plus souvent :

Dispositif solaire

– Le rayonnement solaire dans un système solaire ordinaire comprend un ou

plusieurs panneaux solaires. La taille du dispositif solaire est déterminée par la charge (durée, quantité et taille des appareils) à alimenter. Un système solaire domestique (SHS) comprend le plus souvent un ou plusieurs panneaux solaires d'une puissance maximale combinée de 20 à 150

watts. Pour les dispositif de taille plus grande, une série de panneaux multiples sont utilisés pour satisfaire les besoins en énergie plus importants des cliniques, des écoles, des pompes à eau et d'autres besoins plus importantes.

Structure d'assemblage

– Le dispositif solaire est normalement monté sur une structure en

métal ou en bois afin de la sécuriser contre les bourrasques de vent, à une hauteur telle qu'il permet le moins possible l'obstruction des rayons solaires et dans une position telle qu'elle soit tenu à l'abri de tout risque. La structure d'assemblage est érigée de sorte à optimiser la lumière solaire diurne disponible sur le dispositif solaire. Pour cette raison, les panneaux solaires font face à l'équateur et sont orientés suivant un angle qui permet de disposer d'une charge solaire en toute saison.

Contrôleur de charge

– Le contrôleur de charge gère le processus de charge de l’accumulateur d’énergie. Les batteries ne doivent pas être trop surchargées ou trop déchargées car cela

pourrait sérieusement affecter leur espérance de vie. Les fonctions du contrôleur de charge comprennent l'optimisation de la charge de courant reçue du dispositif solaire et la protection de l’accumulateur d’énergie contre toute surcharge. Nombre de contrôleurs de charge fournissent également au client un interface qui informe l'utilisateur de l'état de charge de l’accumulateur d’énergie.

Accumulateur d’énergie

– L'énergie produite par le dispositif solaire est emmagasinée dans

l’accumulateur d’énergie en vue d'être utilisée à tout moment. L’accumulateur d’énergie comprend un ou plusieurs batteries rechargeables plomb-acide semblables à celles que l'on trouve dans les véhicules automobiles. L'utilisation de batteries automobiles ordinaires dans les systèmes PV solaires n'est pas recommandée. Il faut plutôt utiliser des batteries qui sont mieux adaptées pour la livraison de quantités moins importantes d'énergie pour des durées plus longues afin d'accroître l'espérance de vie des accumulateurs d’énergie. Généralement, les batteries sont un article très coûteux dans un système solaire, et doivent être choisis avec prudence.

Convertisseur de courant

– Les dispositifs solaires et les accumulateurs d’énergie fournissent du courant continu (DC). Pour que cette électricité puisse être utilisée pour l'alimentation des appareils électriques, elle doit être transformée en courant alternatif (AC). L'appareil utilisé pour la transformation du courant DC à faible tension en AC à 110 ou 220V est appelé un convertisseur de courant.

Autres composantes d'équilibre du système (BOS)

 – Pour faire fonctionner le système solaire, les composants doivent être interconnectés. Dans cet optique, des fils et les câble de taille appropriée, ce qui réduit au minimum la résistance et permet une baisse potentielle de la tension, sont utilisés. Les autres composants nécessaires pour l'installation, pour rendre le système opérationnel, comprennent des connecteurs, des douilles des prises de courant, des canalisations et des conduites ainsi que du matéreil d'assemblage et des terminaux.

La taille d'un système PV solaire est déterminée par puissance maximale du dispositif solaire. La quantité de courant (watts) qui est disponible à la consommation de façon journalière dépend toutefois de l'insolation moyenne journalière (quantité de lumière solaire mesurée en kWh/jour/m²) que reçoit une région. Par exemple l'insolation moyenne journalière dans les régions semidésertiques arides du nord Cameroun est nettement plus importante (jusqu'à 33%) que dans les forêts tropicales de l'équateur du sud Cameroun.

En termes pratiques, cela signifie que si le même système solaire domestique d'une puissance maximale de 50 Watts est installé dans les deux régions, les personnes vivant dans la zone semidésertique du Nord Cameroun seraient capable de consommer par jour 50% de plus de courant que leurs homologues vivant dans la zone de forêt tropicale du Sud Cameroun.

L’insolation moyenne journalière en Afrique par an varie d’environ 4kWh/jour/m² à 6,5 kWh/jour/m². Il s’agit là d’une des meilleures lumières solaires au monde, supérieure à la moyenne de 2 kWh/jour/m² à 4 kWh/jour/m² reçue en Europe du nord, au Canada et dans la région nord des Etats-Unis d’Amérique.

Les panneaux solaires ne sont pas tous de bonne qualité. La meilleure façon de distinguer les panneaux solaires est de tenir compte de la réputation du fabricant, de ses concessionnaires, de la garantie et du service après-vente qu’ils sont disposés à rattacher à leur produit. C'est pour cela que Maguysama Technologies sélectionne avec soin les panneaux utilisés dans les installations.

Créée en 2003, Maguysama Technologies assure les Etudes Techniques spécialisés, la fourniture et l'installation de systèmes de production d'énergies renouvelables

QUELS SONT LES AVANTAGES DES PANNEAUX SOLAIRES ET DE L’ÉNERGIE PHOTOVOLTAÏQUE PAR RAPPORT À D’AUTRES ÉNERGIES RENOUVELABLES?

La particularité de l’énergie photovoltaïque raccordée au réseau par rapport aux autres énergies renouvelables réside dans le fait que :

 Dans la plupart des cas, la centrale photovoltaïque peut être installée à proximité du lieu de consommation, évitant ainsi les pertes en ligne, qui peuvent atteindre jusqu’à 15% sur les grand sréseaux électriques lorsque des centaines de kilomètres séparent les lieux de prodution et de consommation. Cette énergie répond donc bien au concept de la décentralisation : pourquoi faire venir d’ailleurs ce que l’on peut produire sur son toit ?

 L’installation d’une centrale photovoltaïque est relativement simple et peut être assurée par des non-spécialistes moyennant quelques conseils de base.

 La lumière du soleil (et non sa chaleur) étant disponible partout, l’énergie photovoltaïque est exploitable aussi bien en montagne dans un village isolé que dans le centre d’une grande ville, et aussi bien dans le Sud de l'Afrique que dans le Nord (regardez quel engouement suscite le photovoltaïque chez les allemands!). Toit HESPUL 97-022. Source : HESPUL

 Inconvénients des systèmes solaires:

• Les systèmes ont des coûts en capital et des coûts de transaction élevés.

• La plupart des familles rurales n’ont pas les moyens de l'acquérir contre de l’argent.

• Les batteries contiennent des matières dangereuses et un moyen pour un recyclage ou d’élimination judicieuse doit être intégré dans la conception à long terme du projet et dans le plan de financement.

• Les modules photovoltaïques produisent uniquement du courant continu (DC)

; un convertisseur de courant doit être ajouté au système pour faire fonctionner les appareils à courant alternatif (AC).

• Nombre de gouvernements n’ont pas encore réalisé l’importance de l’énergie solaire et certains facteurs découragent son utilisation, qui sont liés au coût élevé des droits d’importation, des taxes, et aux subventions octroyées aux combustibles concurrents.

• Des lacunes existent au niveau de l’information. Les informations à jour sur la technologie et sa disponibilité ne sont pas facilement accessibles à tous.

MAGUYSAMA TECHNOLOGIES intervient à tous les niveaux de réalisation d’un projet.

  • Devis et dimensionnement
  • Elaboration de schémas d’exécution, détails, notes de calcul
  • Rédaction des cahiers des charges pour appels d’offres
  • Création de dossiers techniques
  • Suivi et organisation du chantier
  • Permis et agréments divers