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Etude de l’évolution des paramètres photovoltaïques de mini-modules sous conditions réelles à Rabat

Etude de l’évolution des paramètres photovoltaïques de mini-modules sous conditions réelles à Rabat


La demande croissante en énergie, ainsi que l'augmentation de la population mènent à une hausse constante en besoins énergétiques. Pour répondre à cela, les solutions disponibles sont : soit d’une utilisation massive des combustibles fossiles ce qui va augmenter le taux de pollution, soit d’implanter plus de centrales nucléaires (malgré l’absence de méthodes sécurisées pour la destruction des déchets à forte radioactivité), soit d’utiliser les énergies renouvelables qui sont propres, durables, non polluantes et largement disponibles. 


Dans ce cas, on peut citer, particulièrement, la conversion photovoltaïque et l’énergie éolienne qui sont utilisées pour la production del’électricité. La conversion photovoltaïque a montré depuis les années 1970 que l’être humain est capable de se procurer une partie substantielle de ses besoins en électricité sans la combustion des carburants fossiles (charbon, pétrole ou gaz naturel) ou sans la création de réactions de fissions nucléaires.


La technologie photovoltaïque aide à éviter les menaces et les risques associés aux techniques usuelles. Cependant, l’utilisation des modules photovoltaïques, à grande échelle, est tributaire de certains facteurs technico-économiques et principalement des facteurs climatiques, qui influence sur les performances électriques et la durée de vie des modules PV.


 Dans cette étude, on se propose de présenter et d’analyser les résultats obtenus lors des tests outdoor pour trois technologies différentes des mini-modules monocristallins non commercialisés, ils ont été testés dans les conditions de fonctionnement réelles. Les mesures ont été effectuées à Rabat, la capitale administrative du Maroc, qui se trouve au bord de l’atlantique.


Le climat de Rabat est chaud et tempéré. La pluie dans Rabat tombe surtout en hiver, avec relativement peu de pluie en été. La température moyenne annuelle à Rabat est de 17.9 °C. La moyenne des précipitations annuelles atteints 523 mm. L’étude a inclus, également, la question de la dégradation des performances des minimodules photovoltaïques par rapport aux valeurs initiales tout en analysant les causes possibles de cette altération. Le manuscrit est scindé en trois chapitres. 


Au premier chapitre, on commence par les différentes généralités indispensables à une bonne compréhension des principes du photovoltaïque et les différentes générations de cellules photovoltaïques.


 Le second chapitre porte sur l’état de l’art des modèles les plus fiables pour l’analyse de la dégradation des modules photovoltaïques dans les conditions réelles d’utilisations. 


Le dernier chapitre présente les résultats obtenus lors des tests expérimentaux effectués sur les mini-modules photovoltaïques installés sur le site (Rabat) et l’analyse de performances de ces mini-modules ainsi que leurdégradation.


Sommaire 

Introduction générale

Chapitre I : Etude bibliographique sur lespanneaux photovoltaïques

  I-1 Rayonnement solaire 

  I-2 Cellulesolaire

  I-3 Modélisation d’une cellulesolaire

  I-4 Module photovoltaïque

       I-5 Technologies photovoltaïques

       I-5.1 Filière desilicium cristallin

       I-5.2 Filière desilicium amorphe

       I-5.3 Couches minces(CIGS,CdTe)

       I-5.4 Cellules photovoltaïques organiques


Chapitre II : Etat de l’art sur les modèles de dégradation des modules PV

  Introduction 

II-1 Impact des facteurs climatiques sur les performances électriques desmodulesPV 

  II-1.1 Influence de l’éclairement 

  II-1.2 Influence de la température

  II-1.3 Influence du spectresolaire

  II-1.4 Influence de l'angle d'incidence du rayonnement

II-2 Modèles pour l’analyse de la dégradation des modules photovoltaïques

  II-2.1 Modèle de Durisch

  II-2.2 Modèle de standardisation : norme NF EN 60891

  II-2.3 Modèle linéaire et non linéaire d’Evans

Conclusion


Chapitre III : Etude expérimentale de la dégradation de mini-modules photovoltaïque dans les conditions climatiques réelles de Rabat

III-1 Présentation de l’installation photovoltaïque

III-2 Appareillage de mesure des facteurs climatiques

  III-2.1 Portlog (station demesuremétéorologique)

  III-2.2 Sonde de température

III-3 Montage d’acquisition descaractéristiques courant-tension

III-4 Caractéristiques (I-V) des différents mini-modules

III-5 Influence des différents facteurs climatiques sur les paramètres PV

  III-5.1 Effet de température

  III-5.2 Effet de l’irradiation solaire

III-6 Paramètres des modules PV en fonction du nombre dejoursd’exposition

III-7 Modélisation de la dégradation de la performance des différents modules



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