Systèmes photovoltaïques non raccordés au réseau : Systèmes autonomes et hybrides de sites isolés
Parmi les systèmes d’énergies solaires photovoltaïques non raccordés au réseau, on peut distinguer les systèmes autonomes fonctionnant sans autre source d’énergie que le photovoltaïque et les systèmes hybrides faisant appel à une ou plusieurs sources d’énergie complémentaires, d’origine renouvelable ou non du type éolien, biomasse, biogaz, hydraulique, groupe électrogène ou autres.
Ces systèmes non raccordés au réseau sont conçus pour apporter avant tout un service aux utilisateurs. C’est pour cela que la notion de système photovoltaïque évoque l’ensemble des composants : production, stockage, gestion, conversion, distribution et utilisation.
Vous trouverez dans nos produits photovoltaïques, plusieurs kits solaires autonomes et hybrides, pompes ou produits spécifiques de haute qualité et garantis qui correspondent à vos besoins de systèmes d’énergies solaires. N’hésitez pas à nous contacter pour vos besoins personnalisés.
On peut distinguer les systèmes fonctionnant sans stockage (au fil du soleil) et les systèmes avec stockage par accumulateurs.
1. Systèmes photovoltaïques autonomes sans stockage
Ils fonctionnent de la façon suivante (voir Figure 7-Système PV autonome sans stockage – Pompage au fil du soleil)
En journée, le générateur photovoltaïque alimente l’utilisation directement ou via un convertisseur Courant Continu/Courant Continu (CC/CC) ou Courant Continu/Courant Alternatif (CC/AC). La puissance délivrée à l’utilisation est fonction de l’ensoleillement.
Durant la nuit, l’utilisation n’est plus alimentée et donc est à l’arrêt.
Les principales applications photovoltaïques fonctionnant au fil du soleil sont les suivantes : le pompage, la ventilation, la production de froid, le dessalement d’eau de mer, entre autres.
Figure 7 : Schéma de principe d’un système PV autonome sans stockage (pompage au fil du soleil)
2. Systèmes photovoltaïques autonomes avec stockage
Leur principe de fonctionnement est le suivant.
En journée, le générateur photovoltaïque alimente les récepteurs courant continu en fonctionnement et charge la batterie de stockage. Un contrôleur de charge évite la surcharge de la batterie en cas de surproduction solaire. Durant la nuit et par mauvais temps, les récepteurs sont alimentés par la batterie. Un limiteur de décharge protège la batterie en cas de décharge profonde. En présence de récepteurs fonctionnant en alternatif, un onduleur autonome convertit la tension continue en tension alternative, permettant ainsi leur alimentation.
Figure. 8 : Schéma de principe d’un système PV autonome avec stockage
3. Applications
On peut distinguer les systèmes photovoltaïques autonomes selon leur puissance et leurs applications :
- alimentation autonome de produits grand public (lampes solaires ou bornes de jardin) par générateur photovoltaïque de faible puissance,
- électrification de bâtiments (de quelques centaines de watts à quelques kW) :
Ministères, Casernes militaires, Commissariats de Police, Gendarmeries, Ambassades, ONG, centre Radio et TV, centres administratifs sensibles, Résidence de personnalité importante (Présidence, Membres Gouvernement, Députés, Préfets, Maires, etc), organismes secondaire, écoles, banques, agences de transfert d’argent et centres de santé (hôpitaux, cliniques, dispensaires) dans les pays en développement par kits photovoltaïques ( Solar Home Systems - SHS), Universités, Instituts, Centres de recherche, etc. - alimentation d’applications professionnelles (de quelques dizaines de watts à quelques kW): signalisation, protection cathodique, télécom…
4. Systèmes photovoltaïques hybrides
On peut considérer deux architectures électriques de systèmes hybrides selon la présence ou non de
stockage :
- des systèmes photovoltaïques avec accumulateurs couplés avec une source d’énergie renouvelable
(éolien, microhydraulique…) et/ou un groupe électrogène, - des systèmes photovoltaïques sans accumulateurs couplés avec des groupes électrogènes.
4.1. Systèmes photovoltaïque hybrides avec stockage
En journée, le générateur photovoltaïque charge la batterie et alimente simultanément l’onduleur, qui convertit la tension continue en tension alternative et permet l’alimentation des récepteurs fonctionnant en alternatif (Figure 10). Un régulateur ou contrôleur de charge évite la surcharge de la batterie en cas de surproduction solaire.
Vous trouverez dans nos produits photovoltaïques, plusieurs kits solaires hybrides premium ou produits spécifiques correspondants à vos besoins de systèmes hybrides. N’hésitez pas à nous contacter pour vos besoins personnalisés.
Durant la nuit, l’onduleur est alimenté par la batterie de stockage.
En cas d’insuffisance d’ensoleillement ou de plus forte consommation des récepteurs, un groupe électrogène de secours ou d’appoint permet l’alimentation directe des récepteurs et la recharge de la batterie pour assurer la
continuité de service.
Les systèmes hybrides avec stockage (de quelques kW à quelques centaines de kW) sont très utilisés notamment pour l’alimentation d’habitations individuelles, de refuges de montagne, des relais de télécommunications de
forte puissance, pour l’électrification rurale et villageoise, de gros centres de santé (hôpitaux, cliniques, maternité).
Figure. 10 : Exemple de système hybride
4.2. Systèmes photovoltaïques hybrides sans stockage
Les groupes électrogènes alimentent en permanence un réseau électrique de distribution. Le
générateur PV injecte sur le réseau une puissance variable en fonction de l’ensoleillement. Toute l’énergie
délivrée par le générateur PV n’est pas à fournir par les groupes électrogènes et réduit de fait la
consommation de carburant et les coûts d’exploitation (Figures 11 et 12).
Les systèmes hybrides sans stockage (de quelques dizaines de kW à quelques MW) sont essentiellement utilisés pour l’électrification d’administration, de centres de sécurité ou d’entreprises isolées des centre villes (électrification province, rurale) et pour l’alimentation électrique de mines d’extraction de matières premières nécessitant une puissance élevée.
Figure 11 – Système hybride sans stockage (couplage PV et groupe électrogènes)
Figure 11 – Exemple de système hybride PV et Générateur diesel ou ENR – Site isolé.
