memoire vrai
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ETUDE TECHNICO-ECONOMIQUE DES TECHNOLOGIES SOLAIRES EN COTE DIVOIRE
MEMOIRE POUR LOBTENTION DU MASTER SPECIALISE GENIE ELECTRIQUE ENERGETIQUE &
ENERGIES RENOUVELABLES
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Etude technico-conomique des technologies solaires en Cte dIvoire
Prsent et soutenu publiquement le septembre 2010 par :
Timothe BROU
Travaux dirigs par : M. Henri KOTTIN
UTER GEI, Laboratoire LESEE
Jury dvaluation du stage:
ENCADREURS ALBEDO:
Prsident : M. Massa DIAGNE, PDG Albdo
M. Hugues LITCHEOU, DT Albdo
Membres:
Promotion [2009/2010]
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BROU TIMOTHEE -MASTER SPECIALISE GENIE ENERGETIQUE Page ii
REMERCIEMENTS
Au personnel de lentreprise Albdo
- M. Massa DIAGNE, PDG Albdo
- M. Hugues LITCHEOU, Directeur Technique Albdo
- M. Arsne OUSSOU, Responsable bureau dtude Albdo
Et tous les autres membres du personnel.
Au personnel de lcole 2iE
- M. Coulibaly YEZOUMAH
- M. Yao AZOUMAH, notre responsable du master spcialis
- Mon encadreur M. Henri KOTTIN
A tout le corps enseignant du master spcialis Gnie nergtique du 2iE.
A ma famille
- Mon frre BROU Koffi Jean-marc, pour son soutien durant ma vie scolaire
- Ma mre, KOUASSI Ahou Henriette
- Ma sur BROU Bomoh Henriette victoire
A la grande famille du master spcialis Gnie Energtique et Energie Renouvelables
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RESUME
Les nergies renouvelables sont une relle opportunit pour les compagnies africaines. Avec un
bon ensoleillement, lAfrique prsente des conditions favorables au dveloppement des technologies
solaires. Notre tude avait pour but de dterminer la rentabilit de ces technologies en Afrique,
particulirement en Cte dIvoire. Nous avons men une tude sur le solaire photovoltaque, le solaire
thermique et la climatisation solaire. Nous retenons, la suite de nos travaux:
- Le systme photovoltaque autonome prsente un temps de retour sur investissement
denviron 70 ans, avec du polycristallin. Le manque de subvention rend les cots
dinvestissement assez importants. Cependant les cots se rduissent, lorsque des appareils
avec une faible consommation nergtiques sont utiliss.
- Les systmes deau chaude sanitaire solaire prsentent des temps de retour sur
investissement assez intressant moins de 5 ans pour notre systme
- La technologie de climatisation solaire est peu dveloppe et la mise en uvre est encore
onreuse. Linvestissement devient intressant raliser, pour des puissances leves, car
plusieurs constructeurs de climatiseurs solaires faibles puissances ont arrt leur
production.
Enfin, nous soulignons la ncessit dassocier lefficacit nergtique aux technologies vertes,
dans le cadre de notre tude suite un audit nergtique nous avons pu rduire le cot
dinvestissement de moiti.
Mots cls :
1- Systmes photovoltaques, Systmes photovoltaques hybrides, Eau chaude sanitaire
solaire, Climatisation solaire, Audit Energtique
ABSTRACT
The developpement of renewable energy is a great opportunity for the Africans compagnies.
With a good enlightement, west African country present reals conditions for implantation of
solartechnogy. Our study presented the rentability of the renewables technologies, particulary the solar
technology. After our study, wefind :
- For the autonomous photovoltaic system, we find for rentability times, more than 70 years.
The cost of investissement the implantation of the technology is reduced when we use a
efficient devices.
- The cold solar system present a good time of rentability, in our study we find
approximately five years.
- The solar air conditioning isnt really improve, the cost of the technology is so expensive
and the technology is available for the big power.
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LISTE DES ABBREVIATIONS
PV : Photovoltaque
ECS : Eau Chaude Sanitaire
2ie : Institut International dingnierie de lEau et de lEnvironnement
EECI: Energie lectrique de la Cte dIvoire
IREN: Institut de Recherche sur les nergies nouvelles IREN
DSRP : Document Stratgique de Rduction de la Pauvret
SODEXAM : Socit dExploitation et de Dveloppement Aroportuaire, Aronautique et de
Mtorologique
CIE : Compagnie Ivoirienne dElectricit
SODECI : Socit de Distribution dEau en Cte dIvoire
CI : Cte dIvoire
CC : Convertisseur continu
CA : Convertisseur Alternatif
Cj : Consommation journalire
Pc: Puissance crte
K : Coefficient de perte
Pins. : Puissance installer
Ireg : Intensit reue par le rgulateur
Nreg : Nombre de rgulateurs
Cb : Capacit de la batterie
Pond : Puissance reue par londuleur
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SOMMAIRE
INTRODUCTION ..................................................................................................................................... 1
A-Contexte du projet .............................................................................................................................................. 1
B- Objectifs .............................................................................................................................................................. 1
C- Mthodologie ..................................................................................................................................................... 1
I-ETAT DES LIEUX DU SECTEUR DES ENERGIES RENOUVELABLES ............................................... 2
II-DUREE DINSOLATION ET RAYONNEMENT GLOBAL ...................................................................... 3
II.1-Dure dinsolation en Cte dIvoire ................................................................................................................ 3
II.2-Rayonnement global......................................................................................................................................... 3
III- CONFIGURATION DES SYSTEMES PHOTOVOLTAQUES .............................................................. 5
III.1-Les panneaux photovoltaques ....................................................................................................................... 6
III.2-Le rgulateur de charge ................................................................................................................................... 7
III.3-Les batteries ou rservoir dnergie ................................................................................................................ 7
III.4-Les convertisseurs ........................................................................................................................................... 7
IV- ETUDE COMPARATIVE DES PANNEAUX PHOTOVOLTAIQUES .................................................. 8
IV.1-Etude par types de panneaux .......................................................................................................................... 8
V-DIMENSIONNENEMT DUN SYSTEME PHOTOVOLTAIQUE AUTONOME ................................... 9
V.1-Gnralits sur les composants utiliss ........................................................................................................... 9
VI- ETUDE DE RENTATIBILITE DES SYSTEMES PHOTOVOLTAIQUES ......................................... 14
VI.1- Rcapitulatif des cots dinvestissement ..................................................................................................... 14
VII-AUDIT ENERGETIQUE DE LENTREPRISE ALBEDO ..................................................................... 17
VII.1- Etat des lieux de lentreprise Albdo .......................................................................................................... 17
VII.2- Rpartition de la consommation nergtique ............................................................................................. 17
VII.3- Mesures et Recommandations ................................................................................................................... 19
VII.4- Climatisation solaire* ................................................................................................................................ 20
VIII- SIMULATION APRES AUDIT ENERGETIQUE ................................................................................ 24
IX- SYSTEME PHOTOVOLTAIQUE HYBRIDE ......................................................................................... 25
IX.1- Schma de principe ...................................................................................................................................... 25
IX.2- Climatisation hybride.................................................................................................................................... 26
IX.3-Montage dun prototype de centrale hybride solaire PV / CIE sans batterie de stockage ........................... 28
X- DIFFICULTES ET RECOMMANDATIONS ............................................................................................ 31
X.1- Difficults ....................................................................................................................................................... 31
X.2- Recommandations ......................................................................................................................................... 31
CONCLUSION ................................................................................................................................................... 32
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LISTE DES TABLEAUX & FIGURES
LISTE DES TABLEAUX
Tableau 1 : Dure dinsolation Abidjan en heures/mois (1999-2009)
Tableau 2 : Rayonnement global (kWh/m2/Jour) Cte dIvoire
Tableau 3 : Rayonnement global en 2009 en (kWh/m2/Jour) Cte dIvoire
Tableau 4 : Diffrences entre les valeurs densoleillement des ines-solaire.com et SODEXAM
Tableau 5: Diffrents rendements des cellules PV
Tableau 6 : Rendement surfacique du monocristallin
Tableau 7 : Rendement surfacique du monocristallin
Tableau 5 : Rendement surfacique de lamorphe
Tableau 6 : Prsentation des caractristiques principales des composants SU-KAM
Tableau 7: Consommation nergtique Albdo 2009
Tableau 8 : Calcul de la puissance installer
Tableau 9 : Nombre de rgulateurs
Tableau 10: Chiffrage des batteries
Tableau 11: Chiffrage des onduleurs
Tableau 12 : Rcapitulatif des cots dacquisition des quipements en Fcfa
Tableau 13 : Investissement total pour la ralisation du projet
Tableau 14 : Cot des Panneaux photovoltaques au silicium amorphe
Tableau 15: Cot global du projet
Tableau 16: Avantages et inconvnients des couples
Tableau 17 : Cot dinvestissement installation photovoltaque scnario 1
Tableau 18 : Cot dinvestissement total sur 20 ans
Tableau 19 : Cot dacquisition de climatiseurs hybrides
Tableau 20 : Caractristiques du champ PV (dpart usine)
Tableau 21 : Cot dinvestissement pour lacquisition de londuleur SUNNY BOY
Tableau 22 : Investissement raliser aprs mesures defficacit pour lacquisition des panneaux
Tableau 23 : Investissement pour lacquisition des onduleurs
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LISTE DES FIGURES
Figure 1: Configuration des systmes photovoltaques (Source : Cours professeur Mohammed Koita
SACKO, INP-HB)
Figure 2 : Synoptiques gnral des systmes photovoltaques
Figure 3 : Panneau solaire, (installation Pharmacie saint CLEMENT, Cte dIvoire)
Figure 4 : Rgulateur de charges, (installation Pharmacie saint CLEMENT Cte dIvoire)
Figure 5 : Accumulateur dnergie, (installation pharmacie saint CLEMENT Cte dIvoire)
Figure 6: Convertisseur DC/AC (Catalogue KYOCERA)
Figure 7 : Rpartition des cots des investissements
Figure 8 : Rpartition de la consommation nergtique dAlbdo en fonction
Figure 9 : Rpartition de la consommation nergtique dAlbdo par catgorie dquipement
Figure 10 : Rpartition de la consommation nergtique du bureau dtude
Figure 11 : Etat de lart de la climatisation solaire
Figure 12: Configuration hybride solaire photovoltaque rseau CIE
Figure 13 : Synoptique lectrique
Figure 14: Surface dimplantation des panneaux photovoltaques, surface total 300 m2
Figure 15 : Sunny boy 3300
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PRESENTATION DE LENTREPRISE ALBEDO
Albdo est une socit multiservices intervenant sur le confort dans les btiments et loptimisation
des consommations en nergie. Elle s'appuie sur une quipe de professionnels permanents qui sont
spcialiss dans quatre principales activits: Climatisation, Froid Industriel, lectricit et Plomberie.
Elle introduit une grande innovation sur le march sous-rgional en instaurant des services de prise
en charge totale de systmes de climatisation ou une offre de location vente de systmes avec
garantie totale. Ainsi, elle rompt avec loffre classique de commercialisation dquipements et
dappareils et de services de dpannage plus ou moins volus. En effet, en partant de lanalyse des
besoins des clients, la conclusion principale qui ressort est que, quelque soit la forme de la
transaction commerciale entre le client et le prestataire, le dernier devrait tre plus outill pour
assumer les responsabilits du bon fonctionnement des systmes installs ainsi que loptimisation de
leur exploitation. Cest pourquoi Albdo sest organise (expertises ncessaires, savoir-faire,
exprience, partenaires, police dassurance, termes contractuels clairs) pour vous soustraire les
responsabilits qui sapparentent plus ses comptences afin que vous puissiez vous focaliser sur
votre cur de mtier.
Les quipes dAlbdo sont organises autour de la structure centrale au sige Abidjan et de six
bases gographiques pour couvrir la totalit de lAfrique de lOuest et galement pour maintenir une
interface constante et continue avec les centres de fabrication de systmes et dapprovisionnement
en quipements et pices de rechange.
Elles ont une approche doptimisation de systmes et de rsolution de problme. Elles se concentrent
sur la satisfaction complte du client et en font leur leitmotiv.
Le ple administratif, dans la philosophie du groupe, vous proposera des modles de contrat qui
garantissent latteinte de vos objectifs pour satisfaire une clientle la recherche de services de
qualit, excuts diligemment avec efficience. Chaque charg de projet est choisi parmi l'ensemble
des professionnels disponibles sur la seule base des comptences recherches par le client.
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ORGANIGRAMME FONCTIONNEL - ALBEDO
Conseil
dAdministration
Comit Stratgique PRESIDENT DIRECTEUR GENERAL
Ingnieur charg dAffaires et
des travaux neufs
Assistante de direction
Coursiers Inspecteur Qualit
Ingnieurs
Etudes
DIRECTRICE ADMINISTRATIVE ET
FINANCIERE
Ingnieur charg de la
Maintenance
DIRECTEUR TECHNIQUE
Equipes Maintenance Equipes travaux neufs Equipes Etudes
Gestion
commerciale Comptabilit Ressources
humaines
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INTRODUCTION
A-CONTEXTE DU PROJET
La question des nergies renouvelables, en Afrique, demeure marginale, particulirement en
Cte dIvoire o le march ne prsente pratiquement aucun acteur. A la faveur, des rcents dlestages
qua connu le pays, les questions sur lefficacit nergtique et lexploitation des technologies vertes
sont plus que dactualit, en tmoigne la rcente ouverture de la direction des nergies renouvelables
dans le pays. Des entreprises locales commencent sintresser ce nouveau buisness qui prend
forme. Dans le cadre du dveloppement de son dpartement nergies renouvelables, lentreprise
Albdo nous a confi la tche deffectuer une ETUDE TECHNICO-ECONOMIQUE DES
TECHNOLOGIES DENERGIE SOLAIRE EN CTE DIVOIRE . Cette tude sinscrit dans le
cadre de la ralisation de notre mmoire de fin dtude, pour lobtention de notre diplme de Master
spcialis Gnie Electrique, Energtique & Energies Renouvelables lInstitut International
dIngnierie de lEau et de lEnvironnement.
B- OBJECTIFS
Les principaux objectifs fixs sont :
- Identifier les technologies exploitant lnergie solaire comme source primaire pour la production dnergie
- Identifier des fournisseurs pour la fourniture en matriel
- Dimensionner une installation photovoltaque autonome pour la fourniture dnergie dAlbdo et tudier la rentabilit du systme.
- Etudier la rentabilit des systmes solaires thermiques
- Faire des recommandations sur la faisabilit ou non du projet de dveloppement des nergies
renouvelables en Cte dIvoire.
C- METHODOLOGIE
Nous dbuterons nos travaux par un tat des lieux du secteur des nergies renouvelables en
Cte dIvoire, ensuite nous prsenterons les diffrentes technologies commercialement disponibles,
nous terminerons par la prsentation de notre tude de rentabilit et de nos recommandations.
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I-ETAT DES LIEUX DU SECTEUR DES ENERGIES RENOUVELABLES
Le prsent tat des lieux sappuie sur des interviews ralises, des collectes de donnes, et
lecture darticles divers sur le dveloppement des nergies renouvelables en Cte dIvoire, en
particulier le Magazine TYCOON .
Nous retenons de nos diffrentes investigations [1]:
Lexistence dune direction des nergies renouvelables : Cre en Avril 2009, elle est dirige
par M.KOUAME Augustin, qui fut notre principal interlocuteur la direction.
Situe limmeuble EECI (Energie lectrique de la Cte dIvoire), elle a pour objectifs affichs :
- obtenir des donnes fiables sur les paramtres solaires en Cte dIvoire
- dynamiser le secteur du renouvelable en Cte dIvoire, en regroupant les diffrents acteurs
prsents sur le march et en facilitant le dveloppement dactivits dans le secteur
- faire la promotion des nergies renouvelables pour favoriser leur utilisation au plan national
- mettre en place des textes rglementaires qui faciliteront lacquisition dquipements etc.
Sept (7) acteurs recenss par la direction des nergies renouvelables ce jour (ANNEXE 1)
Un Institut de Recherche sur les nergies nouvelles (IREN), cr en 1980.
Le domaine des nergies renouvelables cest aussi un objectif affich, selon le DSRP de passer
(Document Stratgique de Rduction de la Pauvret) de passer de 3% en 2013 dutilisation des
nergies renouvelables (solaire photovoltaque) 5% dutilisation en 2015.
NB : Pour une meilleure apprciation de ltat des lieux des nergies renouvelables en Cte dIvoire,
Voir (ANNEXE 2)
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II-DUREE DINSOLATION ET RAYONNEMENT GLOBAL
II.1-Dure dinsolation en Cte dIvoire En moyenne nous avons comme dure dinsolation par mois les valeurs prsentes dans le tableau ci-
dessous. Donnes fournies par la SODEXAM.
Tableau 1 : Dure dinsolation Abidjan en heures/mois 1999-2009 (Source : SODEXAM,
Annexe 3)
En moyenne la dure dinsolation Abidjan, par jour, est de 6,5 heures.
II.2-RAYONNEMENT GLOBAL
Le rayonnement global se divise en deux composantes:
- une composante directe,
- une composante diffuse
Le tableau ci-aprs nous fournis les valeurs mensuelles de lensoleillement en Cte dIvoire,
Abidjan.
ANNEE JAN FEV MARS AVR MAI JUIN JUIL AOUT SEPT OCT NOV DEC MOYENNE
1999 211,4 217,1 247,1 211,1 228,4 145,6 173,1 211,8 137,7 210,2 249,2 232,8 206,29
2000 213,4 218 205,4 248 195,4 122 153,2 140 112,6 236,6 251,2 205,2 191,75
2001 235,6 202,6 250,6 224,4 213 0 0 0 0 0 0 0 93,85
2003 0 0 0 0 209,4 119,8 179,1 124,8 142,2 197,1 245,6 212,5 119,21
2004 205,1 169,6 215,9 213,5 104,2 147,7 74,8 126,8 0 0 0 114,33
2005 149,4 218 210,6 228,7 188,8 126,4 134,3 126,1 144,2 212,4 239,3 251,8 185,83
2006 250 231,1 222,9 217,7 177,7 160,2 174,8 128,3 146,9 214,6 234,9 217,6 198,06
2007 104,3 204,1 214,9 210,4 199,6 111,6 168,1 142,1 179,5 214 247,9 221,4 184,83
2008 236,9 176,8 216 184,9 178,1 143,4 148,4 183,1 140,5 234,9 232,3 226 191,78
2009 227,5 196 205 220,9 205,7 137,2 120 60,7 117,8 216,2 245,4 234,2 182,22
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Tableau 2 : Rayonnement global (kWh/m2/Jour) Cte dIvoire. (Source : SODEXAM, Annexe 3)
Tableau 3 : Rayonnement global en 2009 en (kWh/m2/Jour) Cte dIvoire (Source : ines-solaire.com)
Tableau 4 : Diffrences entre les valeurs densoleillement des sources ines-solaire.com et
SODEXAM
Remarque: Une diffrence est constate entre les valeurs fournies par la SODEXAM et les donnes
satellitaires fournies par le site ines-solaire.com. Pour la suite de nos travaux nous utiliserons comme
valeur densoleillement 4,5 kWh/m2/Jour.
Anne Jan Fev Mars Avril Mai Juin Juil Aot Sept Oct Nov Dec Moyenne
2003 0,00 0,00 0,00 0,00 0,00 2,66 3,27 2,77 2,95 3,49 3,74 3,37 3,18
2004 3,36 3,08 3,28 3,74 3,53 2,52 2,91 2,37 2,85 3,24 0,00 0,00 3,09
2005 2,88 3,61 3,66 3,67 3,32 2,71 2,79 2,80 3,00 3,57 3,69 3,69 3,28
2006 3,75 3,72 3,78 3,81 3,21 3,00 3,12 2,82 3,02 3,60 3,65 3,41 3,41
2007 2,47 3,49 3,70 3,69 3,41 2,58 3,08 2,94 3,32 3,59 3,76 3,44 3,29
2008 3,64 3,24 3,73 0,00 3,23 2,86 2,92 3,31 2,99 3,78 3,62 3,56 3,35
2009 3,56 3,41 3,62 3,95 3,46 2,80 2,68 2,21 2,76 3,42 3,73 3,56 3,27
Jan. Fv. Mar Avril Mai Juin Juil. Aot Sep Oct. Nov. Dc.
6,87 6,44 5,59 5,18 4,48 3,56 3,74 3,54 3,54 4,810 5,90 6,52
DIFFERENCE
CONSTATEE
JAN FEV MARS AVRIL MAI JUIN JUILLET AOUT SEPT OCT NOV DEC
3.31 3.03 1.97 1.23 1.02 0.76 1.06 1.33 0.78 1.39 2.17 2.96
48% 47% 35% 24% 23% 21% 28% 38% 22% 29% 37% 45%
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III- CONFIGURATION DES SYSTEMES PHOTOVOLTAQUES
Un systme photovoltaque permet la production dlectricit partir du rayonnement solaire et
grce la mise en association de plusieurs quipements. Il se prsente ainsi :
Figure 1: Configuration des systmes photovoltaques (Source : Cours professeur Mohammed Koita
SACKO, INP-HB) [2] & [3]
Figure 2 : Synoptiques gnral des systmes photovoltaques
Un systme photovoltaque se compose de:
Panneaux photovoltaques
Rgulateurs de charge
Batteries
Convertisseurs (CC/CC) ou (CC/AC)
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III.1-Les panneaux photovoltaques
Ils permettent la conversion du rayonnement solaire en nergie lectrique. Les principales
technologies industrialises en quantit ce jour sont :
- les cellules de type silicium monocristallin
- les cellules de type silicium polycristallin
- Les cellules de type silicium amorphe
Tableau 5: Diffrents rendements des cellules PV (source : bp-solar.com)
Figure 3 : Panneau solaire, (installation Pharmacie saint CLEMENT, Cte dIvoire)
Technologie Rendement typique Rendement maximum
obtenu (laboratoire)
Silicium Monocristallin Rendement de conversion de 12
15% ; plus coteux que les poly
cristallins
24%
Silicium Poly-cristallin Rendement de conversion de 9 10%
; obtenu par lingots
paralllpipdiques par
moulage de silicium fondu
18,6%
Silicium Amorphe Produit en couche mince par
dcomposition du silane (SiH4).
Rendement de conversion faible (4
7%) utilis sur les calculatrices et les
montres
12,7%
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III.2-LE REGULATEUR DE CHARGE
Le rgulateur de charge assure loptimisation de la production dlectricit du panneau
photovoltaque.
Les rgulateurs de charges assurent principalement les taches
suivantes :
- protection de laccumulateur contre les dcharges profondes ;
- limitation de la tension de charge terminale (protection contre les
surcharges)
- prvention de la dcharge des batteries
Figure 4 : Rgulateur de charges, (installation Pharmacie saint CLEMENT Cte dIvoire)
III.3-LES BATTERIES OU RESERVOIR DENERGIE
Les batteries garantissent la fourniture dnergie de faon continue, grce au stockage quelles
font. Elles doivent tre rsistantes aux cycles rpts, c'est--dire
supporter longtemps les charges de jour et les dcharges de nuit,
avoir un bon rendement de charge, mme pour des courants de
charges faibles, ainsi quune auto dcharge faible sont primordiaux.
Pour rpondre ces critres des accumulateurs spciaux au plomb, se
sont distingus par un bon rapport qualit prix.
Elles ont pour avantages de satisfaire la demande crte momentane
des charges, mais augmentent la complexit et du cot du systme.
Figure 5 : Accumulateur dnergie, (installation pharmacie saint CLEMENT Cte dIvoire)
III.4-LES CONVERTISSEURS
Deux types :
- les convertisseurs CC/CC : Ils sont utiliss pour lalimentation de charges continues.
- les convertisseurs CC/AC : plus connus sous lappellation donduleur, ils permettent lalimentation
de charges alternatives sous 230V AC, dans le cas des systmes
photovoltaques.
Figure 6: Convertisseur CC/AC (Catalogue KYOCERA)
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ETUDE TECHNICO-ECONOMIQUE DES TECHNOLOGIES SOLAIRES EN COTE DIVOIRE
IV- ETUDE COMPARATIVE DES PANNEAUX PHOTOVOLTAIQUES
IV.1-ETUDE PAR TYPES DE PANNEAUX
Nous distinguons trois types de cellules photovoltaques avec diffrents rendements surfaciques.
Tableau 6 : Rendement surfacique du monocristallin (Ex : TRITEC, Voir ANNEXE 3)
Tableau 7 : Rendement surfacique du polycristallin (Fournisseur : SU-KAM, voir ANNEXE 4)
Tableau 5 : Rendement surfacique de lamorphe (Fournisseur : SCHOTT SOLAR, voir ANNEXE 5)
Art. N 101130 101111 101112 101132 101208
Modle Schott ASI 87 Schott ASI 90 Schott ASI 95 Schott ASI 100 Schott ASI 103
Surface (m2) 1,45 1,45 1,45 1,45 1,45
W/m2 60,03 62,10 65,55 69,00 71,07
Le silicium amorphe prsente le plus bas rendement surfacique. Pour une installation de grande
puissance il ncessitera une grande surface. Il est le moins onreux et son rendement varie peu
en fonction de la temprature.
Le monocristallin prsente le meilleur rendement surfacique mais le Wc install est le plus cher.
Il est prconis pour des rgions dont la proportion de rayonnement direct est importante.
Le polycristallin, prsente un rendement meilleur que celui du silicium amorphe et moins
important que celui du monocristallin. Il est prconis pour des rgions recevant la fois le
rayonnement direct et le rayonnement diffus (ex : la Cte dIvoire).
Modle KD135GH-
2PU
KD180GH-
2PU
KD185GH-
2PU
KD210GH-
2PU
KD215GH-
2PU
KD230GH-
2PB
KD235GH-
2PB
Maximum
Power 135 180 185 210 215 230 235
Surface
(m2)
1,002 1,32462 1,32462 1,485 1,485 1,64538 1,64538
W/m2 134,73 135,89 139,66 141,41 144,78 139,79 142,82
MODULES
TYPE 10W36 12W36 18W36 38W36 40W36 75W36 150W72 165W72 200W72
Peak Power
Output (Wp) 10 12 18 38 40 75 150 165 200
Dimmensions
(surface m2)
0,16 0,16 0,16 0,36 0,36 0,66 1,25 1,24 1,64
W/m2 63,80 76,56 114,83 106,76 112,38 113,34 119,79 133,29 122,07
-
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V-DIMENSIONNENEMT DUN SYSTEME PHOTOVOLTAIQUE AUTONOME
Dfinition
Un systme photovoltaque autonome produit lnergie lectrique uniquement grce aux panneaux
photovoltaques installs, aucune autre source ne permet la fourniture nergtique.
Etude de cas I
Lobjectif est de dimensionner un systme photovoltaque autonome, capable de produire la
consommation nergtique journalire dAlbdo. Nous prenons comme base de consommation lanne
2009. Nous utiliserons les composants du fournisseur SU-KAM. (Annexe A)
V.1-GENERALITES SUR LES COMPOSANTS UTILISES
Tableau 6 : Prsentation des caractristiques principales des composants SU-KAM
Puissance Tension
Nominale (V)
Intensit
nominale (A) Rendement Capacit (Ah)
Panneau solaire, (Annexe 4) 75~200 Wc 24 - -
Rgulateur de charges 12 30~40 0,93~0,95 -
Batteries (Annexe C) 12~24 0,85~0,9 165~200
Onduleur 400~1000
W 12~24 0,9~0,95 -
Rendement surfacique des panneaux SU-KAM (cf. figure 7)
Ensoleillement.
Avant d'installer un quipement utilisant l'nergie solaire, il est important de connatre la
luminance au sol, c'est--dire la quantit de lumire solaire reue au sol. Cest une grandeur importante
qui doit tre trs bien apprcie sinon les installations solaires seront surdimensionnes ou sous
dimensionnes. (Cf. Tableau 1 & 3)
Demande nergtique.
Tableau 7: Consommation nergtique Albdo 2009, (Annexe 5)
04 DEC08-
04 FEV09
04FEV09-
04 JUIN09
04 JUIN09-
04 AOUT09
04 AOUT09-
04 OCT09
04 OCT09-
04 DEC09 TOTAL
CONSO. kWh 8 166 8 373 6 805 3 876 9 405 36 625
COUT (FCFA) 760 020 931 900 645 050 391 515 941 117 3 669 655
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Le cot de la facture nergtique est de 3 669 655 Fcfa/An pour une consommation totale
de 36,625 MWh/an.
Par mois nous obtenons une consommation moyenne de : 3 052 kWh
Ce qui nous donne une consommation moyenne par jour, en considrant que lentreprise
Albdo travaille 5,5 jours par semaine avec un totale de 4 semaines dans le mois nous
obtenons : 138 731 Wh/jour.
Pour notre tude nous allons considrer la consommation des priodes les plus chaudes, ainsi
nous obtenons par jour :
(1)
/J
Le Cot du kWh/an est de :
(2)
Puissance crte installer, Pc
(3)
Coefficient de perte, K
(4)
Evaluation de la puissance installer
-Nombre de panneaux en srie (Ns) et Nombre de panneaux en parallle (Np)
(5) (6)
Puissance installer, Pins
(7)
-
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Tableau 8 : Calcul de la puissance installer
Consommation Journalire
(Cj) en Wh/J 148000
Tension batterie (Ubatt) (V) 24 24 24 12
Tension module (Umod) (V) 24 24 24 12
Puissance module (Pmod) (Wc) 200 165 150 75
Ensoleillement (kWh/m2/Jour) 4.5 4.5 4.5 4.5
Autonomie (Jour) 2 2 2 2
K (coef. Pertes) 0.62 0.62 0.62 0.62
Pc (Wc), calcule 53 426 53 426 53 426 53 426
Ns 1 1 1 1
Np 267 324 356 712
Nombre total de panneaux 267 324 356 712
Puissance relle installer
(Wc) 53 450 53 460 53 450 53 450
Surface unitaire de chaque
panneau (m2) 1.64 1.24 1.25 0.66
Cot unitaire Wc (FCFA) 1 250 1 250 1 250 1 250
Cot total (FCFA) 66 782 200 66 782 200 66 782 200 66 782 200
TOTAL SURFACE (m2) 438.1 401.5 445.2 470.1
Cot/m2 152 450 166 350 150 000 142 100
Dimensionnement du rgulateur de charge et nombre de rgulateurs en parallle
Intensit rgulateur (Ireg) et nombre total de rgulateur (Nreg) :
(8) (9)
Tableau 9 : Nombre de rgulateurs
Courant total du rulateur de charges,
Ireg 2 226 2 226 2 226 4 452
Courant unitaire du rgulateur 40 30 30 40
Nombre total de rgulateurs en
parallle 56 74 74 111
Tension rgulateur 24 24 24 24
Prix unitaire ($) 131.00 94.00 94.00 131.00
Prix unitaire (FCFA) 65 500 47 000 47 000 65 500
Cot total (FCFA) 3 645 200 3 487 500 3 487 500 7 290 400
Dimensionnement des batteries
La batterie dans un systme PV est caractrise par sa capacit (Cb).
(10)
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Tableau 10: Chiffrage des batteries
Dimensionnement de londuleur
La puissance dentre de londuleur, Pond :
Pond Pc (11)
Tableau 11 : Chiffrage des onduleurs
Puissance onduleur, Pond (W) 53 426 53 426 53 426 53 426
Puissance unitaire 1000 750 750 400
Tension onduleur (V) 24 24 24 12
Nombre donduleur 53 71 71 134
Prix unitaire 185 135 135 91
Prix unitaire (Fcfa) 92 500 67 500 67 500 45 500
Cot Total en FCFA 4 941 900 4 808 350 4 808 350 6 077 200
Autres accessoires
Il sagit essentiellement des cbles solaires, des supports pour la pose des panneaux
photovoltaques, de la construction de locaux pour les batteries, des rgulateurs et des onduleurs. Pour
la suite de notre tude le cot de ces quipements seront estims de la faon suivante :
Cot Support & Gnie civil pour les modules (Fcfa/Wc) 100
Cot de l'Armoire de commande (Fcfa/Wc) 100
Cot des Cbles et divers accessoires (Fcfa/Wc) 200
Cot des Tuyauteries et accessoires (Fcfa/Wc) 150
Cot de la Main duvre (Fcfa/Wc) 75
Capacit de la Battrie. (Cb) (Ah) 16 122 16 122 16 122 32 244
Capacit Unitaire (Ah) 200 200 165 165
Tension Nominale 12 12 12 12
Nombre de battries en srie 2 2 2 1
Nombre de battries en parallle 81 81 98 195
Nombre totale de battrie 161 161 195 195
Prix unitaire ($) 204 204 169 169
Prix unitaire (FCFA) 102 000 102 000 84 500 84 500
Cot total (FCFA) 16 444 500 16 444 500 16 512 900 16 512 850
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Rcapitulatif des cots dinvestissement
Tableau 12 : Rcapitulatif des cots dacquisition des quipements en Fcfa
Cot total
Panneaux
photovoltaques
66 782 200 66 782 200 66 782 200 66 782 200
Cot total
rgulateurs 3 645 200 3 487 500 3 487 500 7 290 400
Cot total
batteries 16 444 500 16 444 500 16 512 900 16 512 850
Cot total
onduleur 4 941 900 4 808 350 4 808 350 6 077 200
Cot total
accessoires 33 391 100 33 391 100 33 391 100 33 391 100
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VI- ETUDE DE RENTATIBILITE DES SYSTEMES PHOTOVOLTAIQUES
VI.1- RECAPITULATIF DES COUTS DINVESTISSEMENT
Objectif : Nous souhaitons dterminer la rentabilit dune installation PV autonome
Hypothses :
- Le fournisseur dquipement est bas en Inde, les prix fournis sont des prix dpart usine, nous les
affecteront dun coefficient dimportation de 1,6 et le coefficient de vente sera de 1,4.
Facture nergtique
(Cf. Tableau 7)
Tableau 13 : Investissement total pour la ralisation du projet
COUT TOTAL
INVESTISSEMENT
initial en FCFA
180 293 100 179 827 100 179 936 457 188 051 300
A+5 Renouvellement des
batteries en FCFA 26 311 200 26 311 200 26 420 600 26 420 600
A+7 Renouvellement des
rgulateurs en FCFA 5 832 400 5 580 100 5 580 100 11 664 700
A+10 Renouvellement
des onduleur+batteries en
FCFA
34 218 200 34 004 500 34 113 900 36 144 100
A+14 Renouvellement
des onduleurs en FCFA 5 832 400 5 580 100 5 580 100 11 664 700
A+15 Renouvellement
des batteries en FCFA 26 311 150 26 311 150 26 420 550 26 420 600
INVESTISSEMENT
TOTAL (SUR 20 ANS)
en FCFA
278 798 000 277 613 700 278 051 500 300 365 600
ECONOMIE
REALISEE/AN en
FCFA
3 700 000 3 700 000 3 700 000 3 700 000
Cout du kWh (A+1) 1 883 800 1 875 800 1 878 800 2 029 500
TEMPS DE RETOUR
SUR
INVESTISSEMENT
(AN)*
75 75 75 81
* Le temps de retour sur investissement a t dtermin en faisant le rapport du cot du projet total par
les conomies ralises chaque anne sur la facture Albdo.
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Figure 7 : Rpartition des cots des investissements
P.SOLAR : Panneaux solaire
S.C.C : Solar Charge Controler
Batt. : Batterie
Utilisation de panneau PV au silicium Armophe
En lieu et place du silicium polycristallin du fournisseur SU-KAM, nous utiliserons le silicium
amorphe du fournisseur SCHOTT SOLAR. (Annexe B)
Nous obtenons comme rsultats, les quipements du fournisseur SU-KAM pour les autres composants
seront utiliss :
Tableau 14 : Cot des Panneaux photovoltaques au silicium amorphe
Consommation Journalire (Wh) 148000
Puissance unit. Mod (W) 100 90 95
Pc 53 426 53 426 53 426
Nombre total Mod. 534 594 562
P. relle installer (Wc) 53 426 53 426 53 426
Surface 1.43 1.43 1.43
Cot unitaire (FCFA) 775 775 775
Cot total (FCFA) 41 405 000 41 405 000 41 405 000
TOTAL SURFACE (m2) 764.0 848.9 804.2
Cot/m2 54 196 48 776 51 486
P. SOLAR53%S.C.C
3%
BATT.13%
INVERTER4%
A. CHARGES27%
REPARTITION DES INVESTISSEMENTS
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Tableau 15: Cot global du projet
Remarque : Notre dimensionnement a t effectu sur la considration selon laquelle nous aurons
deux jours dautonomie.
- Nombre de jour dautonomie des batteries : 1 jour Cot total investissement : 226 175 800 FCFA
Retour sur investissement : 61 ans
- Nombre de jour dautonomie des batteries: 0,5 jour Cot total investissement : 198 680 400 FCFA
Retour sur investissement : 54 ans
Conclusion partielle
Pour une ville urbaine nous retenons que sans mesures daccompagnement, il nest pas rentable
dinvestir dans un systme autonome photovoltaque, car moins comptitif face au cot du kWh vendu
par la Compagnie Ivoirienne dElectricit (CIE). Rduire considrablement les cots de notre systme,
suppose une baisse de la consommation nergtique. En effet, produire de lnergie partir de
systmes photovoltaques implique une rduction de la consommation nergtique en utilisant des
appareils avec une faible consommation nergtique et la diversification des ressources nergtiques.
Nous allons raliser un audit nergtique de lentreprise Albdo pour valuer les conomies
que nous pouvons faire et identifier limpacte de ces conomies sur le cot de notre systme
photovoltaque autonome.
Cot total investissement initial 139 689 500 139 223 500 139 333 000
A+5 26 311 100 26 311 150 26 420 600
A+7 5 832 350 5 580 100 5 580 100
A+10 34 218 150 34 004 450 34 113 900
A+14 5 832 350 5 580 100 5 580 100
A+15 26 311 150 26 311 150 26 420 600
INVESTISSEMENT TOTAL
(SUR 20 ANS) 238 194 450 237 010 200 237 447 900
Cot du kWh (A+1) 1 609 450 1 601 450 1 604 400
ECONOMIE REALISEE/AN 3 700 000 3 700 000 3 700 000
TEMPS DE RETOUR SUR
INVESTISSEMENT (AN) 64 64 64
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VII-AUDIT ENERGETIQUE DE LENTREPRISE ALBEDO
Objectif : Le but de lexercice est danalyser la consommation nergtique de la socit Albdo, et
identifier les gaspillages nergtiques et les rduire par la suite. Nous analyserons limpact de nos
mesures sur la taille de notre systme aprs nos diffrentes mesures defficacit nergtique.
Hypothses :
- Les consommations des diffrents appareils seront estimes dfaut de les mesurer
- La priode estivale sera prise comme rfrence de consommation
VII.1- ETAT DES LIEUX DE LENTREPRISE ALBEDO
Il sagira de dresser la liste des appareils prsents dans lentreprise.
Nous nous intresserons aux appareils couramment utiliss dans lentreprise.
- 8 climatiseurs de diffrentes puissances assurent la production de froid
- 53 ampoules de 36 W assurent lclairage de nuit et de jour
- 12 PC
- 2 ordinateurs portables
- 1 rfrigrateur
- 1 photocopieuse
- 5 imprimantes
- Un extracteur
- Une ampoule a incandescence de 60 W
La facture en 2009, tait de 3 700 000 FCFA pour une consommation de 36 625 kWh
VII.2- Rpartition de la consommation nergtique
Figure 8 : Rpartition de la consommation nergtique de Albdo en fonction
1%1%
8%7%
8%
4%
2%
4%
1%
6%
0%
58%
Rpartition de la consommation energetique Albedo par local
local tec.
Mag.
Secre.
Hall
Secretariat
Bur. DG
Bur.ser. Achat
Bur.DAF
Bur.Ser C.
Serv. Tres
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Figure 9 : Rpartition de la consommation nergtique de Albdo par catgorie dquipement
Remarque :
- Le local bureau dtude est le consommateur le plus important, il reprsente 58% de la
consommation totale
- La climatisation 65% de la consommation dAlbdo
- La consommation des luminaires et des PC nest pas ngligeable, ils font respectivement 15%
et 14% de la totalit de la consommation.
Consommation du Bureau dEtude
Figure 10 : Rpartition de la consommation nergtique du bureau dtude
Remarques : la climatisation occupe une grande part dans la consommation nergtique du bureau
dtude. Aussi, lclairage du local et les ordinateurs sont une part non ngligeable de la
consommation. Rduire la consommation nergtique dAlbdo implique une rduction de la
consommation de la climatisation, des luminaires et des ordinateurs de bureau. Nos actions porteront
plus sur les luminaires et la climatisation.
38%
31%
11%
14%
5% 0%1%
Dtail de la consommation du Bureau d'Etude
Armoire
Cassette
Luminaire
PC
Imprimante
Refrigerateur
65%15%
14%
3% 3%0%
Rpartition de la consommation par type d'equipement
ClimatisationLuminaireOrdinateur PCPhotocopieuseBureautiqueOrdinateur port.
-
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VII.3- MESURES ET RECOMMANDATIONS
Luminaires
La consommation journalire totale de lclairage est 26 418 Wh/J, pour un total de 53 lampes
installes.
Notre recommandation est le remplacement de toutes les lampes par des lampes
efficaces avec une faible consommation. Il sagira dinstaller de faon pratique :
- 53 lampes de marque decostar 12V, 20 W , Prix unitaire 9000 Fcfa
- 53 spots blancs orientables, Prix unitaire 9000 Fcfa
- 53 transformateurs de 70 W (230V/12V), Prix unitaire 22 000 Fcfa
NB : Une remise de 10% est faite sur le prix total des quipements, ainsi le prix total des trois
quipements est de : 40 000x0,9 = 36 000 Fcfa
Economie nergtique ralise : 16 638 Wh,
Consommation luminaire, aprs application des mesures : 9 780 kWh
Prix total du projet de remplacement des luminaires est de 1 908 000 Fcfa pour une dure de vie de 45
000 heures de fonctionnement.
Ordinateur de bureau
Nous navons pas de mesures particulires pour les ordinateurs.
CLIMATISATION
Trois solutions soffrent nous pour la rduction de la consommation nergtique des climatiseurs :
- Le remplacement des climatiseurs existants par des climatiseurs solaires
- Le remplacement des climatiseurs existants par des climatiseurs hybrides
- La conservation des installations existantes, et lisolation de la toiture du local bureau dtude
pour rduire la charge thermique de ce dernier et valuer la nouvelle charge thermique. Ce cas
de figure nest pas prsent dans notre tude.
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VII.4- CLIMATISATION SOLAIRE*
Etat de lart de la climatisation solaire
Lexpression climatisation solaire dsigne lensemble des moyens de climatiser en utilisant
comme ressource nergtique primaire le soleil. La technologie de climatisation solaire consiste
capter le rayonnement solaire partir de capteurs solaire pour le transformer en lectricit
(photovoltaque), soit en nergie solaire thermique pour des besoins de fonctionnement dun groupe de
froid ou de rafraichissement de lair.
La climatisation solaire porte le principal intrt de pouvoir fournir le plus de froid quand il y a le plus
de soleil, ce qui correspond gnralement aux priodes plus chaudes.
Figure 11 : Etat de lart de la climatisation solaire
* Notre tude sur la climatisation solaire tire son origine dune prcdente tude ralise dans les
conditions climatiques du Burkina Faso.
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Technologie sorption [6]
Les technologies commercialement disponibles sont marques en bleu.
Le choix de notre technologie se fera entre la technologie Absorption et la technologie Adsorption,
Daprs une enqute sur le march des systmes de climatisation solaire faite dans le cadre Task
38[11], labsorption reprsenterait 63% contre 29% pour le dessicant evaporative cooling et 8% pour
ladsorption. Le choix de la technologie se fera entre le systme absorption et le systme
adsorption.
La machine absorption prsente lavantage dtre plus rpandue et plus dveloppe que la machine
adsorption, en plus elle est moins coteuse et prsente un meilleur coefficient de performance
thorique puissances gales. (Machine adsorption COP: [0,5-0,6]; machine absorption COP: [0,7-
0,8]).
Choix de la technologie: Systme absorption.
- Choix du couple
Les performances relles des machines frigorifiques absorption dpendent largement de la nature du
fluide frigorigne utilis. La recherche de fluides frigorignes performants pour ces machines est donc
d'une grande importance. Mais, en dpit des efforts de recherche, seuls deux mlanges restent quasi-
exclusivement utiliss: les solutions aqueuses deau /bromure de lithium et celles dammoniac/eau. Un
nouveau couple est utilis: eau /chlorure de lithium.
Une tude des avantages et inconvnients du couple eau / bromure de lithium et de lammoniac /eau
pour des besoins de climatisation est rsume dans le tableau qui suit:
-
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Tableau 16: Avantages et inconvnients des couples
Vu les spcificits des diffrents couples, vu le domaine dapplication (climatisation),
nous optons pour le couple H2O/LiBr.
Choix du couple: Eau / Bromure de lithium (H2O/LiBr).
Technologie choisie: Absorption simple effet fonctionnant au couple LiBr/ Eau
Couple Avantages Inconvnients
H2O/LiBr
Limit des tempratures
froides positives (climatisation)
Pressions de travail sous vide:
difficult du maintient ventuel au
cours de la dure de vie de la machine. Coefficient de performance plus
lev que le couple NH3/H2O
Risque de cristallisation (contrl au
niveau des machines)
Couple le plus utilis dans la climatisation solaire sorption
NH3/H2O
Pas de risque de cristallisation Pressions de travail suprieures la pression atmosphrique
Possibilit de produire le froid en
dessous de 0C, pas vraiment adapt
pour la climatisation.
Temprature de rgnration > 100C
En cas de fuite, lammoniac sent trs mauvais et peut savrer toxique pour lhomme
Auto inflammabilit de lammoniac T > 400C (danger en cas incendie).
-
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Cot financier Machine absorption: disponibilit sur le march [6]
La plupart des machines absorption disponibles sont de grandes puissances (>100kWf).
Rcemment, quelques constructeurs ont mis sur le march des machines de petites puissances (<
20kWf). On peut citer le modle WFC-SC5: 17,5kWf (Eau/LiBr) du fabriquant Japonais YAZAKI;
Wegracal SE 15: 15kWf (Eau/LiBr) de lAllemand EAW; Suninverse: 10kWf (Eau/LiBr) de
lAllemand Sonnenklima; ClimateWell CW10: 10kWf du fabricant Sudois ClimateWell fonctionnant
au couple Eau/LiCl, PSC12: 10kWf (NH3/Eau) du fabricant Autrichien Pink, la machine de 17kWf du
fabricant ROBUR et les machines 045 et 045V de 4,5kWf (Eau/LiBr) du constructeur Espagnol
Rotartica. Les caractristiques des diffrentes machines sont donnes en annexe.
La machine de Rotartica de 5kWf reste indisponible du fait de la fermeture de lusine de fabrication.
Le modle Suninverse: 10kWf a galement t retir du march. Les seules machines de petites
puissances disponibles ce jour sont: le Wegracal SE 15: 15kWf et le WFC-SC5: 17,5kWf.
La puissance frigorifique totale installe dans lentreprise Albdo est de 45 kWf, ce qui correspond
linstallation de 3 modules de 15 kWf.
Des bureaux dtudes tels que Schco et SolarNext spcialiss dans les installations de climatisation
solaire peuvent fournir une installation complte avec la machine Wegracal SE 15. Nous navons pas
pu obtenir au prs de ces bureaux dtudes le cot de linstallation complte; le montant considr est
un mon tant estimatif, essentiellement bas sur des cots estimatifs que nous avons identifi dans
diffrents documents de climatisation solaire. Ainsi, le montant total dune installation a t estim
68.500 soit44.933.000 FCFA lunit. Ce cot sera sans doute moins lev si nous considrons une
rduction certaine sur le cot des quipements, dans lavenir.
Comme global de notre installation de climatisation solaire nous obtenons : 134 799 000 FCFA
Ce systme install permet une conomie nergtique de 118 080 Wh/Jour.
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VIII- SIMULATION APRES AUDIT ENERGETIQUE
Scnario 1 : Remplacement des luminaires & climatisation solaire
Dans ce cas de figure, la consommation journalire est rduite de : 134 718 Wh.
La consommation journalire est de 13 282 Wh.
Tableau 17 : Cot dinvestissement installation photovoltaque scnario 1
INVESTISSEMENT TOTAL (SUR 20
ANS) 25 054 200 24 947 200 24 987 100 26 992 400
Cot du kWh 1 883 770 1 883 770 1 883 770 1 883 770
A cela nous devons ajouter les investissements consentis pour la rduction de la consommation
nergtique. Nous obtenons dfinitivement comme cot dinvestissement :
Tableau 18 : Cot dinvestissement total sur 20 ans (en FCFA)
INVESTISSEMENT TOTAL (SUR 20
ANS) 163 669 200 163 562 800 163 602 100 165 607 400
ECONOMIE REALISEE/AN 3 700 000 3 700 000 3 700 000 3 700 000
TEMPS DE RETOUR SUR
INVESTISSEMENT (AN) 44 44 44 45
Remarque :
Lutilisation dune machine frigorifique solaire par absorption pour de la climatisation en lieu et place
dun systme compression est trs intressante en particulier pour lconomie dlectricit ralise
grce la compression chimique de la machine absorption. De plus, lutilisation de fluide frigorigne
impact neutre sur lenvironnement et lexploitation dune nergie renouvelable et propre place la
climatisation solaire dans un cadre de dveloppement durable. Cependant la technologie de
climatisation est trs coteuse du fait dune faible production des machines en usine. La technologie
nest pas encore vulgarise. Certes la machine absorption a une trs faible consommation lectrique
mais les systmes dapport et de distribution de lnergie thermique sont trs consommateurs
dlectricit. Malgr les cots levs des climatiseurs solaires, nous obtenons des temps de retour sur
investissement moins important, quun systme photovoltaque autonome. Cela dit, il est possible de
combiner lnergie classique celle fournie par la Compagnie Ivoirienne de production dlectricit,
pour ce faire des onduleurs spciaux seront utiliss. Ce systme pour avantage docculter notre
systme le cot des batteries et des rgulateurs.
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IX- SYSTEME PHOTOVOLTAIQUE HYBRIDE
IX.1- SCHEMA DE PRINCIPE
Ce systme permettra la fourniture dnergie partir de deux sources :
- Une source solaire, le photovoltaque
- Une source fossile qui est llectricit produite par la CIE
Pour russir combiner les deux sources, des onduleurs spciaux tel que le SUNNY BOY, seront
utiliss.
Figure 12 : Configuration gnrale de linstallation (Projet flexy Energy) [5]
Description de linstallation :
Le systme hybride est la combinaison de deux sources dnergie pour lalimentation
dappareils. Il a lavantage de baisser la complexit du systme et permet une rduction des cots
dinvestissement. Aussi, grce lassociation CIE, photovoltaque ; les accumulateurs dnergie et les
rgulateurs ne seront plus ncessaires. Durant toute la journe nos installations fonctionneront avec le
solaire (Si nous avons un niveau densoleillement consquent et la nuit notre systme fonctionnera
avec le rseau CIE).
Nous garantissons avec ce systme hybride, la continuit de notre installation solaire. Nous signalons
que ce principe est celui mis en application en Europe et les systmes autonomes sont trs souvent mis
en uvre dans des rgions non desservis par le rseau lectrique. Nous retiendrons cette installation
pour lapprovisionnement nergtique des luminaires de lentreprise Albdo. Le schma unifilaire de
linstallation se prsente ainsi :
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Figure 13 : Configuration Unifilaire de linstallation (Projet Flexy Energy) [5]
IX.2- CLIMATISATION HYBRIDE
La climatisation hybride rpond au mme principe de fonctionnement quun systme
photovoltaque hybride. En effet les climatiseurs hybrides combines lnergie solaire photovoltaque et
lnergie fournie par la Compagnie Ivoirienne Electricit.
Le fournisseur contact, EFFICIENT ENGINEERING CONSULTING GROUP (EECG), bas en Cte
dIvoire nous propose un systme qui fonctionnera 40% avec lnergie de la CIE et 60 % avec
lnergie solaire. Les diffrents cots dacquisition sont les suivants :
1 CV 455 000 F CFA
1,5 CV 535 000 F CFA
2 CV 640 000 F CFA
3 CV 770 000 F CFA
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Remarque 1 :
La climatisation hybride est une technologie qui peut considrablement rduire la
consommation nergtique dun btiment, en effet la climatisation dans notre cas de figure reprsente
65% de la consommation nergtique totale de lentreprise.
Installer des climatiseurs hybrides sera un gain nergtique consquent. Notre scnario
dinvestissement nous donne les rsultats suivants, nous prendrons comme base les prix fournir par
EECG, avec 40% dconomie ralise.
Lentreprise Albdo compte au total Huit (8) climatiseurs dont la composition est la suivante :
- 1 split de 5 CV qui sera remplac par deux splits de 3 CV
- 1 splits de 3 CV
- 4 splits de 2 CV
- 2 splits de 1,5 CV
Nous obtenons comme cot total dinvestissement pour la chat de des diffrents splits :
Tableau 19 : Cot dacquisition de climatiseurs hybrides
Cot total investissement achat de split : 5 940 000 FCFA.
Remarque 2 :
Bien que ralisant des conomies nergtiques consquentes, des tests avrs nont pas encore
dmontr la performance de cette technologie. En effet, il serait souhaitable de pouvoir faire une tude
comparative entre les systmes classiques de climatisation et la climatisation hybride avec de relles
installations. Aussi la dure de vie des systmes de climatisation hybride de notre fournisseur est
inconnue, ce qui rend difficile la dtermination du temps de retour sur investissement.
Dsignation split Quantit Prix
1,5 CV 2 1 070 000
2 CV 4 2 560 000
3 CV 3 2 310 000
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IX.3-MONTAGE DUN PROTOTYPE DE CENTRALE HYBRIDE SOLAIRE PV / CIE SANS BATTERIE DE
STOCKAGE
Objectifs : Alimenter les luminaires de lentreprise Albdo par un systme photovoltaque
hybride.
Deux scnarios seront prsents :
- un cot dinvestissement avec les installations existantes, cest dire une installation qui va
assurer lalimentation des luminaires dj installs
- un cot dinvestissement avec lamlioration des installations
Nous obtenons comme rsultats :
- Cot panneau photovoltaque 2,5 $/Wc
- Cot onduleur SUNNY BOY 3300 W, 1471
Localisation du projet& caractristiques du champ PV
Les panneaux seront implants sur la toiture de lentreprise Albdo comme indiqu ci-dessous :
Figure 14: Surface dimplantation des panneaux photovoltaques, surface total 300 m2
Tableau 20 : Caractristiques du champ PV (dpart usine)
Consommation Journalire (Wh) 33696
Puissance unitaire module (Wc) 200 165
Puissance calcule 12 164 12 164
Nombre total Mod. 61 74
Puissance relle a installer (Wc) 12 200 12 200
Cot unitaire Wc (FCFA) 1 250 1 250
Cot total (FCFA) 15 204 700 15 204 700
TOTAL SURFACE (m2) 99,6 99,6
Cout/m2 152 600 152 600
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Choix de londuleur
La performance dune installation photovoltaque dpend aussi de son onduleur. En effet, il
transforme le courant continu gnr par les cellules solaires en courant alternatif conforme au
rseau. La qualit de londuleur joue un rle prpondrant pour le rendement de linstallation
photovoltaque et cest la raison pour laquelle il est considr comme sa pice matresse. Il est donc
important de choisir un onduleur qui fonctionne de faon optimale avec le gnrateur solaire et qui
garantit le meilleur rendement.
Londuleur choisi pour notre installation est le sunny boy 3300 de marque SMA dont les
caractristiques sont bien en accord avec les donnes de sortie de notre champ PV.
Figure 15 : Sunny boy 3300
Tableau 21 : Cot dinvestissement pour lacquisition de londuleur SUNNY BOY
Puissance total onduleur de
londuleur (W) 12 164 12 164 Puissance unitaire Onduleur Solarmax
3300 S (SUNNY BOY) 3300 3300
Tension onduleur (V) 24 24
Nombre onduleur 4 4
Prix unitaire 1471 1471
Prix unitaire 964 950 964 950
Cot Total en FCFA 3 556 650 3 556 650
NB: Les cbles et accessoires sont dj implants.
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Ainsi on trouve comme cot total du projet : 18 761 350 FCFA
A cela si nous ajoutons le coefficient dimportation du matriel qui est de 1,6 nous obtenons comme
cot dfinitif : 30 018 200 FCFA
Remarque :
Il est possible deffectuer notre dimensionnement en tenant compte des mesures de notre audit
nergtique. Dans ce cas de figure nous obtenons les diffrents cots ci-dessous :
Tableau 22 : Investissement raliser aprs mesures defficacit pour lacquisition des panneaux
Tableau 23 : Investissement pour lacquisition des onduleurs
Puissance totale (W) 3 852 3 852
Puissance unitaire Onduleur Solarmax
3000 S (SUNNY BOY) 3300 3300
Tension de londuleur (V) 24 24
Quantity of inverter 2 2
Prix unitaire 1471 1471
Cot Total 1 717 1 717
Cot Total en FCFA 2 252 600 2 252 600
En appliquant notre coefficient dimportation de 1,6 nous obtenons comme cot total pour
lacquisition du matriel : 11 308 000 FCFA.
A cela nous ajoutons le cot dinvestissement pour lacquisition des lampes basse consommation qui
est de 1 908 000 FCFA.
Au total linvestissement total raliser est de : 13 216 000 FCFA.
Consommation Journalire (Wh) 12 480
Tension module (V) 24 24
Puissance unitaire Module (W) 200 165
Ensoleillement (kWh) 4,5 4,5
Efficiency INVERTER 0,9 0,9
Nombre total Module 19 23
Puissance relle installer (Wc) 3 852 3 852
Cot unitaire Wc (FCFA) 1 250 1 250
Cot total (FCFA) 4 814 900 4 814 900
TOTAL SURFACE (m2) 31,6 31,6
Cout/m2 152 588 152 588
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X- DIFFICULTES ET RECOMMANDATIONS
X.1- DIFFICULTES
Les difficults auxquelles nous avons fait face sont essentiellement au niveau de la collecte
dinformations fiables. En effet, chaque informations au niveau de la SODEXAM tait payante aussi
lanalyse des ces informations montraient une faiblesse dans la fiabilit des informations. Nous avons
compar ces informations avec dautres sources dinformations et nous avons constat une grande
diffrence entre ces informations. Aussi lobtention dinformations sur les chiffres daffaire des
entreprises travaillants dans le domaine est reste sans suite.
X.2- RECOMMANDATIONS
Le secteur des nergies renouvelables est encore ces dbuts en Cte dIvoire, de ce fait il est
important de proposer des solutions techniques fonctionnelles aux potentiels clients pour asseoir une
base de confiance.
A la suite dun entretien avec la responsable de la pharmacie Saint CLEMENT , qui a pris le risque
dinvestir dans un quipement solaire photovoltaque pour lalimentation de certaines ampoules et de
sa caisse principale, nous avons pu constater la mauvaise installation qui a t faite.
En effet, 2 ans aprs la mise en uvre de son installation, les premires difficults ont t constates.
Ces difficults se sont soldes par un arrt systmatique de son installation, elle est la suite de cette
aventure plus mfiante sur les technologies vertes et cela se justifie.
Il faut une main duvre qualifie qui sera capable de pouvoir dimensionner, et raliser une
installation fonctionnelle. Il est important dassurer un service aprs vente de qualit, pour minimiser
les pannes dans les systmes.
En ce qui concerne lefficacit nergtique, laudit nergtique des btiments est une vritable
aubaine daffaire en Cte dIvoire. Suite aux dlestages rcents, les entreprises et les gestionnaires de
btiments sont de plus en plus regardant sur leur consommation nergtique, aussi un service qui les
aidera mieux assurer cette gestion nergtique serait la bienvenue, pour ce faire nous proposons un
ensemble dquipements pour la ralisation dun audit.
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CONCLUSION
Le cot dinvestissement pour la mise en uvre dun systme photovoltaque autonome est
important, ce qui fait que le kWh produit grce ce systme nest pas comptitif face au prix du kWh
produit par la Compagnie Ivoirienne dElectricit (CIE). Pour une ville desservit dj par le rseau
lectrique il nest pas rentable dinvestir dans une alimentation photovoltaque autonome. Ce cas peut
devenir envisageable si des mesures daccompagnement sont prises (Subvention des quipements,
exonration de droits de douanes, rachat de lnergie en excs par la CIE).
Les systmes hybrides, par contre reprsente une solution intressante, ils combinent deux sources
dnergies le solaire et lnergie produite par la CIE. Ils occultent au systme la complexit des
batteries et permettent une alimentation solaire en continue. Aussi nous avons une grande baisse de
cot dinvestissement lorsque la consommation nergtique est rduite.
La climatisation solaire est une bonne alternative la climatisation classique, car en plus de permettre
100% dconomie sur la climatisation elle amliore le confort pendant les priodes de forte chaleur.
Enfin nous soulignons le volet efficacit nergtique qui doit absolument tre pris en compte dans la
conception de toutes installations PV. En effet les panneaux photovoltaques ayant de faibles
rendements il faudra imprativement les associer des quipements qui consomment le moins
dnergie possible. Aussi il est indispensable de raliser un audit nergtique afin de dterminer les
voies et moyens pour rduire la consommation du local qui recevra les quipements solaires.
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BIBLIOGRAPHIE
[1] Magazine , Dossier spcial Energies Renouvelables IPN Juillet 2010, p57-65
[2] Prof. KOALAGA, Cours conception de systme photovoltaque 2009-2010
[3] Prof. Mohamed Kota SACKO, Cours de systme photovoltaque 2005
[4] Etude de Faisabilit dun Programme d'Electrification Rurale Dcentralise en Cte dIvoire, Draft
rapport final Novembre 2000, Transnergie.
[5] Daniel YAMEGUEU, Ingnieur Recherche, Projet FEXY-ENERGY, 2009
[6] Hubert Tian massa COULIBALY, Conception et ralisation dun prototype de climatisation solaire
de 5 kW froid au Burkina Faso, Mmoire de fin dtude 2010, page17-32
[7]Product list, Wholesale list confidential, African Energy 2010
[8] Product list, SU-KAM Energy 2010
[9] Rapport annuel Service dInformation Energtique de la Cote dIvoire 2008, P.14-15
SITES INTERNETS
[10] http://www.energies-renouvelable.com/nouvelle
dossier,fabricant,panneaux,solaire,photovoltaique.html, consult le 25/06/2010
[11] Dimensionnement dun systme photovoltaque autonome, 2009 [en ligne] disponible sur
http://www.cipcsp.com/tutorial/dimensionnement-solaire.html, consult le 28/07/ 2010
[12]IEA SHC Tche 38, Climatisation / chauffage et rfrigration solaire, Premire dition, 01-2009,
Disponible sur http://www.iea-shc.org/task38/highlights/Task38-highlights.pdf
[13] http://bp-solar.com, visit le 15-07-2010
[14] http://www.ines-solaire.com/plandusite.htm#gisements
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LISTE DES ANNEXES
ANNEXE 1: ACTEURS DES ENERGIES RENOUVELABLES
ANNEXE 2: DOSSIER ENERGIES RENOUVELABLES EN COTE DIVOIRE
ANNEXE 3 : DONNEES SOLAIRE EN COTE DIVOIRE
ANNEXE 4 : FICHE TECHNIQUE PANNEAUX SOLAIRES PV
ANNEXE 5 : FACTURE ENERGETIQUE ALBEDO
ANNEXE 6 : CRACTERISTIQUE DES DIFFERENTES MACHINES A ABSORPTION
FONCTIONNANT AU COUPLE H2O/LiBr
ANNEXE 7 : PROFORMA SOREPCI
ANNEXE A : PROFORMA SU-KAM
ANNEXE B : PROFORMA SCHOTT SOLAR
ANNEXE C : CARACTERISTIQUE BATTERIE SU-KAM
ANNEXE D : PROFORMA BLDSOLAR
ANNEXE E : PROFORMA AFRICAN ENERGY
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Annexe 1 : Acteurs des nergies renouvelables en Cote dIvoire.
Dnomination Domaines
dintervention
Situation
gographique
Tlphones Boites Postales E-mail des
responsables
STEL-CI Solaire
Indni -7 Rue
des sambas,
Abidjan-
Plateau
20 22 78 79
01 BP 6631
Abidjan 01
stelci@aviso.ci
NOA Trading Solaire
8, rue Paris-
Village,
Plateau
ABIDJAN
20 21 65 62
01 BP 8300
ABIDJAN 01
noa-trading@aviso.ci
SOLAR
POWER
TECHNICS
Solaire Yopougon
Figayo
23 50 99 55
48 30 71 72
05 48 88 10
solarpowertechnics@ya
hoo.fr
GROUPE
A.M.E.N.R
SARL /
S.I.P.E.S
Solaire,
Eolienne Riviera 3
22 43 95 75
07 45 03 31
01 BP 52
Abidjan 01
amensarl@live.fr
INGEVALOR
GROUP
Solaire,
olienne,
Biomasse,
gothermique,
hydraulique
Ancien
Cocody,
pharmacie
lyce
technique, Imm
Centre AZUR,
2me
E
22 44 62 40
22 44 10 96
Fax : 22 44
62 53
ingevalor@yahoo.fr
IVOIRE
SOLAIRE
ENERGIE
Solaire II Plateux 7
me
tranche, vers la
pharmacie de la
7me
Tranche
22 00 86 02
Fax : 22 42
43 60
Cel : 02 73
93 77
www.ivoiresolaire.com
ivoire_solaire@yahoo.fr
TD Continental Solaire II plateaux
Aghien
22 42 92 27
05 85 94 57 tdcont@aviso.ci
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Annexe 2 : Dossier nergies renouvelables en Cte dIvoire
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RC N
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Annexe 3 : Donnes solaires en Cote dIvoire Abidjan
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ANNEXE 4 : FICHE TECHNIQUE PANNEAUX PV
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Annexe 5 : Facture nergtique de lentreprise Albdo
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Annexe 6 : Caractristique des diffrentes machines absorption fonctionnant au couple H2O/LiBr
Tableau 3 : Machines absorption
Constructeur YAZAKI EAW SONNENKLIMA CLIMATEWELL ROTARTICA
Modle WFC-SC5 WegracalSE 15 Suninverse 10 ClimateWell
CW10
045 et 045V
Technologie Absorption Absorption Absorption Absorption Absorption
Couple H2O/LiBr H2O/LiBr H2O/LiBr H2O/LiCl H2O/LiBr
Puissance froid
(kW)
17,5 15 10 10 4,5
Tempratures
chaudes
88/83 90/80 75/65 83/ - 90/85
Tempratures
de
refroidissement
31/35 30/35 27/35 30/ - 30/35
Tempratures
deau glace
12,5/7 17/11 18/15 - /15 13/10
COP 0,7 0,77 0,77 0,68 0,67
Dimensions
(W*D*H)
0,6*0,8*1,94 1,75*0,76*1,75 1,13*0,8*1,96 1,2*0,8*1,6 1,09*0,76*1,15
Poids 420 660 550 875 290
Consommation
lectrique (w)
72 300 120 170 400------045
1100----045V
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Annexe 7 : Proforma SOREPCI
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