Evaluation des performances d’un générateur photovoltaïque installé en milieu urbain

Abstract

Les zones urbaines, marquées par une forte densité de population et une consommation énergétique élevée, peuvent bénéficier de l'énergie solaire comme solution viable pour répondre à leurs besoins énergétiques. En effet, pour capter l'énergie solaire et la convertir en électricité plusieurs locaux peuvent être exploités ; tel que les toits des bâtiments, les espaces publics, les façades des immeubles, et même les fenêtres. En intégrant des panneaux solaires dans l'infrastructure urbaine, en adoptant des technologies novatrices, nous pouvons contribuer à rendre nos villes plus propres et énergétiquement indépendantes. Mais l’intégration de cette énergie est confrontée à un problème crucial qui est l’ombrage sur les générateurs photovoltaïques ; ce phénomène impact considérablement la production électrique de ces systèmes. Ce travail a examiné et évaluer les performances d’un générateur photovoltaïque en présence de plusieurs scénarios d’ombrage qui peuvent être d’origine urbaine (bâtiments...) Afin de réduire la perte de puissance en cas d'ombrage, il est préférable de veiller à une répartition intelligente des modules et de les raccorder de manière appropriée. Plusieurs architectures du champ photovoltaïque ont été testées dans ce mémoire dans le but de minimiser les pertes dues à cet ombre, autrement dit maximiser l’efficacité de la conversion. Notre mémoire est scindé en trois parties : Dans le premier chapitre, nous avons étudié l'énergie photovoltaïque, ses types et son rôle dans la transition énergétique mondiale. Nous avons exploré ses avantages et inconvénients en soulignant son potentiel. Le deuxième chapitre a mis en lumière les défis auxquels font face les générateurs photovoltaïques, tels que les pertes dues à l'ombrage et à d'autres facteurs. Nous avons identifié l'ombrage comme un problème majeur qui réduit l'efficacité des systèmes solaires. Enfin, dans le troisième chapitre, nous avons approfondi notre étude en modélisant et en simulant sous MATLAB un générateur photovoltaïque dans quatre configurations différentes, soumises à trois types d'ombrage distincts (horizontal, vertical, diagonal). Nos résultats ont clairement démontré que pour chaque évolution d’ombre corresponds une architecture bien choisie du générateur en minimisant les pertes de puissance et en maintenant une production d'énergie plus stable même en présence d'ombrage important.