Conception et dimensionnement des installations photovoltaïques en site isolé

La conception et le dimensionnement d’une installation photovoltaïque en site isolé sont des étapes cruciales pour garantir une production d’électricité fiable et suffisante. Contrairement à une installation raccordée au réseau, un système photovoltaïque autonome doit fonctionner de manière totalement indépendante, ce qui implique une analyse précise des besoins énergétiques, du dimensionnement des panneaux solaires, du stockage dans les batteries et du choix de l’électronique de contrôle (régulateur de charge, onduleur).

1. Analyse des besoins énergétiques

La première étape dans le dimensionnement d’une installation PV consiste à établir un bilan énergétique complet. Il faut lister tous les appareils électriques utilisés sur le site isolé (éclairage, réfrigérateur, pompe à eau, chargeurs, etc.), leur puissance (en watts) et leur temps d’utilisation quotidien. Cela permet de calculer la consommation en Wh/jour, qui servira de base pour déterminer la puissance nécessaire des panneaux photovoltaïques et la capacité des batteries.

2. Dimensionnement des panneaux solaires

Une fois la consommation quotidienne connue, on calcule la production solaire nécessaire en tenant compte de :

• L’ensoleillement local (irradiation solaire en kWh/m²/jour).

• Le rendement des panneaux PV (monocristallin ou polycristallin).

• Les pertes système (câblage, régulateur, onduleur).

La formule de base pour le dimensionnement PV est :

Puissance totale des panneaux (Wc) = Consommation journalière (Wh) ÷ (Ensoleillement × Rendement × Facteur de pertes).

Cela garantit que l’installation produira assez d’énergie même par temps partiellement couvert.

3. Dimensionnement du stockage (batteries solaires)

Les batteries solaires sont l’élément clé d’une installation en site isolé. Elles stockent l’énergie produite le jour pour l’utiliser la nuit ou par mauvais temps. Leur dimensionnement doit tenir compte de :

• L’autonomie souhaitée (nombre de jours sans soleil).

• La profondeur de décharge maximale (DoD).

• Le type de batterie (plomb-acide, gel, lithium).

Un bon dimensionnement des batteries évite les coupures de courant et prolonge leur durée de vie.

4. Choix de l’électronique de contrôle

Un régulateur de charge solaire adapté (PWM ou MPPT) protège les batteries contre les surcharges et optimise la production solaire.
L’onduleur convertit le courant continu (DC) produit par les panneaux en courant alternatif (AC) pour alimenter les appareils. Son dimensionnement dépend de la puissance maximale consommée simultanément.

5. Avantages d’une installation PV bien dimensionnée

Une conception soignée garantit :

• Autonomie énergétique totale en site isolé.

• Réduction des risques de panne ou de surcharge.

• Meilleure durée de vie des batteries et des panneaux.

• Optimisation des coûts (pas de surdimensionnement inutile).

6. Conclusion

La conception et le dimensionnement d’une installation photovoltaïque en site isolé nécessitent une approche méthodique : bilan énergétique, calcul de la puissance solaire, choix des batteries et de l’électronique. Un système bien étudié assure une production solaire fiable, une autonomie énergétique durable et un excellent retour sur investissement.

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