ETUDE TECHNICO-ECONOMIQUE DES TECHNOLOGIES SOLAIRES …

ETUDE TECHNICO-ECONOMIQUE DES TECHNOLOGIES SOLAIRES EN COTE D’IVOIRE

MEMOIRE POUR L’OBTENTION DU MASTER SPECIALISE GENIE ELECTRIQUE ENERGETIQUE &

ENERGIES RENOUVELABLES

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Etude technico-économique des technologies solaires en Côte d’Ivoire

Présenté et soutenu publiquement le septembre 2010 par :

Timothée BROU

Travaux dirigés par : M. Henri KOTTIN

UTER GEI, Laboratoire LESEE

Jury d’évaluation du stage:

ENCADREURS ALBEDO:

Président : M. Maïssa DIAGNE, PDG Albédo

M. Hugues LITCHEOU, DT Albédo

Membres:

Promotion [2009/2010]


BROU TIMOTHEE -MASTER SPECIALISE GENIE ENERGETIQUE Page ii

REMERCIEMENTS

Au personnel de l’entreprise Albédo

- M. Maïssa DIAGNE, PDG Albédo

- M. Hugues LITCHEOU, Directeur Technique Albédo

- M. Arsène OUSSOU, Responsable bureau d’étude Albédo

Et tous les autres membres du personnel.

Au personnel de l’école 2iE

- M. Coulibaly YEZOUMAH

- M. Yao AZOUMAH, notre responsable du master spécialisé

- Mon encadreur M. Henri KOTTIN

A tout le corps enseignant du master spécialisé Génie énergétique du 2iE.

A ma famille

- Mon frère BROU Koffi Jean-marc, pour son soutien durant ma vie scolaire

- Ma mère, KOUASSI Ahou Henriette

- Ma sœur BROU Bomoh Henriette victoire

A la grande famille du master spécialisé Génie Energétique et Energie Renouvelables


BROU TIMOTHEE -MASTER SPECIALISE GENIE ENERGETIQUE Page iii

RESUME

Les énergies renouvelables sont une réelle opportunité pour les compagnies africaines. Avec un

bon ensoleillement, l’Afrique présente des conditions favorables au développement des technologies

solaires. Notre étude avait pour but de déterminer la rentabilité de ces technologies en Afrique,

particulièrement en Côte d’Ivoire. Nous avons mené une étude sur le solaire photovoltaïque, le solaire

thermique et la climatisation solaire. Nous retenons, à la suite de nos travaux:

- Le système photovoltaïque autonome présente un temps de retour sur investissement

d’environ 70 ans, avec du polycristallin. Le manque de subvention rend les coûts

d’investissement assez importants. Cependant les coûts se réduissent, lorsque des appareils

avec une faible consommation énergétiques sont utilisés.

- Les systèmes d’eau chaude sanitaire solaire présentent des temps de retour sur

investissement assez intéressant moins de 5 ans pour notre système

- La technologie de climatisation solaire est peu développée et la mise en œuvre est encore

onéreuse. L’investissement devient intéressant à réaliser, pour des puissances élevées, car

plusieurs constructeurs de climatiseurs solaires à faibles puissances ont arrêté leur

production.

Enfin, nous soulignons la nécessité d’associer l’efficacité énergétique aux technologies vertes,

dans le cadre de notre étude suite à un audit énergétique nous avons pu réduire le coût

d’investissement de moitié.

Mots clés :

1- Systèmes photovoltaïques, Systèmes photovoltaïques hybrides, Eau chaude sanitaire

solaire, Climatisation solaire, Audit Energétique

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 isn’t really improve, the cost of the technology is so expensive

and the technology is available for the big power.


BROU TIMOTHEE -MASTER SPECIALISE GENIE ENERGETIQUE Page iv

LISTE DES ABBREVIATIONS

PV : Photovoltaïque

ECS : Eau Chaude Sanitaire

2ie : Institut International d’ingénierie de l’Eau et de l’Environnement

EECI: Energie électrique de la Côte d’Ivoire

IREN: Institut de Recherche sur les énergies nouvelles IREN

DSRP : Document Stratégique de Réduction de la Pauvreté

SODEXAM : Société d’Exploitation et de Développement Aéroportuaire, Aéronautique et de

Météorologique

CIE : Compagnie Ivoirienne d’Electricité

SODECI : Société de Distribution d’Eau en Côte d’Ivoire

CI : Côte d’Ivoire

CC : Convertisseur continu

CA : Convertisseur Alternatif

Cj : Consommation journalière

Pc: Puissance crête

K : Coefficient de perte

Pins. : Puissance à installer

Ireg : Intensité reçue par le régulateur

Nreg : Nombre de régulateurs

Cb : Capacité de la batterie

Pond : Puissance reçue par l’onduleur


BROU TIMOTHEE -MASTER SPECIALISE GENIE ENERGETIQUE Page v

SOMMAIRE

INTRODUCTION ..................................................................................................................................... 1

A-Contexte du projet .............................................................................................................................................. 1

B- Objectifs .............................................................................................................................................................. 1

C- Méthodologie ..................................................................................................................................................... 1

I-ETAT DES LIEUX DU SECTEUR DES ENERGIES RENOUVELABLES ............................................... 2

II-DUREE D’INSOLATION ET RAYONNEMENT GLOBAL ...................................................................... 3

II.1-Durée d’insolation en Côte d’Ivoire ................................................................................................................ 3

II.2-Rayonnement global......................................................................................................................................... 3

III- CONFIGURATION DES SYSTEMES PHOTOVOLTAÏQUES .............................................................. 5

III.1-Les panneaux photovoltaïques ....................................................................................................................... 6

III.2-Le régulateur de charge ................................................................................................................................... 7

III.3-Les batteries ou réservoir d’énergie ................................................................................................................ 7

III.4-Les convertisseurs ........................................................................................................................................... 7

IV- ETUDE COMPARATIVE DES PANNEAUX PHOTOVOLTAIQUES .................................................. 8

IV.1-Etude par types de panneaux .......................................................................................................................... 8

V-DIMENSIONNENEMT D’UN SYSTEME PHOTOVOLTAIQUE AUTONOME ................................... 9

V.1-Généralités sur les composants utilisés ........................................................................................................... 9

VI- ETUDE DE RENTATIBILITE DES SYSTEMES PHOTOVOLTAIQUES ......................................... 14

VI.1- Récapitulatif des coûts d’investissement ..................................................................................................... 14

VII-AUDIT ENERGETIQUE DE L’ENTREPRISE ALBEDO ..................................................................... 17

VII.1- Etat des lieux de l’entreprise Albédo .......................................................................................................... 17

VII.2- Répartition de la consommation énergétique ............................................................................................. 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- Schéma de principe ...................................................................................................................................... 25

IX.2- Climatisation hybride.................................................................................................................................... 26

IX.3-Montage d’un prototype de centrale hybride solaire PV / CIE sans batterie de stockage ........................... 28

X- DIFFICULTES ET RECOMMANDATIONS ............................................................................................ 31

X.1- Difficultés ....................................................................................................................................................... 31

X.2- Recommandations ......................................................................................................................................... 31

CONCLUSION ................................................................................................................................................... 32


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LISTE DES TABLEAUX & FIGURES

LISTE DES TABLEAUX

Tableau 1 : Durée d’insolation à Abidjan en heures/mois (1999-2009)

Tableau 2 : Rayonnement global (kWh/m2/Jour) Côte d’Ivoire

Tableau 3 : Rayonnement global en 2009 en (kWh/m2/Jour) Côte d’Ivoire

Tableau 4 : Différences entre les valeurs d’ensoleillement des ines-solaire.com et SODEXAM

Tableau 5: Différents rendements des cellules PV

Tableau 6 : Rendement surfacique du monocristallin

Tableau 7 : Rendement surfacique du monocristallin

Tableau 5 : Rendement surfacique de l’amorphe

Tableau 6 : Présentation des caractéristiques principales des composants SU-KAM

Tableau 7: Consommation énergétique Albédo 2009

Tableau 8 : Calcul de la puissance à installer

Tableau 9 : Nombre de régulateurs

Tableau 10: Chiffrage des batteries

Tableau 11: Chiffrage des onduleurs

Tableau 12 : Récapitulatif des coûts d’acquisition des équipements en Fcfa

Tableau 13 : Investissement total pour la réalisation du projet

Tableau 14 : Coût des Panneaux photovoltaïques au silicium amorphe

Tableau 15: Coût global du projet

Tableau 16: Avantages et inconvénients des couples

Tableau 17 : Coût d’investissement installation photovoltaïque scénario 1

Tableau 18 : Coût d’investissement total sur 20 ans

Tableau 19 : Coût d’acquisition de climatiseurs hybrides

Tableau 20 : Caractéristiques du champ PV (départ usine)

Tableau 21 : Coût d’investissement pour l’acquisition de l’onduleur SUNNY BOY

Tableau 22 : Investissement à réaliser après mesures d’efficacité pour l’acquisition des panneaux

Tableau 23 : Investissement pour l’acquisition des onduleurs


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LISTE DES FIGURES

Figure 1: Configuration des systèmes photovoltaïques (Source : Cours professeur Mohammed Koita

SACKO, INP-HB)

Figure 2 : Synoptiques général des systèmes photovoltaïques

Figure 3 : Panneau solaire, (installation Pharmacie saint CLEMENT, Côte d’Ivoire)

Figure 4 : Régulateur de charges, (installation Pharmacie saint CLEMENT Côte d’Ivoire)

Figure 5 : Accumulateur d’énergie, (installation pharmacie saint CLEMENT Côte d’Ivoire)

Figure 6: Convertisseur DC/AC (Catalogue KYOCERA)

Figure 7 : Répartition des coûts des investissements

Figure 8 : Répartition de la consommation énergétique d’Albédo en fonction

Figure 9 : Répartition de la consommation énergétique d’Albédo par catégorie d’équipement

Figure 10 : Répartition de la consommation énergétique du bureau d’étude

Figure 11 : Etat de l’art de la climatisation solaire

Figure 12: Configuration hybride solaire photovoltaïque réseau CIE

Figure 13 : Synoptique électrique

Figure 14: Surface d’implantation des panneaux photovoltaïques, surface total 300 m2

Figure 15 : Sunny boy 3300


BROU TIMOTHEE -MASTER SPECIALISE GENIE ENERGETIQUE Page viii

PRESENTATION DE L’ENTREPRISE ALBEDO

Albédo est une société multiservices intervenant sur le confort dans les bâtiments et l’optimisation

des consommations en énergie. Elle s'appuie sur une équipe de professionnels permanents qui sont

spécialisés dans quatre principales activités: Climatisation, Froid Industriel, Électricité et Plomberie.

Elle introduit une grande innovation sur le marché sous-régional en instaurant des services de prise

en charge totale de systèmes de climatisation ou une offre de location – vente de systèmes avec

garantie totale. Ainsi, elle rompt avec l’offre classique de commercialisation d’équipements et

d’appareils et de services de dépannage plus ou moins évolués. En effet, en partant de l’analyse 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 être plus outillé pour

assumer les responsabilités du bon fonctionnement des systèmes installés ainsi que l’optimisation de

leur exploitation. C’est pourquoi Albédo s’est organisée (expertises nécessaires, savoir-faire,

expérience, partenaires, police d’assurance, termes contractuels clairs) pour vous soustraire les

responsabilités qui s’apparentent plus à ses compétences afin que vous puissiez vous focaliser sur

votre cœur de métier.

Les équipes d’Albédo sont organisées autour de la structure centrale au siège à Abidjan et de six

bases géographiques pour couvrir la totalité de l’Afrique de l’Ouest et également pour maintenir une

interface constante et continue avec les centres de fabrication de systèmes et d’approvisionnement

en équipements et pièces de rechange.

Elles ont une approche d’optimisation de systèmes et de résolution de problème. Elles se concentrent

sur la satisfaction complète du client et en font leur leitmotiv.

Le pôle administratif, dans la philosophie du groupe, vous proposera des modèles de contrat qui

garantissent l’atteinte de vos objectifs pour satisfaire une clientèle à la recherche de services de

qualité, exécutés diligemment avec efficience. Chaque chargé de projet est choisi parmi l'ensemble

des professionnels disponibles sur la seule base des compétences recherchées par le client.


ORGANIGRAMME FONCTIONNEL - ALBEDO

Conseil

d’Administration

Comité Stratégique PRESIDENT DIRECTEUR GENERAL

Ingénieur chargé d’Affaires et

des travaux neufs

Assistante de direction

Coursiers Inspecteur Qualité

Ingénieurs

Etudes

DIRECTRICE ADMINISTRATIVE ET

FINANCIERE

Ingénieur chargé de la

Maintenance

DIRECTEUR TECHNIQUE

Equipes Maintenance Equipes travaux neufs Equipes Etudes

Gestion

commerciale Comptabilité Ressources

humaines


BROU TIMOTHEE -MASTER SPECIALISE GENIE ENERGETIQUE Page 1

INTRODUCTION

A-CONTEXTE DU PROJET

La question des énergies renouvelables, en Afrique, demeure marginale, particulièrement en

Côte d’Ivoire où le marché ne présente pratiquement aucun acteur. A la faveur, des récents délestages

qu’a connu le pays, les questions sur l’efficacité énergétique et l’exploitation des technologies vertes

sont plus que d’actualité, en témoigne la récente ouverture de la direction des énergies renouvelables

dans le pays. Des entreprises locales commencent à s’intéresser à ce nouveau « buisness » qui prend

forme. Dans le cadre du développement de son département énergies renouvelables, l’entreprise

Albédo nous a confié la tâche d’effectuer une « ETUDE TECHNICO-ECONOMIQUE DES

TECHNOLOGIES D’ENERGIE SOLAIRE EN CÔTE D’IVOIRE ». Cette étude s’inscrit dans le

cadre de la réalisation de notre mémoire de fin d’étude, pour l’obtention de notre diplôme de Master

spécialisé Génie Electrique, Energétique & Energies Renouvelables à l’Institut International

d’Ingénierie de l’Eau et de l’Environnement.

B- OBJECTIFS

Les principaux objectifs fixés sont :

- Identifier les technologies exploitant l’énergie solaire comme source primaire pour la production

d’énergie

- Identifier des fournisseurs pour la fourniture en matériel

- Dimensionner une installation photovoltaïque autonome pour la fourniture d’énergie d’Albédo et

étudier la rentabilité du système.

- Etudier la rentabilité des systèmes solaires thermiques

- Faire des recommandations sur la faisabilité ou non du projet de développement des énergies

renouvelables en Côte d’Ivoire.

C- METHODOLOGIE

Nous débuterons nos travaux par un état des lieux du secteur des énergies renouvelables en

Côte d’Ivoire, ensuite nous présenterons les différentes technologies commercialement disponibles,

nous terminerons par la présentation de notre étude de rentabilité et de nos recommandations.



I-ETAT DES LIEUX DU SECTEUR DES ENERGIES RENOUVELABLES

Le présent état des lieux s’appuie sur des interviews réalisées, des collectes de données, et

lecture d’articles divers sur le développement des énergies renouvelables en Côte d’Ivoire, en

particulier le Magazine « TYCOON ».

Nous retenons de nos différentes investigations [1]:

L’existence d’une direction des énergies renouvelables : Créée en Avril 2009, elle est dirigée

par M.KOUAME Augustin, qui fut notre principal interlocuteur à la direction.

Située à l’immeuble EECI (Energie électrique de la Côte d’Ivoire), elle a pour objectifs affichés :

- obtenir des données fiables sur les paramètres solaires en Côte d’Ivoire

- dynamiser le secteur du renouvelable en Côte d’Ivoire, en regroupant les différents acteurs

présents sur le marché et en facilitant le développement d’activités dans le secteur

- faire la promotion des énergies renouvelables pour favoriser leur utilisation au plan national

- mettre en place des textes réglementaires qui faciliteront l’acquisition d’équipements etc.

Sept (7) acteurs recensés par la direction des énergies renouvelables à ce jour (ANNEXE 1)

Un Institut de Recherche sur les énergies nouvelles (IREN), créé en 1980.

Le domaine des énergies renouvelables c’est aussi un objectif affiché, selon le DSRP de passer

(Document Stratégique de Réduction de la Pauvreté) de passer de 3% en 2013 d’utilisation des

énergies renouvelables (solaire photovoltaïque) à 5% d’utilisation en 2015.

NB : Pour une meilleure appréciation de l’état des lieux des énergies renouvelables en Côte d’Ivoire,

Voir (ANNEXE 2)



II-DUREE D’INSOLATION ET RAYONNEMENT GLOBAL

II.1-Durée d’insolation en Côte d’Ivoire En moyenne nous avons comme durée d’insolation par mois les valeurs présentées dans le tableau ci-

dessous. Données fournies par la SODEXAM.

Tableau 1 : Durée d’insolation à Abidjan en heures/mois 1999-2009 (Source : SODEXAM,

Annexe 3)

En moyenne la durée d’insolation à 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-après nous fournis les valeurs mensuelles de l’ensoleillement en Côte d’Ivoire, à

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



Tableau 2 : Rayonnement global (kWh/m2/Jour) Côte d’Ivoire. (Source : SODEXAM, Annexe 3)

Tableau 3 : Rayonnement global en 2009 en (kWh/m2/Jour) Côte d’Ivoire (Source : ines-solaire.com)

Tableau 4 : Différences entre les valeurs d’ensoleillement des sources ines-solaire.com et

SODEXAM

Remarque: Une différence est constatée entre les valeurs fournies par la SODEXAM et les données

satellitaires fournies par le site ines-solaire.com. Pour la suite de nos travaux nous utiliserons comme

valeur d’ensoleillement 4,5 kWh/m2/Jour.

Année Jan Fev Mars Avril Mai Juin Juil Août 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. Fév. Mar Avril Mai Juin Juil. Août Sep Oct. Nov. Déc.

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%



III- CONFIGURATION DES SYSTEMES PHOTOVOLTAÏQUES

Un système photovoltaïque permet la production d’électricité à partir du rayonnement solaire et

grâce à la mise en association de plusieurs équipements. Il se présente ainsi :

Figure 1: Configuration des systèmes photovoltaïques (Source : Cours professeur Mohammed Koita

SACKO, INP-HB) [2] & [3]

Figure 2 : Synoptiques général des systèmes photovoltaïques

Un système photovoltaïque se compose de:

Panneaux photovoltaïques

Régulateurs de charge

Batteries

Convertisseurs (CC/CC) ou (CC/AC)



III.1-Les panneaux photovoltaïques

Ils permettent la conversion du rayonnement solaire en énergie électrique. Les principales

technologies industrialisées en quantité à ce jour sont :

- les cellules de type silicium monocristallin

- les cellules de type silicium polycristallin

- Les cellules de type silicium amorphe

Tableau 5: Différents rendements des cellules PV (source : bp-solar.com)

Figure 3 : Panneau solaire, (installation Pharmacie saint CLEMENT, Côte d’Ivoire)

Technologie Rendement typique Rendement maximum

obtenu (laboratoire)

Silicium Monocristallin Rendement de conversion de 12 à

15% ; plus coûteux que les poly

cristallins

24%

Silicium Poly-cristallin Rendement de conversion de 9 à 10%

; obtenu par lingots

parallélépipédiques par

moulage de silicium fondu

18,6%

Silicium Amorphe Produit en couche mince par

décomposition du silane (SiH4).

Rendement de conversion faible (4 à

7%) utilisé sur les calculatrices et les

montres

12,7%



III.2-LE REGULATEUR DE CHARGE

Le régulateur de charge assure l’optimisation de la production d’électricité du panneau

photovoltaïque.

Les régulateurs de charges assurent principalement les taches

suivantes :

- protection de l’accumulateur contre les décharges profondes ;

- limitation de la tension de charge terminale (protection contre les

surcharges)

- prévention de la décharge des batteries

Figure 4 : Régulateur de charges, (installation Pharmacie saint CLEMENT Côte d’Ivoire)

III.3-LES BATTERIES OU RESERVOIR D’ENERGIE

Les batteries garantissent la fourniture d’énergie de façon continue, grâce au stockage qu’elles

font. Elles doivent être résistantes aux cycles répétés, c'est-à-dire

supporter longtemps les charges de jour et les décharges de nuit,

avoir un bon rendement de charge, même pour des courants de

charges faibles, ainsi qu’une auto décharge faible sont primordiaux.

Pour répondre à ces critères des accumulateurs spéciaux au plomb, se

sont distingués par un bon rapport qualité prix.

Elles ont pour avantages de satisfaire la demande crête momentanée

des charges, mais augmentent la complexité et du coût du système.

Figure 5 : Accumulateur d’énergie, (installation pharmacie saint CLEMENT Côte d’Ivoire)

III.4-LES CONVERTISSEURS

Deux types :

- les convertisseurs CC/CC : Ils sont utilisés pour l’alimentation de charges continues.

- les convertisseurs CC/AC : plus connus sous l’appellation d’onduleur, ils permettent l’alimentation

de charges alternatives sous 230V AC, dans le cas des systèmes

photovoltaïques.

Figure 6: Convertisseur CC/AC (Catalogue KYOCERA)


IV- ETUDE COMPARATIVE DES PANNEAUX PHOTOVOLTAIQUES

IV.1-ETUDE PAR TYPES DE PANNEAUX

Nous distinguons trois types de cellules photovoltaïques avec différents 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 l’amorphe (Fournisseur : SCHOTT SOLAR, voir ANNEXE 5)

Art. N° 101130 101111 101112 101132 101208

Modèle 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 présente le plus bas rendement surfacique. Pour une installation de grande

puissance il nécessitera une grande surface. Il est le moins onéreux et son rendement varie peu

en fonction de la température.

Le monocristallin présente le meilleur rendement surfacique mais le Wc installé est le plus cher.

Il est préconisé pour des régions dont la proportion de rayonnement direct est importante.

Le polycristallin, présente un rendement meilleur que celui du silicium amorphe et moins

important que celui du monocristallin. Il est préconisé pour des régions recevant à la fois le

rayonnement direct et le rayonnement diffus (ex : la Côte d’Ivoire).

Modèle 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



V-DIMENSIONNENEMT D’UN SYSTEME PHOTOVOLTAIQUE AUTONOME

Définition

Un système photovoltaïque autonome produit l’énergie électrique uniquement grâce aux panneaux

photovoltaïques installés, aucune autre source ne permet la fourniture énergétique.

Etude de cas I

L’objectif est de dimensionner un système photovoltaïque autonome, capable de produire la

consommation énergétique journalière d’Albédo. Nous prenons comme base de consommation l’année

2009. Nous utiliserons les composants du fournisseur SU-KAM. (Annexe A)

V.1-GENERALITES SUR LES COMPOSANTS UTILISES

Tableau 6 : Présentation des caractéristiques principales des composants SU-KAM

Puissance Tension

Nominale (V)

Intensité

nominale (A) Rendement Capacité (Ah)

Panneau solaire, (Annexe 4) 75~200 Wc 24 - -

Régulateur 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 équipement utilisant l'énergie solaire, il est important de connaître la

luminance au sol, c'est-à-dire la quantité de lumière solaire reçue au sol. C’est une grandeur importante

qui doit être très bien appréciée sinon les installations solaires seront surdimensionnées ou sous

dimensionnées. (Cf. Tableau 1 & 3)

Demande énergétique.

Tableau 7: Consommation énergétique Albédo 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

http://fr.wikipedia.org/wiki/%C3%89nergie_solaire



Le coût de la facture énergétique 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 considérant que l’entreprise

Albédo travaille 5,5 jours par semaine avec un totale de 4 semaines dans le mois nous

obtenons : 138 731 Wh/jour.

Pour notre étude nous allons considérer la consommation des périodes les plus chaudes, ainsi

nous obtenons par jour :

(1)

/J

Le Coût du kWh/an est de :

(2)

Puissance crête à installer, Pc

(3)

Coefficient de perte, K

(4)

Evaluation de la puissance à installer

-Nombre de panneaux en série (Ns) et Nombre de panneaux en parallèle (Np)

(5) (6)

Puissance à installer, Pins

(7)



Tableau 8 : Calcul de la puissance à installer

Consommation Journalière

(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), calculée 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 réelle à installer

(Wc) 53 450 53 460 53 450 53 450

Surface unitaire de chaque

panneau (m2) 1.64 1.24 1.25 0.66

Coût unitaire Wc (FCFA) 1 250 1 250 1 250 1 250

Coût 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

Coût/m2 152 450 166 350 150 000 142 100

Dimensionnement du régulateur de charge et nombre de régulateurs en parallèle

Intensité régulateur (Ireg) et nombre total de régulateur (Nreg) :

(8) (9)

Tableau 9 : Nombre de régulateurs

Courant total du réulateur de charges,

Ireg 2 226 2 226 2 226 4 452

Courant unitaire du régulateur 40 30 30 40

Nombre total de régulateurs en

parallèle 56 74 74 111

Tension régulateur 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

Coût total (FCFA) 3 645 200 3 487 500 3 487 500 7 290 400

Dimensionnement des batteries

La batterie dans un système PV est caractérisée par sa capacité (Cb).

(10)



Tableau 10: Chiffrage des batteries

Dimensionnement de l’onduleur

La puissance d’entrée de l’onduleur, 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 d’onduleur 53 71 71 134

Prix unitaire 185 135 135 91

Prix unitaire (Fcfa) 92 500 67 500 67 500 45 500

Coût Total en FCFA 4 941 900 4 808 350 4 808 350 6 077 200

Autres accessoires

Il s’agit essentiellement des câbles solaires, des supports pour la pose des panneaux

photovoltaïques, de la construction de locaux pour les batteries, des régulateurs et des onduleurs. Pour

la suite de notre étude le coût de ces équipements seront estimés de la façon suivante :

Coût Support & Génie civil pour les modules (Fcfa/Wc) 100

Coût de l'Armoire de commande (Fcfa/Wc) 100

Coût des Câbles et divers accessoires (Fcfa/Wc) 200

Coût des Tuyauteries et accessoires (Fcfa/Wc) 150

Coût de la Main d’œuvre (Fcfa/Wc) 75

Capacité de la Battérie. (Cb) (Ah) 16 122 16 122 16 122 32 244

Capacité Unitaire (Ah) 200 200 165 165

Tension Nominale 12 12 12 12

Nombre de battéries en série 2 2 2 1

Nombre de battéries en parallèle 81 81 98 195

Nombre totale de battérie 161 161 195 195

Prix unitaire ($) 204 204 169 169

Prix unitaire (FCFA) 102 000 102 000 84 500 84 500

Coût total (FCFA) 16 444 500 16 444 500 16 512 900 16 512 850



Récapitulatif des coûts d’investissement

Tableau 12 : Récapitulatif des coûts d’acquisition des équipements en Fcfa

Coût total

Panneaux

photovoltaïques

66 782 200 66 782 200 66 782 200 66 782 200

Coût total

régulateurs 3 645 200 3 487 500 3 487 500 7 290 400

Coût total

batteries 16 444 500 16 444 500 16 512 900 16 512 850

Coût total

onduleur 4 941 900 4 808 350 4 808 350 6 077 200

Coût total

accessoires 33 391 100 33 391 100 33 391 100 33 391 100



VI- ETUDE DE RENTATIBILITE DES SYSTEMES PHOTOVOLTAIQUES

VI.1- RECAPITULATIF DES COUTS D’INVESTISSEMENT

Objectif : Nous souhaitons déterminer la rentabilité d’une installation PV autonome

Hypothèses :

- Le fournisseur d’équipement est basé en Inde, les prix fournis sont des prix départ usine, nous les

affecteront d’un coefficient d’importation de 1,6 et le coefficient de vente sera de 1,4.

Facture énergétique

(Cf. Tableau 7)

Tableau 13 : Investissement total pour la réalisation 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

régulateurs 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 été déterminé en faisant le rapport du coût du projet total par

les économies réalisées chaque année sur la facture Albédo.



Figure 7 : Répartition des coûts 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 résultats, les équipements du fournisseur SU-KAM pour les autres composants

seront utilisés :

Tableau 14 : Coût des Panneaux photovoltaïques au silicium amorphe

Consommation Journalière (Wh) 148000

Puissance unit. Mod (W) 100 90 95

Pc 53 426 53 426 53 426

Nombre total Mod. 534 594 562

P. réelle à installer (Wc) 53 426 53 426 53 426

Surface 1.43 1.43 1.43

Coût unitaire (FCFA) 775 775 775

Coût total (FCFA) 41 405 000 41 405 000 41 405 000

TOTAL SURFACE (m2) 764.0 848.9 804.2

Coût/m2 54 196 48 776 51 486

P. SOLAR53%S.C.C

3%

BATT.13%

INVERTER4%

A. CHARGES27%

REPARTITION DES INVESTISSEMENTS



Tableau 15: Coût global du projet

Remarque : Notre dimensionnement a été effectué sur la considération selon laquelle nous aurons

deux jours d’autonomie.

- Nombre de jour d’autonomie des batteries : 1 jour

Coût total investissement : 226 175 800 FCFA

Retour sur investissement : 61 ans

- Nombre de jour d’autonomie des batteries: 0,5 jour

Coût total investissement : 198 680 400 FCFA

Retour sur investissement : 54 ans

Conclusion partielle

Pour une ville urbaine nous retenons que sans mesures d’accompagnement, il n’est pas rentable

d’investir dans un système autonome photovoltaïque, car moins compétitif face au coût du kWh vendu

par la Compagnie Ivoirienne d’Electricité (CIE). Réduire considérablement les coûts de notre système,

suppose une baisse de la consommation énergétique. En effet, produire de l’énergie à partir de

systèmes photovoltaïques implique une réduction de la consommation énergétique en utilisant des

appareils avec une faible consommation énergétique et la diversification des ressources énergétiques.

Nous allons réaliser un audit énergétique de l’entreprise Albédo pour évaluer les économies

que nous pouvons faire et identifier l’impacte de ces économies sur le coût de notre système

photovoltaïque autonome.

Coût 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

Coût 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


VII-AUDIT ENERGETIQUE DE L’ENTREPRISE ALBEDO

Objectif : Le but de l’exercice est d’analyser la consommation énergétique de la société Albédo, et

identifier les gaspillages énergétiques et les réduire par la suite. Nous analyserons l’impact de nos

mesures sur la taille de notre système après nos différentes mesures d’efficacité énergétique.

Hypothèses :

- Les consommations des différents appareils seront estimées à défaut de les mesurer

- La période estivale sera prise comme référence de consommation

VII.1- ETAT DES LIEUX DE L’ENTREPRISE ALBEDO

Il s’agira de dresser la liste des appareils présents dans l’entreprise.

Nous nous intéresserons aux appareils couramment utilisés dans l’entreprise.

- 8 climatiseurs de différentes puissances assurent la production de froid

- 53 ampoules de 36 W assurent l’éclairage de nuit et de jour

- 12 PC

- 2 ordinateurs portables

- 1 réfrigérateur

- 1 photocopieuse

- 5 imprimantes

- Un extracteur

- Une ampoule a incandescence de 60 W

La facture en 2009, était de 3 700 000 FCFA pour une consommation de 36 625 kWh

VII.2- Répartition de la consommation énergétique

Figure 8 : Répartition de la consommation énergétique de Albédo en fonction

1%1%

8%7%

8%

4%

2%

4%

1%

6%

0%

58%

Répartition 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



Figure 9 : Répartition de la consommation énergétique de Albédo par catégorie d’équipement

Remarque :

- Le local bureau d’étude est le consommateur le plus important, il représente 58% de la

consommation totale

- La climatisation 65% de la consommation d’Albédo

- La consommation des luminaires et des PC n’est pas négligeable, ils font respectivement 15%

et 14% de la totalité de la consommation.

Consommation du Bureau d’Etude

Figure 10 : Répartition de la consommation énergétique du bureau d’étude

Remarques : la climatisation occupe une grande part dans la consommation énergétique du bureau

d’étude. Aussi, l’éclairage du local et les ordinateurs sont une part non négligeable de la

consommation. Réduire la consommation énergétique d’Albédo implique une réduction 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%

Détail de la consommation du Bureau d'Etude

Armoire

Cassette

Luminaire

PC

Imprimante

Refrigerateur

65%15%

14%

3% 3%0%

Répartition de la consommation par type d'equipement

ClimatisationLuminaireOrdinateur PCPhotocopieuseBureautiqueOrdinateur port.



VII.3- MESURES ET RECOMMANDATIONS

Luminaires

La consommation journalière totale de l’éclairage est 26 418 Wh/J, pour un total de 53 lampes

installées.

Notre recommandation est le remplacement de toutes les lampes par des lampes

efficaces avec une faible consommation. Il s’agira d’installer de façon 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 équipements, ainsi le prix total des trois

équipements est de : 40 000x0,9 = 36 000 Fcfa

Economie énergétique réalisée : 16 638 Wh,

Consommation luminaire, après application des mesures : 9 780 kWh

Prix total du projet de remplacement des luminaires est de 1 908 000 Fcfa pour une durée de vie de 45

000 heures de fonctionnement.

Ordinateur de bureau

Nous n’avons pas de mesures particulières pour les ordinateurs.

CLIMATISATION

Trois solutions s’offrent à nous pour la réduction de la consommation énergétique 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 l’isolation de la toiture du local bureau d’étude

pour réduire la charge thermique de ce dernier et évaluer la nouvelle charge thermique. Ce cas

de figure n’est pas présenté dans notre étude.



VII.4- CLIMATISATION SOLAIRE*

Etat de l’art de la climatisation solaire

L’expression climatisation solaire désigne l’ensemble des moyens de climatiser en utilisant

comme ressource énergétique primaire le soleil. La technologie de climatisation solaire consiste à

capter le rayonnement solaire à partir de capteurs solaire pour le transformer en électricité

(photovoltaïque), soit en énergie solaire thermique pour des besoins de fonctionnement d’un groupe de

froid ou de rafraichissement de l’air.

La climatisation solaire porte le principal intérêt de pouvoir fournir le plus de froid quand il y a le plus

de soleil, ce qui correspond généralement aux périodes plus chaudes.

Figure 11 : Etat de l’art de la climatisation solaire

* Notre étude sur la climatisation solaire tire son origine d’une précédente étude réalisée dans les

conditions climatiques du Burkina Faso.



Technologie à sorption [6]

Les technologies commercialement disponibles sont marquées en bleu.

Le choix de notre technologie se fera entre la technologie à Absorption et la technologie à Adsorption,

D’après une enquête sur le marché des systèmes de climatisation solaire faite dans le cadre Task

38[11], l’absorption représenterait 63% contre 29% pour le dessicant evaporative cooling et 8% pour

l’adsorption. Le choix de la technologie se fera entre le système à absorption et le système à

adsorption.

La machine à absorption présente l’avantage d’être plus répandue et plus développée que la machine à

adsorption, en plus elle est moins coûteuse et présente un meilleur coefficient de performance

théorique à puissances égales. (Machine à adsorption COP: [0,5-0,6]; machine à absorption COP: [0,7-

0,8]).

Choix de la technologie: Système à absorption.

- Choix du couple

Les performances réelles des machines frigorifiques à absorption dépendent largement de la nature du

fluide frigorigène utilisé. La recherche de fluides frigorigènes performants pour ces machines est donc

d'une grande importance. Mais, en dépit des efforts de recherche, seuls deux mélanges restent quasi-

exclusivement utilisés: les solutions aqueuses d’eau /bromure de lithium et celles d’ammoniac/eau. Un

nouveau couple est utilisé: eau /chlorure de lithium.

Une étude des avantages et inconvénients du couple eau / bromure de lithium et de l’ammoniac /eau

pour des besoins de climatisation est résumée dans le tableau qui suit:



Tableau 16: Avantages et inconvénients des couples

Vu les spécificités des différents couples, vu le domaine d’application (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 Inconvénients

H2O/LiBr

Limité à des températures

froides positives (climatisation)

Pressions de travail sous vide:

difficulté du maintient éventuel au

cours de la durée de vie de la machine. Coefficient de performance plus

élevé que le couple NH3/H2O

Risque de cristallisation (contrôlé au

niveau des machines)

Couple le plus utilisé dans la climatisation solaire à sorption

NH3/H2O

Pas de risque de cristallisation Pressions de travail supérieures à la pression atmosphérique

Possibilité de produire le froid en

dessous de 0°C, pas vraiment adapté

pour la climatisation.

Température de régénération > 100°C

En cas de fuite, l’ammoniac sent très

mauvais et peut s’avérer toxique pour l’homme

Auto inflammabilité de l’ammoniac à T > 400°C (danger en cas incendie).



Coût financier Machine à absorption: disponibilité sur le marché [6]

La plupart des machines à absorption disponibles sont de grandes puissances (>100kWf).

Récemment, quelques constructeurs ont mis sur le marché des machines de petites puissances (<

20kWf). On peut citer le modèle WFC-SC5: 17,5kWf (Eau/LiBr) du fabriquant Japonais YAZAKI;

Wegracal SE 15: 15kWf (Eau/LiBr) de l’Allemand EAW; Suninverse: 10kWf (Eau/LiBr) de

l’Allemand Sonnenklima; ClimateWell CW10: 10kWf du fabricant Suédois 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 caractéristiques des différentes machines sont données en annexe.

La machine de Rotartica de 5kWf reste indisponible du fait de la fermeture de l’usine de fabrication.

Le modèle Suninverse: 10kWf a également été retiré du marché. Les seules machines de petites

puissances disponibles à ce jour sont: le Wegracal SE 15: 15kWf et le WFC-SC5: 17,5kWf.

La puissance frigorifique totale installée dans l’entreprise Albédo est de 45 kWf, ce qui correspond à

l’installation de 3 modules de 15 kWf.

Des bureaux d’études tels que Schüco et SolarNext spécialisés dans les installations de climatisation

solaire peuvent fournir une installation complète avec la machine Wegracal SE 15. Nous n’avons pas

pu obtenir au près de ces bureaux d’études le coût de l’installation complète; le montant considéré est

un mon tant estimatif, essentiellement basé sur des coûts estimatifs que nous avons identifié dans

différents documents de climatisation solaire. Ainsi, le montant total d’une installation a été estimé à

68.500 € soit44.933.000 FCFA l’unité. Ce coût sera sans doute moins élevé si nous considérons une

réduction certaine sur le coût des équipements, dans l’avenir.

Comme global de notre installation de climatisation solaire nous obtenons : 134 799 000 FCFA

Ce système installé permet une économie énergétique de 118 080 Wh/Jour.



VIII- SIMULATION APRES AUDIT ENERGETIQUE

Scénario 1 : Remplacement des luminaires & climatisation solaire

Dans ce cas de figure, la consommation journalière est réduite de : 134 718 Wh.

La consommation journalière est de 13 282 Wh.

Tableau 17 : Coût d’investissement installation photovoltaïque scénario 1

INVESTISSEMENT TOTAL (SUR 20

ANS) 25 054 200 24 947 200 24 987 100 26 992 400

Coût du kWh 1 883 770 1 883 770 1 883 770 1 883 770

A cela nous devons ajouter les investissements consentis pour la réduction de la consommation

énergétique. Nous obtenons définitivement comme coût d’investissement :

Tableau 18 : Coût d’investissement 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 :

L’utilisation d’une machine frigorifique solaire par absorption pour de la climatisation en lieu et place

d’un système à compression est très intéressante en particulier pour l’économie d’électricité réalisée

grâce à la compression chimique de la machine à absorption. De plus, l’utilisation de fluide frigorigène

à impact neutre sur l’environnement et l’exploitation d’une énergie renouvelable et propre place la

climatisation solaire dans un cadre de développement durable. Cependant la technologie de

climatisation est très coûteuse du fait d’une faible production des machines en usine. La technologie

n’est pas encore vulgarisée. Certes la machine à absorption a une très faible consommation électrique

mais les systèmes d’apport et de distribution de l’énergie thermique sont très consommateurs

d’électricité. Malgré les coûts élevés des climatiseurs solaires, nous obtenons des temps de retour sur

investissement moins important, qu’un système photovoltaïque autonome. Cela dit, il est possible de

combiner l’énergie classique à celle fournie par la Compagnie Ivoirienne de production d’électricité,

pour ce faire des onduleurs spéciaux seront utilisés. Ce système à pour avantage d’occulter à notre

système le coût des batteries et des régulateurs.



IX- SYSTEME PHOTOVOLTAIQUE HYBRIDE

IX.1- SCHEMA DE PRINCIPE

Ce système permettra la fourniture d’énergie à partir de deux sources :

- Une source solaire, le photovoltaïque

- Une source fossile qui est l’électricité produite par la CIE

Pour réussir à combiner les deux sources, des onduleurs spéciaux tel que le SUNNY BOY, seront

utilisés.

Figure 12 : Configuration générale de l’installation (Projet flexy Energy) [5]

Description de l’installation :

Le système hybride est la combinaison de deux sources d’énergie pour l’alimentation

d’appareils. Il a l’avantage de baisser la complexité du système et permet une réduction des coûts

d’investissement. Aussi, grâce à l’association CIE, photovoltaïque ; les accumulateurs d’énergie et les

régulateurs ne seront plus nécessaires. Durant toute la journée nos installations fonctionneront avec le

solaire (Si nous avons un niveau d’ensoleillement conséquent et la nuit notre système fonctionnera

avec le réseau CIE).

Nous garantissons avec ce système hybride, la continuité de notre installation solaire. Nous signalons

que ce principe est celui mis en application en Europe et les systèmes autonomes sont très souvent mis

en œuvre dans des régions non desservis par le réseau électrique. Nous retiendrons cette installation

pour l’approvisionnement énergétique des luminaires de l’entreprise Albédo. Le schéma unifilaire de

l’installation se présente ainsi :



Figure 13 : Configuration Unifilaire de l’installation (Projet Flexy Energy) [5]

IX.2- CLIMATISATION HYBRIDE

La climatisation hybride répond au même principe de fonctionnement qu’un système

photovoltaïque hybride. En effet les climatiseurs hybrides combines l’énergie solaire photovoltaïque et

l’énergie fournie par la Compagnie Ivoirienne Electricité.

Le fournisseur contacté, EFFICIENT ENGINEERING CONSULTING GROUP (EECG), basé en Côte

d’Ivoire nous propose un système qui fonctionnera à 40% avec l’énergie de la CIE et 60 % avec

l’énergie solaire. Les différents coûts d’acquisition sont les suivants :

1 CV à 455 000 F CFA

1,5 CV à 535 000 F CFA

2 CV à 640 000 F CFA

3 CV à 770 000 F CFA



Remarque 1 :

La climatisation hybride est une technologie qui peut considérablement réduire la

consommation énergétique d’un bâtiment, en effet la climatisation dans notre cas de figure représente

65% de la consommation énergétique totale de l’entreprise.

Installer des climatiseurs hybrides sera un gain énergétique conséquent. Notre scénario

d’investissement nous donne les résultats suivants, nous prendrons comme base les prix fournir par

EECG, avec 40% d’économie réalisée.

L’entreprise Albédo compte au total Huit (8) climatiseurs dont la composition est la suivante :

- 1 split de 5 CV qui sera remplacé 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 coût total d’investissement pour l’a chat de des différents splits :

Tableau 19 : Coût d’acquisition de climatiseurs hybrides

Coût total investissement achat de split : 5 940 000 FCFA.

Remarque 2 :

Bien que réalisant des économies énergétiques conséquentes, des tests avérés n’ont pas encore

démontré la performance de cette technologie. En effet, il serait souhaitable de pouvoir faire une étude

comparative entre les systèmes classiques de climatisation et la climatisation hybride avec de réelles

installations. Aussi la durée de vie des systèmes de climatisation hybride de notre fournisseur est

inconnue, ce qui rend difficile la détermination du temps de retour sur investissement.

Désignation split Quantité Prix

1,5 CV 2 1 070 000

2 CV 4 2 560 000

3 CV 3 2 310 000



IX.3-MONTAGE D’UN PROTOTYPE DE CENTRALE HYBRIDE SOLAIRE PV / CIE SANS BATTERIE DE

STOCKAGE

Objectifs : Alimenter les luminaires de l’entreprise Albédo par un système photovoltaïque

hybride.

Deux scénarios seront présentés :

- un coût d’investissement avec les installations existantes, c’est à dire une installation qui va

assurer l’alimentation des luminaires déjà installés

- un coût d’investissement avec l’amélioration des installations

Nous obtenons comme résultats :

- Coût panneau photovoltaïque 2,5 $/Wc

- Coût onduleur SUNNY BOY 3300 W, 1471 €

Localisation du projet& caractéristiques du champ PV

Les panneaux seront implantés sur la toiture de l’entreprise Albédo comme indiqué ci-dessous :

Figure 14: Surface d’implantation des panneaux photovoltaïques, surface total 300 m2

Tableau 20 : Caractéristiques du champ PV (départ usine)

Consommation Journalière (Wh) 33696

Puissance unitaire module (Wc) 200 165

Puissance calculée 12 164 12 164

Nombre total Mod. 61 74

Puissance réelle a installer (Wc) 12 200 12 200

Coût unitaire Wc (FCFA) 1 250 1 250

Coût total (FCFA) 15 204 700 15 204 700

TOTAL SURFACE (m2) 99,6 99,6

Cout/m2 152 600 152 600



Choix de l’onduleur

La performance d’une installation photovoltaïque dépend aussi de son onduleur. En effet, il

transforme le courant continu généré par les cellules solaires en courant alternatif conforme au

réseau. La qualité de l‘onduleur joue un rôle prépondérant pour le rendement de l’installation

photovoltaïque et c‘est la raison pour laquelle il est considéré comme sa pièce maîtresse. Il est donc

important de choisir un onduleur qui fonctionne de façon optimale avec le générateur solaire et qui

garantit le meilleur rendement.

L’onduleur choisi pour notre installation est le sunny boy 3300 de marque SMA dont les

caractéristiques sont bien en accord avec les données de sortie de notre champ PV.

Figure 15 : Sunny boy 3300

Tableau 21 : Coût d’investissement pour l’acquisition de l’onduleur SUNNY BOY

Puissance total onduleur de

l’onduleur (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

Coût Total en FCFA 3 556 650 3 556 650

NB: Les câbles et accessoires sont déjà implantés.



Ainsi on trouve comme coût total du projet : 18 761 350 FCFA

A cela si nous ajoutons le coefficient d’importation du matériel qui est de 1,6 nous obtenons comme

coût définitif : 30 018 200 FCFA

Remarque :

Il est possible d’effectuer notre dimensionnement en tenant compte des mesures de notre audit

énergétique. Dans ce cas de figure nous obtenons les différents coûts ci-dessous :

Tableau 22 : Investissement à réaliser après mesures d’efficacité pour l’acquisition des panneaux

Tableau 23 : Investissement pour l’acquisition des onduleurs

Puissance totale (W) 3 852 3 852

Puissance unitaire Onduleur Solarmax

3000 S (SUNNY BOY) 3300 3300

Tension de l’onduleur (V) 24 24

Quantity of inverter 2 2

Prix unitaire 1471 1471

Coût Total 1 717 1 717

Coût Total en FCFA 2 252 600 2 252 600

En appliquant notre coefficient d’importation de 1,6 nous obtenons comme coût total pour

l’acquisition du matériel : 11 308 000 FCFA.

A cela nous ajoutons le coût d’investissement pour l’acquisition des lampes basse consommation qui

est de 1 908 000 FCFA.

Au total l’investissement total à réaliser est de : 13 216 000 FCFA.

Consommation Journalière (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 réelle à installer (Wc) 3 852 3 852

Coût unitaire Wc (FCFA) 1 250 1 250

Coût total (FCFA) 4 814 900 4 814 900

TOTAL SURFACE (m2) 31,6 31,6

Cout/m2 152 588 152 588



X- DIFFICULTES ET RECOMMANDATIONS

X.1- DIFFICULTES

Les difficultés auxquelles nous avons fait face sont essentiellement au niveau de la collecte

d’informations fiables. En effet, chaque informations au niveau de la SODEXAM était payante aussi

l’analyse des ces informations montraient une faiblesse dans la fiabilité des informations. Nous avons

comparé ces informations avec d’autres sources d’informations et nous avons constaté une grande

différence entre ces informations. Aussi l’obtention d’informations sur les chiffres d’affaire des

entreprises travaillants dans le domaine est restée sans suite.

X.2- RECOMMANDATIONS

Le secteur des énergies renouvelables est encore à ces débuts en Côte d’Ivoire, de ce fait il est

important de proposer des solutions techniques fonctionnelles aux potentiels clients pour asseoir une

base de confiance.

A la suite d’un entretien avec la responsable de la pharmacie « Saint CLEMENT », qui a pris le risque

d’investir dans un équipement solaire photovoltaïque pour l’alimentation de certaines ampoules et de

sa caisse principale, nous avons pu constater la mauvaise installation qui a été faite.

En effet, 2 ans après la mise en œuvre de son installation, les premières difficultés ont été constatées.

Ces difficultés se sont soldées par un arrêt systématique de son installation, elle est à la suite de cette

aventure plus méfiante sur les technologies vertes et cela se justifie.

Il faut une main d’œuvre qualifiée qui sera capable de pouvoir dimensionner, et réaliser une

installation fonctionnelle. Il est important d’assurer un service après vente de qualité, pour minimiser

les pannes dans les systèmes.

En ce qui concerne l’efficacité énergétique, l’audit énergétique des bâtiments est une véritable

aubaine d’affaire en Côte d’Ivoire. Suite aux délestages récents, les entreprises et les gestionnaires de

bâtiments sont de plus en plus regardant sur leur consommation énergétique, aussi un service qui les

aidera à mieux assurer cette gestion énergétique serait la bienvenue, pour ce faire nous proposons un

ensemble d’équipements pour la réalisation d’un audit.



CONCLUSION

Le coût d’investissement pour la mise en œuvre d’un système photovoltaïque autonome est

important, ce qui fait que le kWh produit grâce à ce système n’est pas compétitif face au prix du kWh

produit par la Compagnie Ivoirienne d’Electricité (CIE). Pour une ville desservit déjà par le réseau

électrique il n’est pas rentable d’investir dans une alimentation photovoltaïque autonome. Ce cas peut

devenir envisageable si des mesures d’accompagnement sont prises (Subvention des équipements,

exonération de droits de douanes, rachat de l’énergie en excès par la CIE).

Les systèmes hybrides, par contre représente une solution intéressante, ils combinent deux sources

d’énergies le solaire et l’énergie produite par la CIE. Ils occultent au système la complexité des

batteries et permettent une alimentation solaire en continue. Aussi nous avons une grande baisse de

coût d’investissement lorsque la consommation énergétique est réduite.

La climatisation solaire est une bonne alternative à la climatisation classique, car en plus de permettre

100% d’économie sur la climatisation elle améliore le confort pendant les périodes de forte chaleur.

Enfin nous soulignons le volet efficacité énergétique qui doit absolument être pris en compte dans la

conception de toutes installations PV. En effet les panneaux photovoltaïques ayant de faibles

rendements il faudra impérativement les associer à des équipements qui consomment le moins

d’énergie possible. Aussi il est indispensable de réaliser un audit énergétique afin de déterminer les

voies et moyens pour réduire la consommation du local qui recevra les équipements solaires.



BIBLIOGRAPHIE

[1] Magazine <<TYCOON>>, Dossier spécial Energies Renouvelables IPN Juillet 2010, p57-65

[2] Prof. KOALAGA, Cours conception de système photovoltaïque 2009-2010

[3] Prof. Mohamed Koïta SACKO, Cours de système photovoltaïque 2005

[4] Etude de Faisabilité d’un Programme d'Electrification Rurale Décentralisée en Côte d’Ivoire, Draft

rapport final Novembre 2000, Transénergie.

[5] Daniel YAMEGUEU, Ingénieur Recherche, Projet FEXY-ENERGY, 2009

[6] Hubert Tian massa COULIBALY, Conception et réalisation d’un prototype de climatisation solaire

de 5 kW froid au Burkina Faso, Mémoire de fin d’étude 2010, page17-32

[7]Product list, Wholesale list confidential, African Energy 2010

[8] Product list, SU-KAM Energy 2010

[9] Rapport annuel Service d’Information Energétique de la Cote d’Ivoire 2008, P.14-15

SITES INTERNETS

[10] http://www.energies-renouvelable.com/nouvelle

dossier,fabricant,panneaux,solaire,photovoltaique.html, consulté le 25/06/2010

[11] Dimensionnement d’un système photovoltaïque autonome, 2009 [en ligne] disponible sur

http://www.cipcsp.com/tutorial/dimensionnement-solaire.html, consulté le 28/07/ 2010

[12]IEA SHC Tâche 38, Climatisation / chauffage et réfrigération solaire, Première édition, 01-2009,

Disponible sur http://www.iea-shc.org/task38/highlights/Task38-highlights.pdf

[13] http://bp-solar.com, visité le 15-07-2010

[14] http://www.ines-solaire.com/plandusite.htm#gisements

http://www.energies-renouvelable.com/nouvelle

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http://www.iea-shc.org/task38/highlights/Task38-highlights.pdf

http://bp-solar.com/

http://www.ines-solaire.com/plandusite.htm%22%20%5Cl%20%22gisements



LISTE DES ANNEXES

ANNEXE 1: ACTEURS DES ENERGIES RENOUVELABLES

ANNEXE 2: DOSSIER ENERGIES RENOUVELABLES EN COTE D’IVOIRE

ANNEXE 3 : DONNEES SOLAIRE EN COTE D’IVOIRE

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



Annexe 1 : Acteurs des énergies renouvelables en Cote d’Ivoire.

Dénomination Domaines

d’intervention

Situation

géographique

Téléphones Boites Postales E-mail des

responsables

STEL-CI Solaire

Indénié -7 Rue

des sambas,

Abidjan-

Plateau

20 22 78 79

01 BP 6631

Abidjan 01

[email protected]

NOA Trading Solaire

8, rue Paris-

Village,

Plateau

ABIDJAN

20 21 65 62

01 BP 8300

ABIDJAN 01

[email protected]

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

[email protected]

INGEVALOR

GROUP

Solaire,

éolienne,

Biomasse,

géothermique,

hydraulique

Ancien

Cocody,

pharmacie

lycée

technique, Imm

Centre AZUR,

2ème

E

22 44 62 40

22 44 10 96

Fax : 22 44

62 53

[email protected]

IVOIRE

SOLAIRE

ENERGIE

Solaire II Plateux 7

ème

tranche, vers la

pharmacie de la

7ème

Tranche

22 00 86 02

Fax : 22 42

43 60

Cel : 02 73

93 77

www.ivoiresolaire.com

[email protected]

TD Continental Solaire II plateaux

Aghien

22 42 92 27

05 85 94 57 [email protected]

http://www.ivoiresolaire.com/



Annexe 2 : Dossier énergies renouvelables en Côte d’Ivoire<<Magazine TYCOON>>



RC N°



Annexe 3 : Données solaires en Cote d’Ivoire à Abidjan





ANNEXE 4 : FICHE TECHNIQUE PANNEAUX PV



Annexe 5 : Facture énergétique de l’entreprise Albédo









Annexe 6 : Caractéristique des différentes machines à absorption fonctionnant au couple H2O/LiBr

Tableau 3 : Machines à absorption

Constructeur YAZAKI EAW SONNENKLIMA CLIMATEWELL ROTARTICA

Modèle 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

Températures

chaudes

88/83 90/80 75/65 83/ - 90/85

Températures

de

refroidissement

31/35 30/35 27/35 30/ - 30/35

Températures

d’eau glacée

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

électrique (w)

72 300 120 170 400------045

1100----045V



Annexe 7 : Proforma SOREPCI

Documents

ETUDE TECHNICO-ECONOMIQUE DES TECHNOLOGIES SOLAIRES …