ÉNERGIES RENOUVELABLES - RATIOS ET MÉTHODES DE CALCUL

1. Systèmes Photovoltaïques

Tableau 1 : Irradiation solaire par région au Maroc (kWh/m²/jour)

Tableau 2 : Rendements typiques des panneaux photovoltaïques au Maroc

Tableau 3 : Facteurs de correction pour le dimensionnement photovoltaïque au Maroc

Explication détaillée du dimensionnement des panneaux photovoltaïques

Au Maroc, le dimensionnement des systèmes photovoltaïques est encadré par la loi 13-09 relative aux énergies renouvelables et la loi 58-15 qui l'a modifiée et complétée. L'Agence Marocaine pour l'Efficacité Énergétique (AMEE) recommande la méthodologie suivante:

1. Calcul de la consommation énergétique quotidienne (E):
• E (kWh/jour) = Somme des puissances (kW) × temps d'utilisation (h/jour)
• Pour les bâtiments existants, utiliser les données de facturation
2. Détermination de la puissance crête nécessaire (Pc):
• Pc (kWc) = E / (Ir × PR × Fo × Fi)
• Où:
• E: consommation énergétique quotidienne (kWh/jour)
• Ir: irradiation quotidienne moyenne (kWh/m²/jour)
• PR: coefficient de performance du système (0,70-0,85)
• Fo: facteur d'orientation
• Fi: facteur d'inclinaison
3. Calcul du nombre de panneaux nécessaires (N):
• N = Pc / Ppanneau
• Où Ppanneau est la puissance crête d'un panneau (généralement 330 à 450 Wc)
4. Surface nécessaire (S):
• S (m²) = N × Spanneau × 1,2
• Le facteur 1,2 tient compte des espaces entre rangées pour éviter les ombrages

Selon la réglementation thermique marocaine RTCM, pour les nouveaux bâtiments, une production minimale d'énergie renouvelable équivalente à 1% de la consommation énergétique totale est requise. Pour les bâtiments publics, ce taux monte à 5%.

Tableau 4 : Données de calcul de production photovoltaïque au Maroc

Tableau 5 : Ratio de dimensionnement des équipements photovoltaïques

Explication détaillée du raccordement électrique photovoltaïque

Selon la norme marocaine NM EN 62446-1 et les directives de l'Office National de l'Électricité et de l'Eau Potable (ONEE), le raccordement des systèmes photovoltaïques doit respecter les prescriptions suivantes:

1. Côté DC (courant continu):
• Tension maximale du système: 1000V DC (résidentiel), 1500V DC (commercial/industriel)
• Protection par fusibles ou disjoncteurs DC spécifiques
• Dispositif de coupure d'urgence accessible
• Mise à la terre des structures métalliques
• Protection contre les surtensions par parafoudres DC Type 2 minimum
2. Côté AC (courant alternatif):
• Raccordement via disjoncteur différentiel dédié
• Calibre du disjoncteur = 1,25 × courant nominal de l'onduleur
• Protection contre les surtensions par parafoudres AC Type 2
• Comptage bidirectionnel pour les installations avec injection réseau
3. Câblage:
• Câbles DC spécifiques photovoltaïques (double isolation, résistants aux UV)
• Chute de tension maximale: 1% côté DC, 2% côté AC
• Section minimale selon la longueur et l'intensité (généralement 4-6mm² DC)

La Fédération Nationale de l'Électricité, de l'Électronique et des Énergies Renouvelables (FENELEC) recommande l'utilisation du logiciel PVsyst pour la validation des calculs de dimensionnement, avec des valeurs adaptées au contexte marocain.

2. Intégration au Réseau Électrique

Tableau 6 : Modes de raccordement au réseau au Maroc selon la puissance installée

Tableau 7 : Coûts de raccordement indicatifs (2023)

Tableau 8 : Tarifs d'injection réseau (programme PERG) au Maroc

Explication détaillée de l'intégration au réseau électrique

L'intégration des systèmes photovoltaïques au réseau électrique marocain est encadrée par la loi 13-09 modifiée par la loi 58-15 et les directives techniques de l'ONEE. Plusieurs modes d'intégration sont possibles:

1. Autoproduction sans injection (îlotage):
• Système conçu pour l'autoconsommation stricte
• Pas d'injection sur le réseau (dispositif anti-retour obligatoire)
• Ne nécessite pas d'autorisation spéciale pour P < 20kWc
• Recommandé pour les sites avec consommation diurne constante
2. Autoproduction avec injection (net-metering):
• Compensation entre production et consommation
• Installation d'un compteur bidirectionnel
• Débit/crédit en kWh (pas de rémunération financière)
• Autorisation requise de l'ONEE/distributeur local
3. Production avec vente totale:
• Applicable aux installations MT/HT
• Nécessite une autorisation pour P < 2MW ou une concession pour P > 2MW
• Contrat d'achat avec l'ONEE ou client privé (PPA)
• Point d'injection dédié avec comptage spécifique

Pour les installations raccordées au réseau, le décret n° 2-15-772 exige:

• Un dispositif de découplage en cas de défaut réseau
• Un système de télémesure pour les installations > 50kWc
• Un système de filtrage des harmoniques pour les installations > 100kWc
• Un contrat spécifique avec l'ONEE ou le gestionnaire de réseau

3. Stockage d'Énergie

Tableau 9 : Systèmes de stockage d'énergie adaptés au contexte marocain

Tableau 10 : Dimensionnement du stockage par batteries selon l'autonomie requise

Tableau 11 : Paramètres de dimensionnement des onduleurs-chargeurs

Explication détaillée du stockage d'énergie

Le dimensionnement d'un système de stockage d'énergie au Maroc suit généralement la méthodologie suivante:

1. Calcul de la capacité utile (Cu):
• Cu (kWh) = Consommation quotidienne (kWh/jour) × Jours d'autonomie
2. Calcul de la capacité nominale (Cn):
• Cn (kWh) = Cu / DoD
• Où DoD est la profondeur de décharge maximale recommandée
3. Conversion en Ampère-heure (Ah):
• Capacité (Ah) = Cn (kWh) × 1000 / Tension du système (V)
4. Dimensionnement de l'onduleur-chargeur:
• Puissance (VA) = Puissance maximale simultanée × 1,2
• Courant de charge min = C/10 (10% de la capacité en Ah)

Selon les recommandations de l'AMEE et de la FENELEC, les systèmes de stockage au Maroc doivent être adaptés aux conditions climatiques:

• Protection thermique pour les batteries (température idéale: 20-25°C)
• Ventilation adéquate des locaux batteries
• Protection contre la poussière (IP54 minimum en zones désertiques)
• Équilibreur de charge pour les systèmes > 10kWh

Pour les systèmes résidentiels, l'approche technico-économique recommandée est:

• Dimensionnement pour couvrir 50-70% de la consommation nocturne
• Utilisation prioritaire de l'énergie solaire directe en journée
• Stockage de l'excédent pour la soirée/nuit
• Appui réseau pour le complément ou en cas de conditions météo défavorables

Tableau 12 : Ratios économiques pour les systèmes photovoltaïques avec stockage au Maroc

Les systèmes photovoltaïques avec stockage sont particulièrement recommandés dans les zones où le réseau électrique est instable ou pour optimiser l'autoconsommation dans un contexte où les tarifs de l'électricité sont progressifs (comme c'est le cas au Maroc).

Ces ratios et méthodes de calcul constituent la base technique pour dimensionner correctement les systèmes d'énergies renouvelables dans les bâtiments au Maroc, conformément aux normes et pratiques locales.