I.MÉTHODOLOGIE GÉNÉRALE DE DIMENSIONNEMENT
1. Analyse Préliminaire des Besoins
Paramètre |
Méthode
de calcul |
Norme
marocaine |
Ratios
utilisés au Maroc |
Consommation
énergétique |
Somme
des puissances des appareils × temps d'utilisation journalier × 365 jours |
NM 14.2.300 (Efficacité énergétique des
bâtiments) |
- Résidentiel : 800-1200 kWh/an/personne - Tertiaire : 100-150 kWh/m²/an |
Profil
de consommation |
Répartition
horaire des charges (journalier) Coefficient
de saisonnalité (mensuel) |
Guide AMEE (Agence Marocaine pour
l'Efficacité Énergétique) |
- Pic matinal : 6h-9h (15-20%) - Pic soirée : 18h-22h (30-40%) - Été/hiver : facteur 1,3-1,5 |
Facteur
de simultanéité |
Fs =
0,7 + (0,3/√n) où n = nombre d'appareils |
ONEE (Office National de l'Électricité et
de l'Eau Potable) |
- Résidentiel : 0,5-0,7 - Commercial : 0,7-0,8 - Industriel : 0,6-0,9 |
2. Évaluation du Potentiel Solaire
Paramètre |
Méthode
de calcul |
Norme
marocaine |
Ratios
utilisés au Maroc |
Irradiation
solaire |
Moyenne
annuelle d'irradiation horizontale (GHI) × facteur de transposition |
NM EN 61724 (Surveillance des
performances des systèmes photovoltaïques) |
- Nord :
1600-1800 kWh/m²/an - Centre :
1800-2000 kWh/m²/an - Sud :
2000-2300 kWh/m²/an |
Coefficient
de performance (PR) |
PR =
Rendement réel / Rendement théorique |
MASEN (Moroccan Agency for Sustainable Energy) |
- Installations résidentielles : 0,70-0,75 - Installations industrielles : 0,75-0,82 |
Perte
due aux ombrages |
Simulation
logicielle ou Facteur
= (1 - % surface ombragée × coefficient d'impact) |
Guide technique AMEE |
- Perte moyenne : 3-8% - Maximum tolérable : 10% |
3. Dimensionnement de l'Installation PV
Paramètre |
Méthode
de calcul |
Norme
marocaine |
Ratios
utilisés au Maroc |
Puissance
crête |
Pcr
(kWc) = Consommation annuelle (kWh) / (Irradiation × PR × 365) |
NM CEI 61215 (Modules photovoltaïques) |
- Autoproduction : 4-5 m²/kWc - Raccordement réseau : 1,1-1,3 × conso. annuelle / (1800 × 0,75) |
Nombre
de modules |
N =
Puissance crête totale / Puissance unitaire module |
Code réseau marocain ONEE |
- Résidentiel : 250-330 Wc/module - Commercial : 330-450 Wc/module |
Dimensionnement
onduleur |
Puissance
onduleur = (0,8-1,2) × Puissance totale modules |
NM EN 62109 (Sécurité des convertisseurs) |
- Ratio onduleur/modules : 0,85-0,9 (résidentiel) - Ratio onduleur/modules : 0,8-0,85 (industriel) |
4. Dimensionnement du Câblage et Protections
Paramètre |
Méthode
de calcul |
Norme
marocaine |
Ratios
utilisés au Maroc |
Section
des câbles DC |
S
(mm²) = (2 × L × I) / (k × ΔU) |
NM 06.1.106 (Installations électriques) NM EN 50618 (Câbles PV) |
- Chute tension max DC : 1% - Section min : 4 mm² (chaînes PV) - Section min boîte de jonction-onduleur : 6 mm² |
Section
des câbles AC |
S (mm²) = (√3 × L × I × cosφ) / (k × ΔU) |
NM 06.1.100 (Installations BT) |
- Chute tension max AC : 3% - Section min résidentiel : 4 mm² - Section min tertiaire : 6-10 mm² |
Protections
DC |
Dimensionnement
fusibles : 1,5 × Isc Parafoudres
: selon zone kéraunique |
Guide technique ONEE |
- Fusibles : 10-16A par string - Calibre disjoncteur DC : 1,25 × courant max |
II. FACTEURS
CLIMATIQUES SPÉCIFIQUES AU MAROC
Zone
climatique |
Température
moyenne |
Facteur
correctif de puissance |
Facteur
d'encrassement |
Littoral |
15-25°C |
0,90-0,95 |
0,95-0,97 (pollution saline) |
Plaines
intérieures |
18-30°C |
0,85-0,90 |
0,92-0,95 (poussière) |
Montagnes |
10-25°C |
0,95-1,00 |
0,97-0,99 (peu de poussière) |
Zones
désertiques |
20-45°C |
0,75-0,85 |
0,80-0,90 (sable et poussière) |
Remarque importante : Les ratios présentés sont basés sur les pratiques
courantes au Maroc, mais peuvent nécessiter un ajustement selon les
spécificités du projet et les évolutions réglementaires récentes.
Explications des facteurs
Facteur |
Description |
Impact
sur la performance |
Méthode
de calcul selon normes marocaines |
Facteur
correctif de puissance |
Ajustement lié à la température des
modules |
Baisse de rendement de 0,4-0,5% par °C
au-dessus de 25°C |
P réelle = P nominale × [1 - γ
× (T cellule - 25°C)] où γ = coefficient thermique |
Facteur
d'encrassement |
Perte due à l'accumulation de
poussière/sable |
Réduction de la transmission lumineuse
vers les cellules |
Rendement effectif = Rendement nominal ×
Facteur d'encrassement |
Fréquence
de nettoyage |
Minimum recommandé selon la zone |
Impact sur le maintien du facteur
d'encrassement optimal |
Littoral : 2-3 mois Plaines : 1-2 mois Zones désertiques : 2-4 semaines |
Irradiation solaire par région
Région |
Irradiation
horizontale (GHI) |
Irradiation
plan incliné optimal |
Angle
d'inclinaison optimal |
Tanger-Tétouan |
1650-1750 kWh/m²/an |
1800-1900 kWh/m²/an |
30-32° |
Oriental |
1800-1950 kWh/m²/an |
2000-2150 kWh/m²/an |
28-30° |
Fès-Meknès |
1700-1850 kWh/m²/an |
1900-2050 kWh/m²/an |
29-31° |
Rabat-Salé-Kénitra |
1700-1800 kWh/m²/an |
1850-1950 kWh/m²/an |
30-32° |
Casablanca-Settat |
1750-1850 kWh/m²/an |
1900-2000 kWh/m²/an |
29-31° |
Marrakech-Safi |
1900-2050 kWh/m²/an |
2100-2250 kWh/m²/an |
27-29° |
Souss-Massa |
2000-2100 kWh/m²/an |
2200-2300 kWh/m²/an |
26-28° |
Régions
Sahariennes |
2100-2300 kWh/m²/an |
2300-2500 kWh/m²/an |
25-27° |
Exemple complet : Dimensionnement PV à Marrakech
Données du
projet :
- Localisation :
Marrakech (zone de plaines intérieures)
- Installation
résidentielle de 5 kWc
- Modules
polycristallins de 330 Wc (coefficient thermique γ = -0,41%/°C)
- Température
ambiante moyenne en été : 35°C
- Irradiation
annuelle sur plan incliné : 2150 kWh/m²/an
Calcul de la
production avec facteurs climatiques :
- Température de
fonctionnement des modules :
- T cellule =
T ambiante + (NOCT-20)/800 × Irradiance
- T cellule =
35 + (45-20)/800 × 800 = 60°C (en conditions estivales à midi)
- Application du
facteur correctif de puissance :
- Facteur = 1 - 0,41% × (60-25)
= 1 - 0,41% × 35 = 1 - 0,1435 = 0,8565
- Puissance
réelle en été = 5 kWc × 0,8565 = 4,28 kWc
- Application du
facteur d'encrassement pour la région :
- Facteur
d'encrassement moyen pour Marrakech = 0,93
- Puissance réelle
avec encrassement = 4,28 × 0,93 = 3,98 kWc
- Production
annuelle estimée :
- Production
théorique = 5 kWc × 2150 kWh/m²/an = 10 750 kWh/an
- PR (Performance
Ratio) moyen avec facteurs climatiques = 0,75
- Production réelle
= 10 750 kWh/an × 0,75 = 8 062,5 kWh/an
- Calcul économique
:
- Coût moyen de
l'installation : 12 000 MAD/kWc × 5 kWc = 60 000 MAD
- Économie annuelle
(tarif résidentiel moyen) : 8 062,5 kWh × 1,40 MAD/kWh = 11 287,5 MAD/an
- Retour sur
investissement simple : 60 000 ÷ 11 287,5 = 5,3 ans
Recommandations
pour cette installation à Marrakech :
- Prévoir un
nettoyage des modules tous les 45 jours
- Installer un
système de surveillance de la température
- Considérer une
surventilation des modules pour réduire l'impact thermique
- Orientation
optimale : Sud avec inclinaison de 28°
Remarque importante : Les ratios présentés sont basés sur les pratiques
courantes au Maroc, mais peuvent nécessiter un ajustement selon les
spécificités du projet et les évolutions réglementaires récentes.