Photovoltaïque 01 - Méthodologie Générale De Dimensionnement

 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 :

  1. 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)
  2. 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
  3. 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
  4. 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
  5. 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.

 



Post a Comment

Previous Post Next Post