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Production d'électricité - Photovoltaïque - Communauté - 3,6 kW - Hors réseau / République arabe syrienne
Mandat de l'étude de cas
La compagnie nationale d'électricité de Syrie vous demande d'évaluer la viabilité financière de l'installation d'une centrale photovoltaïque (PV) dans un village éloigné du réseau électrique
Données techniques
Le projet concerne le village de Abou-Sorra qui comprend six maisons de bédouins sédentarisés. Le projet est situé à 33,3° de latitude Nord et la station météorologique la plus proche est celle de l'aéroport d'Alep. Un petit groupe électrogène de 3 kW a répondu aux besoins du village jusqu'à présent mais a besoin d'être remplacé. Ce projet peut être considéré comme une application « hors réseau », en considérant les faibles besoins en jeu. Les besoins couverts par le groupe électrogène sont estimés à une charge d'énergie de 8,4 kWh/jour en courant alternatif, avec une puissance de pointe de 2,4 kW. Un système de configuration « PV/batterie » en utilisant des modules de 50 Wc de BP Solar est proposé. Une batterie d'accumulateurs de 48 V permettant d'assurer une autonomie de 4 jours est aussi proposé.
Données financières
Les modules de BP Solar du projet sont disponibles à un coût équivalent à 6 500 $US/kWc. Le coût total du reste des équipements et des infrastructures connexes, y compris leur transport et leur installation, est estimé à environ 17 000 $US. La durée de vie prévue pour les modules PV est de 20 ans; celle des composants électroniques de 10 ans. Quant aux batteries, elles devraient avoir une durée de vie de 8 ans.
Un groupe Diesel électrogène comme celui qui est utilisé sur le site coûte environ 1 000 $US et a besoin d'être remplacé tous les 5 ans. Les frais d'entretien du moteur et de la génératrice Diesel s'élèvent à environ 150 $US/an et le prix du carburant Diesel est de 0,15 $US/L, avec un taux d'indexation annuelle prévu de 5 %. La consommation moyenne annuelle en carburant Diesel est d'environ 13 400 L.
En Syrie, le taux d'inflation est de 6 %. On peut prendre comme valeur du taux d'actualisation, le taux de la plupart des prêts commerciaux, soit 9,5 %.
Préparez une étude RETScreen, justifiez les hypothèses nécessaires à l'étude et tirez les faits saillants de cette analyse. Déterminez également à quel prix le carburant Diesel devrait s'élever pour que ce projet puisse avoir un taux de rendement interne (TRI) de 15 %.
Solution
Le fichier de données sélectionné dans la base de données de projets RETScreen présente la solution élaborée. L'utilisateur télécharge automatiquement la base de données de projets en téléchargeant le logiciel RETScreen.
Notes explicatives
Résultats
En mars 1994, l'Institut supérieur de technologie et de sciences appliquées de Syrie (Higher Institute of Applied Science & Technology - HIAST) a mis sur pied un projet d'électrification du village d'Abou-Sorra à 35 km au sud de Damas. IT Power a assuré le support technique de l'installation dans le cadre du Programme des Nations Unies pour le développement (PNUD). Ce projet a été la première centrale photovoltaïque jamais installée dans un village en Syrie. Le système photovoltaique alimente 6 maisons de bédouins sédentarisés. Il a une capacité de 3,6 kWc et remplace un groupe Diesel électrogène qui auparavant alimentait le village.
Le laboratoire d'énergie solaire du HIAST surveille les performances de ce système depuis 1996 et les évaluations ont montré un bon rendement, compte-tenu des conditions locales de fonctionnement.
Description du système
Le système photovoltaïque comprend un champ de 72 modules de 50 Wc, fourmis par BP Solar. Le champ est divisé en 5 sections, une de 24 modules, 2 de 16 modules et 2 de 8 modules. La surface totale des capteurs solaires est de 31,9 m². Elle est fixe et orientée plein sud avec une inclinaison de 45?.
La batterie d'accumulateurs comprend 24 cellules sèches de 2 V à décharge profonde. Ces cellules sont connectées en série de manière à obtenir une tension nominale de stockage de 48 V et une capacité total de 1 101 Ah. La batterie d'accumulateurs a été remplacés en 2001 après 8 ans de service.
Le système utilise 2 onduleurs de 1,2 kW. L'électricité est transportée par un câble enfoui de 700 m. Chaque maison est équipée d'un disjoncteur miniature de 2 A afin de prévenir les surcharges sur le système. L'énergie produite par le champ photovoltaïque arrive dans un local technique comprenant 2 sections. Dans la première section, on trouve le contrôleur de charge à 5 niveaux, un enregistreur de données et les compteurs électriques de 6 kWh. Dans la deuxième, on trouve la batterie d'accumulateurs. Le site comprend également un chauffe-eau solaire utilisé pour fournir de l'eau chaude pendant les mois d'hiver.
La faible population de ce village et ses faibles besoins en électricité ne justifient pas une prolongation du réseau électrique national.
Leçons à tirer
Les systèmes photovoltaïques autonomes offrent une solution avantageuse pour l'électrification des communautés rurales éloignées, en comparaison à un groupe électrogène, à la prolongation du réseau électrique national au-delà d'une certaine distance et dans les situations où les coûts du carburant ou de l'entretien d'un moteur sont élevés.
Quand un système photovoltaïque est bien conçu et correctement installé, il représente une source d'électricité plus intéressante qu'un groupe électrogène car il est plus fiable et moins dommageable pour l'environnement. Il y a un important marché potentiel pour la production décentralisée d'électricité dans les zones rurales éloignées. Le recours à des systèmes photovoltaïques est de plus en plus fréquent depuis quelques années, surtout pour l'alimentation de résidences individuelles.
Photo
Communauté - Photovoltaïque - Hors réseau, Abou-Sorra, Syrie
Références
Mandat de l'étude de cas
La compagnie nationale d'électricité de Syrie vous demande d'évaluer la viabilité financière de l'installation d'une centrale photovoltaïque (PV) dans un village éloigné du réseau électrique
Données techniques
Le projet concerne le village de Abou-Sorra qui comprend six maisons de bédouins sédentarisés. Le projet est situé à 33,3° de latitude Nord et la station météorologique la plus proche est celle de l'aéroport d'Alep. Un petit groupe électrogène de 3 kW a répondu aux besoins du village jusqu'à présent mais a besoin d'être remplacé. Ce projet peut être considéré comme une application « hors réseau », en considérant les faibles besoins en jeu. Les besoins couverts par le groupe électrogène sont estimés à une charge d'énergie de 8,4 kWh/jour en courant alternatif, avec une puissance de pointe de 2,4 kW. Un système de configuration « PV/batterie » en utilisant des modules de 50 Wc de BP Solar est proposé. Une batterie d'accumulateurs de 48 V permettant d'assurer une autonomie de 4 jours est aussi proposé.
Données financières
Les modules de BP Solar du projet sont disponibles à un coût équivalent à 6 500 $US/kWc. Le coût total du reste des équipements et des infrastructures connexes, y compris leur transport et leur installation, est estimé à environ 17 000 $US. La durée de vie prévue pour les modules PV est de 20 ans; celle des composants électroniques de 10 ans. Quant aux batteries, elles devraient avoir une durée de vie de 8 ans.
Un groupe Diesel électrogène comme celui qui est utilisé sur le site coûte environ 1 000 $US et a besoin d'être remplacé tous les 5 ans. Les frais d'entretien du moteur et de la génératrice Diesel s'élèvent à environ 150 $US/an et le prix du carburant Diesel est de 0,15 $US/L, avec un taux d'indexation annuelle prévu de 5 %. La consommation moyenne annuelle en carburant Diesel est d'environ 13 400 L.
En Syrie, le taux d'inflation est de 6 %. On peut prendre comme valeur du taux d'actualisation, le taux de la plupart des prêts commerciaux, soit 9,5 %.
Préparez une étude RETScreen, justifiez les hypothèses nécessaires à l'étude et tirez les faits saillants de cette analyse. Déterminez également à quel prix le carburant Diesel devrait s'élever pour que ce projet puisse avoir un taux de rendement interne (TRI) de 15 %.
Solution
Le fichier de données sélectionné dans la base de données de projets RETScreen présente la solution élaborée. L'utilisateur télécharge automatiquement la base de données de projets en téléchargeant le logiciel RETScreen.
Notes explicatives
- Le système a été financé grâce à une subvention du Programme des Nations-Unies pour le développement (PNUD) et a été considéré comme une initiative unique et avant-gardiste dans la région.
- La consommation spécifique de chaleur est très élevée parce que le groupe électrogène fonctionne la plupart du temps à très faible régime, c'est-à-dire avec un bas rendement.
- Tous les coûts sont en dollars US et sont représentatifs des coûts réels en 1994, époque à laquelle le système a été installé.
- Les frais de transport indiqués sous la section « Infrastructures connexes » comprennent le coût total de transport de tous les équipements, y compris les modules PV, de Damas jusqu'au site du village. Lorsque cela s'applique, le prix des composants comprend déjà leurs frais de transport jusqu'à Damas.
- En utilisant la fonction « Valeur Cible » à partir de la barre d'outils RETScreen, le prix du carburant diesel devrait passer de 0,15 $US/L à environ 0,40 $US/L pour que le taux de rendement interne (TRI) du projet atteigne 15 %.
Résultats
En mars 1994, l'Institut supérieur de technologie et de sciences appliquées de Syrie (Higher Institute of Applied Science & Technology - HIAST) a mis sur pied un projet d'électrification du village d'Abou-Sorra à 35 km au sud de Damas. IT Power a assuré le support technique de l'installation dans le cadre du Programme des Nations Unies pour le développement (PNUD). Ce projet a été la première centrale photovoltaïque jamais installée dans un village en Syrie. Le système photovoltaique alimente 6 maisons de bédouins sédentarisés. Il a une capacité de 3,6 kWc et remplace un groupe Diesel électrogène qui auparavant alimentait le village.
Le laboratoire d'énergie solaire du HIAST surveille les performances de ce système depuis 1996 et les évaluations ont montré un bon rendement, compte-tenu des conditions locales de fonctionnement.
Description du système
Le système photovoltaïque comprend un champ de 72 modules de 50 Wc, fourmis par BP Solar. Le champ est divisé en 5 sections, une de 24 modules, 2 de 16 modules et 2 de 8 modules. La surface totale des capteurs solaires est de 31,9 m². Elle est fixe et orientée plein sud avec une inclinaison de 45?.
La batterie d'accumulateurs comprend 24 cellules sèches de 2 V à décharge profonde. Ces cellules sont connectées en série de manière à obtenir une tension nominale de stockage de 48 V et une capacité total de 1 101 Ah. La batterie d'accumulateurs a été remplacés en 2001 après 8 ans de service.
Le système utilise 2 onduleurs de 1,2 kW. L'électricité est transportée par un câble enfoui de 700 m. Chaque maison est équipée d'un disjoncteur miniature de 2 A afin de prévenir les surcharges sur le système. L'énergie produite par le champ photovoltaïque arrive dans un local technique comprenant 2 sections. Dans la première section, on trouve le contrôleur de charge à 5 niveaux, un enregistreur de données et les compteurs électriques de 6 kWh. Dans la deuxième, on trouve la batterie d'accumulateurs. Le site comprend également un chauffe-eau solaire utilisé pour fournir de l'eau chaude pendant les mois d'hiver.
La faible population de ce village et ses faibles besoins en électricité ne justifient pas une prolongation du réseau électrique national.
Leçons à tirer
- La centrale photovoltaïque a fait la preuve de sa fiabilité et s'avère un succès pour assurer les besoins du village en électricité.
- La batterie d'accumulateurs a fonctionné pendant 8 ans.
- Avec les faibles coûts du carburant Diesel en Syrie, il est difficile de justifier l'installation d'une centrale photovoltaïque avec des critères purement financiers. Ce sont les avantages de cette solution au plan environnemental qui la rendent intéressante par rapport à un groupe électrogène, mais aussi le silence de fonctionnement, la fiabilité et l'approvisionnement garanti en tout temps en électricité.
- La fiabilité d'un approvisionnement en électricité, disponible en tout temps, est un critère important dans le choix d'une nouvelle source d'énergie. L'exemple d'Abou-Sorra illustre qu'un système photovoltaïque avec une batterie d'accumulateurs offre un approvisionnement disponible 24h/24 alors que le groupe électrogène ne fonctionnait typiquement que 8 h/jour.
- Le succès de ce projet laisse présager que cette solution sera adoptée dans d'autres applications rurales en Syrie ou ailleurs au Moyen-Orient.
Les systèmes photovoltaïques autonomes offrent une solution avantageuse pour l'électrification des communautés rurales éloignées, en comparaison à un groupe électrogène, à la prolongation du réseau électrique national au-delà d'une certaine distance et dans les situations où les coûts du carburant ou de l'entretien d'un moteur sont élevés.
Quand un système photovoltaïque est bien conçu et correctement installé, il représente une source d'électricité plus intéressante qu'un groupe électrogène car il est plus fiable et moins dommageable pour l'environnement. Il y a un important marché potentiel pour la production décentralisée d'électricité dans les zones rurales éloignées. Le recours à des systèmes photovoltaïques est de plus en plus fréquent depuis quelques années, surtout pour l'alimentation de résidences individuelles.
Photo
Communauté - Photovoltaïque - Hors réseau, Abou-Sorra, Syrie
Références
- Abed-El-Hadi Zein & Wala'A Sarsar, Analysis of Solar Photovoltaic-Powered village electrification at Abou-Sorra in Damascus Region, HIAST, Syria, 1998.
- Parthan, Binu K., « Communications personnelles », IT Power India Ltd., 2002.
