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Université Mohammed Premier
Faculté pluridisciplinaire NADOR
Département physique
Réalisé par :
Fatima ELMOKHTARI
Mariem EL MESSAOUDI
Encadré par:
PR. TALBI
Master Matériaux et Energies
Semestre 3
Année universitaire: 2021-2022
2
Plan
• Introduction
• Effet photovoltaïque
• Principe de fonctionnement d’un photopile
• Systèmes de Pompage solaire
• Composantes d’un système de pompage photovoltaïque
• Principe de fonctionnement du Pompage solaire
• Types de pompage solaire
• Éclairage solaire :comment fonctionner?
• Les types de l’éclairage solaire
• Conclusion
3
– Le solaire photovoltaïque est la plus jeune des
énergies renouvelables, désigne l'électricité produite
par transformation directe d'une partie du
rayonnement solaire avec une cellule photovoltaïque.
– Le principe photovoltaïque a été découvert par le
physicien français A. Becquerel en 1839 et expliqué
par Albert Einstein en 1905 (c’est pour cette
explication qu’il a reçu le prix Nobel de Physique en
1921).
Introduction
4
Introduction
• Energie solaire photovoltaïque
– Classée dans les «Energies Renouvelables»
– Source illimitée (ou qui se renouvelle),
– Non polluante (propre) ,
• Exploitation de cette énergie :
– Utilisation passive (éclairage et chauffage)
– Solaire thermique (production d’eau chaude)
– Solaire photovoltaïque
5
L’énergie photovoltaïque (PV) est la
transformation directe de la lumière en
électricité. À l’encontre de l’énergie
solaire passive, qui utilise les
éléments structuraux d’un bâtiment
pour mieux le chauffer (ou le refroidir),
et de l’énergie solaire active, qui
utilise un caloporteur (liquide ou
gazeux) pour transporter et stocker la
chaleur du Soleil. L’énergie
photovoltaïque n’est pas une forme
d’énergie thermique. Elle utilise une
photopile pour transformer
directement l’énergie solaire en
électricité.
L’effet photovoltaïque
6
Principe de fonctionnement d’un photopile
Le fonctionnement de la photopile est
basé sur les propriétés électroniques
acquises par le silicium quand des
atomes étrangers en petit nombre (des
"impuretés") sont substituées dans un
réseau cristallin (le dopage). Si l'atome
d'impureté contient plus d'électrons que
le silicium, le matériau contiendra des
électrons libres en excès : il sera dit de
type "n" (exemple silicium dopé au
phosphore). Si au contraire, l'atome
d'impureté contient moins d'électrons que
le silicium, le matériau sera déficitaire en
électrons : il sera dit de type " p ",
(exemple : silicium dopé au bore).
7
Systèmes de pompage solaire
 Les systèmes de pompage solaire photovoltaïque
utilisent la conversion du rayonnement solaire en
électricité pour alimenter une pompe dans un forage
ou un puits.
• La différence qui existe entre un système de pompage
solaire et un système de pompage classique est
l'utilisation de panneaux solaires photovoltaïques, d’un
convertisseur et d’une pompe adéquate.
• Les pompes utilisées peuvent être immergées,
centrifuges ou volumétriques, selon les conditions
d’utilisation.
8
Les composantes d’un système de pompage
photovoltaïque?
 Un générateur composé de modules photovoltaïques,
interconnectés électriquement pour constituer une unité de
production de courant continu.
 Une unité de conditionnement de puissance, constituée d’un
convertisseur onduleur), capable de faire varier la fréquence et la
tension de sortie en fonction de la puissance
 Un groupe électropompe immergé, constitué d’un moteur électrique
à induction et d’une pompe centrifuge ou volumétrique.
 Un câblage électrique, par lequel transitent l’énergie du générateur
au moteur.
 Une infrastructure hydraulique qui conduit l’eau de sa source
jusqu’à un réservoir de stockage.
 Un système de potabilisation répondant aux normes en vigueur,
pour s’assurer de la qualité sanitaire de l’eau.
 Un réseau de distribution.
9
Les composantes d’un système de pompage
photovoltaïque?
10
Sous l’effet des rayonnements
solaires:
 Les modules PV génèrent
un courant continu.
 Le variateur fait varier la
fréquence et la tension en
fonction de l’énergie
disponible .
 La pompe alimentée en
courant alternatif pompe
l’eau d’une hauteur basse
(puit, forage) à une hauteur
élevée (réservoir d’eau).
Principe de fonctionnement d’une
Pompage solaire
11
Types de pompage solaire
Il existe principalement 3 types de pompes solaires dont les courbes
standards sont présentées ci-dessous :
 Les pompes manuelles motorisées. Il s’agit du même mécanisme
qu’utilisé en pompage manuel (piston et tringlerie), auquel on a ajouté
un moteur pour remplacer la motricité humaine.
 Les pompes « spécial solaire » alimentées en direct via un contrôleur
de pompe adapté, à approvisionner chez le fabricant de la pompe pour
s’assurer de la compatibilité.
 Les pompes classiques (alimentées habituellement par groupe
électrogène) que l’on alimentera via un onduleur à fréquence variable,
couramment appelé « onduleur solaire de pompage ».
12
Types de pompage solaire
13
Eclairage solaire
L’éclairage solaire, c’est un ensemble
d’appareils qui fournissent de la lumière
artificielle et qui fonctionnent grâce aux
rayons du soleil. Ce type d’éclairage
s’adapte à tout type de projets d’éclairage
fonctionnel (parking, réseau routier,
zones isolées, etc.) et offre de nombreux
avantages.
14
Comment fonctionner les éclairages solaires ?
Le fonctionnement de l’éclairage solaire est identique à celui d’une
installation photovoltaïque. En se servant des cellules
photovoltaïques, ces lampes captent l’énergie solaire. Cela leur
permet de s’alimenter en électricité. Au cours de la journée,
l’énergie est accumulée et stockée dans de petites batteries.
À la tombée de la nuit, l’énergie emmagasinée est générée pour
créer de la lumière. Même si les rayons de soleil sont faibles, le
processus fonctionne toujours. Cependant, la lumière qui sera
obtenue ne sera pas vive. L’intensité de l’éclairage dépend de la
quantité d’énergie accumulée durant la journée.
15
Types d’éclairage solaire ?
 Le lampadaire solaire
 Les spots solaires.
 Les bornes de balisage.
 Les lampes solaires de jardin.
 Les appliques solaires.
 Les lampes décoratives solaires .
 L’éclairage solaire de Sécurité.
 L’éclairage solaire Intérieur.
16
Le lampadaire solaire est
autonome. Les panneaux
photovoltaïques captent l'énergie
solaire et la transforme en
électricité.
On stocke cette électricité produite
la journée dans des batteries
solaires sans entretien.
Un régulateur électronique
contrôle la charge et la décharge
des batteries.
La lampe à LED s'allume et
s’éteint automatiquement du
coucher au lever du soleil.
Eclairage solaire : lampadaire solaire
Conclusion
L’utilisation de l’énergie solaire dans les sites isolés pour
différentes applications, tel que le pompage d’eau, présente un
intérêt primordial pour la population des pays en voie de
développement qui n’a pas d'accès sûr à l'eau potable.
Mais les générateurs photovoltaïques possèdent deux
inconvénients majeurs qui sont un rendement faible est un coup
élevée.
Les éclairages solaires sont connus pour leurs résistances aux
intempéries.
Le principal obstacle à surmonter en terme d'éclairage solaire est
l'autonomie d'allumage en fonction des saisons.
18
Références
https://www.soltys.fr/fr/content/2-l-eclairage-solaire.
https://www.objetsolaire.com/eclairage-solaire.html.
https://www.lampe-solar.com/blogs/blog-lampe-solar/eclairage-solaire-pourquoi-
autant-prise.
https://forums.futura-sciences.com/electronique/584891-principe-de-
fonctionnement-d-une-photopile.html.
file:///C://Downloads/pompage_photovoltaique.pdf.
https://www.actu-environnement.com/media/pdf/news-25206-pompage-solaire.pdf.
https://energypedia.info/images/8/88/Pompage_Solaire.pdf:

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  • 1. Université Mohammed Premier Faculté pluridisciplinaire NADOR Département physique Réalisé par : Fatima ELMOKHTARI Mariem EL MESSAOUDI Encadré par: PR. TALBI Master Matériaux et Energies Semestre 3 Année universitaire: 2021-2022
  • 2. 2 Plan • Introduction • Effet photovoltaïque • Principe de fonctionnement d’un photopile • Systèmes de Pompage solaire • Composantes d’un système de pompage photovoltaïque • Principe de fonctionnement du Pompage solaire • Types de pompage solaire • Éclairage solaire :comment fonctionner? • Les types de l’éclairage solaire • Conclusion
  • 3. 3 – Le solaire photovoltaïque est la plus jeune des énergies renouvelables, désigne l'électricité produite par transformation directe d'une partie du rayonnement solaire avec une cellule photovoltaïque. – Le principe photovoltaïque a été découvert par le physicien français A. Becquerel en 1839 et expliqué par Albert Einstein en 1905 (c’est pour cette explication qu’il a reçu le prix Nobel de Physique en 1921). Introduction
  • 4. 4 Introduction • Energie solaire photovoltaïque – Classée dans les «Energies Renouvelables» – Source illimitée (ou qui se renouvelle), – Non polluante (propre) , • Exploitation de cette énergie : – Utilisation passive (éclairage et chauffage) – Solaire thermique (production d’eau chaude) – Solaire photovoltaïque
  • 5. 5 L’énergie photovoltaïque (PV) est la transformation directe de la lumière en électricité. À l’encontre de l’énergie solaire passive, qui utilise les éléments structuraux d’un bâtiment pour mieux le chauffer (ou le refroidir), et de l’énergie solaire active, qui utilise un caloporteur (liquide ou gazeux) pour transporter et stocker la chaleur du Soleil. L’énergie photovoltaïque n’est pas une forme d’énergie thermique. Elle utilise une photopile pour transformer directement l’énergie solaire en électricité. L’effet photovoltaïque
  • 6. 6 Principe de fonctionnement d’un photopile Le fonctionnement de la photopile est basé sur les propriétés électroniques acquises par le silicium quand des atomes étrangers en petit nombre (des "impuretés") sont substituées dans un réseau cristallin (le dopage). Si l'atome d'impureté contient plus d'électrons que le silicium, le matériau contiendra des électrons libres en excès : il sera dit de type "n" (exemple silicium dopé au phosphore). Si au contraire, l'atome d'impureté contient moins d'électrons que le silicium, le matériau sera déficitaire en électrons : il sera dit de type " p ", (exemple : silicium dopé au bore).
  • 7. 7 Systèmes de pompage solaire  Les systèmes de pompage solaire photovoltaïque utilisent la conversion du rayonnement solaire en électricité pour alimenter une pompe dans un forage ou un puits. • La différence qui existe entre un système de pompage solaire et un système de pompage classique est l'utilisation de panneaux solaires photovoltaïques, d’un convertisseur et d’une pompe adéquate. • Les pompes utilisées peuvent être immergées, centrifuges ou volumétriques, selon les conditions d’utilisation.
  • 8. 8 Les composantes d’un système de pompage photovoltaïque?  Un générateur composé de modules photovoltaïques, interconnectés électriquement pour constituer une unité de production de courant continu.  Une unité de conditionnement de puissance, constituée d’un convertisseur onduleur), capable de faire varier la fréquence et la tension de sortie en fonction de la puissance  Un groupe électropompe immergé, constitué d’un moteur électrique à induction et d’une pompe centrifuge ou volumétrique.  Un câblage électrique, par lequel transitent l’énergie du générateur au moteur.  Une infrastructure hydraulique qui conduit l’eau de sa source jusqu’à un réservoir de stockage.  Un système de potabilisation répondant aux normes en vigueur, pour s’assurer de la qualité sanitaire de l’eau.  Un réseau de distribution.
  • 9. 9 Les composantes d’un système de pompage photovoltaïque?
  • 10. 10 Sous l’effet des rayonnements solaires:  Les modules PV génèrent un courant continu.  Le variateur fait varier la fréquence et la tension en fonction de l’énergie disponible .  La pompe alimentée en courant alternatif pompe l’eau d’une hauteur basse (puit, forage) à une hauteur élevée (réservoir d’eau). Principe de fonctionnement d’une Pompage solaire
  • 11. 11 Types de pompage solaire Il existe principalement 3 types de pompes solaires dont les courbes standards sont présentées ci-dessous :  Les pompes manuelles motorisées. Il s’agit du même mécanisme qu’utilisé en pompage manuel (piston et tringlerie), auquel on a ajouté un moteur pour remplacer la motricité humaine.  Les pompes « spécial solaire » alimentées en direct via un contrôleur de pompe adapté, à approvisionner chez le fabricant de la pompe pour s’assurer de la compatibilité.  Les pompes classiques (alimentées habituellement par groupe électrogène) que l’on alimentera via un onduleur à fréquence variable, couramment appelé « onduleur solaire de pompage ».
  • 13. 13 Eclairage solaire L’éclairage solaire, c’est un ensemble d’appareils qui fournissent de la lumière artificielle et qui fonctionnent grâce aux rayons du soleil. Ce type d’éclairage s’adapte à tout type de projets d’éclairage fonctionnel (parking, réseau routier, zones isolées, etc.) et offre de nombreux avantages.
  • 14. 14 Comment fonctionner les éclairages solaires ? Le fonctionnement de l’éclairage solaire est identique à celui d’une installation photovoltaïque. En se servant des cellules photovoltaïques, ces lampes captent l’énergie solaire. Cela leur permet de s’alimenter en électricité. Au cours de la journée, l’énergie est accumulée et stockée dans de petites batteries. À la tombée de la nuit, l’énergie emmagasinée est générée pour créer de la lumière. Même si les rayons de soleil sont faibles, le processus fonctionne toujours. Cependant, la lumière qui sera obtenue ne sera pas vive. L’intensité de l’éclairage dépend de la quantité d’énergie accumulée durant la journée.
  • 15. 15 Types d’éclairage solaire ?  Le lampadaire solaire  Les spots solaires.  Les bornes de balisage.  Les lampes solaires de jardin.  Les appliques solaires.  Les lampes décoratives solaires .  L’éclairage solaire de Sécurité.  L’éclairage solaire Intérieur.
  • 16. 16 Le lampadaire solaire est autonome. Les panneaux photovoltaïques captent l'énergie solaire et la transforme en électricité. On stocke cette électricité produite la journée dans des batteries solaires sans entretien. Un régulateur électronique contrôle la charge et la décharge des batteries. La lampe à LED s'allume et s’éteint automatiquement du coucher au lever du soleil. Eclairage solaire : lampadaire solaire
  • 17. Conclusion L’utilisation de l’énergie solaire dans les sites isolés pour différentes applications, tel que le pompage d’eau, présente un intérêt primordial pour la population des pays en voie de développement qui n’a pas d'accès sûr à l'eau potable. Mais les générateurs photovoltaïques possèdent deux inconvénients majeurs qui sont un rendement faible est un coup élevée. Les éclairages solaires sont connus pour leurs résistances aux intempéries. Le principal obstacle à surmonter en terme d'éclairage solaire est l'autonomie d'allumage en fonction des saisons.

Notes de l'éditeur

  1. L’énergie solaire est largement utilisée pour l’alimentation des régions isolées ou désertes (éclairage, charge des batteries, pompages, etc…). Le grand avantage est que cette source est inépuisable, elle offre une grande sécurité d’utilisation et elle est propre
  2. LA PHOTOPILE Cette photopile, qu’on appelle aussi cellule solaire ou photovoltaïque, est fabriquée à l’aide de matériaux semi-conducteurs comme les transistors ou les puces dans un ordinateur. On peut la représenter comme une diode plate qui est sensible à la lumière.
  3. Quand un photon de lumière, d’énergie suffisante, heurte un atome sur la partie négative de cette diode, il excite un électron et l’arrache de sa structure moléculaire, créant ainsi un électron libre sur cette partie. Une photopile est fabriquée de manière à ce que cet électron libre ne puisse se recombiner facilement avec un atome à charge positive, avant qu’il n’ait accompli un travail utile en passant dans un circuit extérieur. Comme une pile chimique (c’est-à-dire une batterie), la cellule photovoltaïque produira de l’électricité à courant continu
  4. Un système de pompage photovoltaïque est constitué de :
  5. Sous l’effet des rayonnements solaires les modules PV génèrent un courant continu, et pour qu’il soit utilisé pour l’alimentation de la pompe, le variateur de fréquence intervient et transforme le courant continu généré en courant alternatif, il fait également varier la fréquence et la tension en fonction de l’énergie disponible. Ainsi la pompe alimentée en courant alternatif de source solaire pompe l’eau d’une hauteur basse (puit, forage) à une hauteur élevée de la surface de la terre (réservoir d’eau) pour que cette eau soit exploitée pour diverses applications, il s’agit d’un pompage au fil du soleil