training report

of 23 /23
Intégration d’un système d’énergie hybride sur les sites GSM de Millicom Tchad Etude réalisée par NGUEADOUM OUAÏNGAR&TOGOUMAS DJIDENGAR 0 SOMMAIRE INTRODUCTION ................................................................................................................................ 1 I.ANALYSE DU BESOIN ............................................................................................................... 2 1. Mission...................................................................................................................................... 2 2. Reformulation du besoin ........................................................................................................... 2 3. Bibliographie............................................................................................................................. 2 II.ANALYSE DE L’EXISTANT...................................................................................................... 3 III. PRESENTATION DU SYSTEME D’ENERGIE HYBRIDE.................................................... 5 1. étude structurelle du système .................................................................................................... 5 2 .Etude fonctionnelle ................................................................................................................... 7 2.1 Le chargeur/convertisseur Victron.......................................................................................... 7 2.2. DC LINK BOX (Boîtier de liaisons DC)............................................................................... 9 2.3. Le module BMV-60D ............................................................................................................ 9 2.4. Le Groupe électrogène ........................................................................................................... 9 2.5. Les panneaux solaires ............................................................................................................ 9 V.DIMENSIONNEMENT DU SYSTEME D’ENERGIE HYBRIDE .......................................... 10 1. Etude de la demande énergétique des sites : Cas de site de KLEMAT .................................. 10 2-Estimation de l’ensoleillement ................................................................................................ 12 3. Calcul des batteries ................................................................................................................. 14 3. Dimensionnement des panneaux solaires .............................................................................. 16 4-Choix du système convertisseur -chargeur et du groupe électrogène .................................... 17 VI-ETUDE TECHNICO-ECONOMIQUE .................................................................................... 18 1- Système existant .................................................................................................................... 18 2-Système hybride ...................................................................................................................... 18 VI-ETUDE COMPAREE DES DEUX SYSTEMES ..................................................................... 20 CONCLUSION............................................................................................................................... 22

Upload: augusto-moundoh

Post on 26-Jun-2015

238 views

Category:

Documents


14 download

TRANSCRIPT

Page 1: Training Report

Intégration d’un système d’énergie hybride sur les sites GSM de Millicom Tchad

Etude réalisée par NGUEADOUM OUAÏNGAR&TOGOUMAS DJIDENGAR 0

SOMMAIRE

INTRODUCTION ................................................................................................................................ 1 I.ANALYSE DU BESOIN ............................................................................................................... 2

1. Mission...................................................................................................................................... 2 2. Reformulation du besoin........................................................................................................... 2 3. Bibliographie............................................................................................................................. 2

II.ANALYSE DE L’EXISTANT...................................................................................................... 3 III. PRESENTATION DU SYSTEME D’ENERGIE HYBRIDE.................................................... 5

1. étude structurelle du système.................................................................................................... 5 2 .Etude fonctionnelle ................................................................................................................... 7 2.1 Le chargeur/convertisseur Victron.......................................................................................... 7 2.2. DC LINK BOX (Boîtier de liaisons DC)............................................................................... 9 2.3. Le module BMV-60D............................................................................................................ 9 2.4. Le Groupe électrogène........................................................................................................... 9 2.5. Les panneaux solaires ............................................................................................................ 9

V.DIMENSIONNEMENT DU SYSTEME D’ENERGIE HYBRIDE .......................................... 10 1. Etude de la demande énergétique des sites : Cas de site de KLEMAT ..................................10 2-Estimation de l’ensoleillement ................................................................................................ 12 3. Calcul des batteries ................................................................................................................. 14 3. Dimensionnement des panneaux solaires .............................................................................. 16 4-Choix du système convertisseur -chargeur et du groupe électrogène .................................... 17

VI-ETUDE TECHNICO-ECONOMIQUE .................................................................................... 18 1- Système existant .................................................................................................................... 18 2-Système hybride ...................................................................................................................... 18

VI-ETUDE COMPAREE DES DEUX SYSTEMES..................................................................... 20 CONCLUSION............................................................................................................................... 22

Page 2: Training Report

Intégration d’un système d’énergie hybride sur les sites GSM de Millicom Tchad

Etude réalisée par NGUEADOUM OUAÏNGAR&TOGOUMAS DJIDENGAR 1

INTRODUCTION Millicom Tchad est une entreprise de téléphonie mobile du Groupe Millicom International

Cellulars. Elle est créée en 2005.Elle dispose de plus de cent quatre-vingt sites dans lesquels sont implantées ses antennes.

Comme dans toute entreprise, la continuité de service fait aujourd’hui partie des stratégies mises en place pour assurer la disponibilité des infrastructures de l’informatique et de l’activité principale. Ainsi, pour la continuité de son service: pour une meilleure disponibilité opérationnelle en énergie de son réseau GSM, Les sites de Millicom Tchad disposent d’un système d’alimentation en énergie électrique fonctionnant en normal secours. C’est un système composé de deux groupes électrogènes en redondance passive. Pour les zones urbaines, à ces deux groupes électrogènes s’ajoute une source du réseau public de distribution d’énergie électrique.

Mais il s’avère que ce système est polluant et nécessite beaucoup de maintenance. C’est dans cette optique qu’il devrait être remplacé par un système hybride d’énergie. Ainsi, il nous a été confié l’étude de faisabilité de l’implantation de ce système sur les sites de Millicom Tchad.

Vous trouverez dans ce document tenant lieu du rapport d’étude, l’analyse du système existant, l’étude structuro-opérationnelle,le dimensionnement et le choix technologique du système hybride et enfin l’étude technico-économique .

Page 3: Training Report

Intégration d’un système d’énergie hybride sur les sites GSM de Millicom Tchad

Etude réalisée par NGUEADOUM OUAÏNGAR&TOGOUMAS DJIDENGAR 2

I.ANALYSE DU BESOIN

1. Mission Intégration du système d’énergie hybride sur les sites de Millicom Tchad

2. Reformulation du besoin Il s’agit dans ce travail d’étudier la faisabilité de mise en place du système d’énergie hybride

sur les sites de Millicom Tchad. L’étude des contraintes techniques et économiques du système hybride sera faite minutieusement afin de vous aider dans le choix de mise en place de ce système. L’estimation moyenne de la demande énergétique des sites nous sera utile dans le choix des composants des installations du système hybride. En fin La description de la structure opérationnelle et des particularités techniques du système hybride vous permettra de mieux l’appréhender et de le juger.

3. Bibliographie Nous nous sommes référés aux fournisseurs suivants pour faire notre étude

www.victronenergy.com www.atersa.com Et les schémas sont faits avec VISIO

Page 4: Training Report

Intégration d’un système d’énergie hybride sur les sites GSM de Millicom Tchad

Etude réalisée par NGUEADOUM OUAÏNGAR&TOGOUMAS DJIDENGAR 3

II.ANALYSE DE L’EXISTANT

Le système d’énergie existant comprend deux générateurs comme secours en redondance passive. Chaque générateur fonctionne 12 heures de temps en cas de perte du secteur. Mais en cas d’indisponibilité de toutes ces trois sources, les batteries rechargeables ayant une autonomie de quatre heures de temps, prennent la relève pour alimenter la BTS. La BTS ne fonctionne qu’avec du continu (48 V). Les batteries sont chargées par un système, EMERSON Network Power comportant des redresseurs. Le schéma de puissance expliquant le principe de fonctionnement des sources se présente comme suit :

Page 5: Training Report

Intégration d’un système d’énergie hybride sur les sites GSM de Millicom Tchad

Etude réalisée par NGUEADOUM OUAÏNGAR&TOGOUMAS DJIDENGAR 4

KM1

Utilisation

KM2

KM3 KM4

Arrivée Générateur1(3P+N) Arrivée Générateur 2(3P+N) Arrivée Secteur(3P+N)

26/08/2008

Déssiné par NGUEADOUM OUAÏNGAR

Schéma de puissance

N L1 L2 L3

1

Page 6: Training Report

Intégration d’un système d’énergie hybride sur les sites GSM de Millicom Tchad

Etude réalisée par NGUEADOUM OUAÏNGAR&TOGOUMAS DJIDENGAR 5

III. PRESENTATION DU SYSTEME D’ENERGIE HYBRIDE 1. étude structurelle du système

Le système d’énergie hybride est composé d’un ensemble chargeur /redresseur /batteries, d’un groupe électrogène et d’un panneau solaire. Il consiste donc à faire fonctionner d’environ 08 à 10 heures le groupe électrogène pendant la période de pointe d’énergie. Ce qui est suffisant comme temps pour charger les batteries qui prennent le relais pendant la période creuse d’environ 12 à 14 h. Dans le but de diminuer la durée de fonctionnement du groupe électrogène, le système peut-être couplé à un générateur solaire de type photovoltaïque. Le système comprend aussi des accessoires suivants:

• Un module de gestion d’alarmes V.net Panel System monitoring • Un module de monitoring des batteries BMV-60D • Un DC distribution • Un DC link box

Bref, le système d’énergie hybride allie la technologie des panneaux solaires à une ou plusieurs sources de production d’électricité et comprend aussi les accumulateurs. Il se caractérise par :

• Une utilisation à longueur d’année • Une demande d’énergie> 2.5 Kwh/j • Un groupe électrogène déjà en place • Une très faible tolérance aux interruptions

L’architecture dudit système est présentée à la page suivante.

Page 7: Training Report

Intégration d’un système d’énergie hybride sur les sites GSM de Millicom Tchad

Etude réalisée par NGUEADOUM OUAÏNGAR&TOGOUMAS DJIDENGAR 6

Batterie+ connection

Batterie - connexion

Entrée AC alimentation

Sortie AC vers AC BOX

Groupe électrogène

HORLOGE

Signal pour marche 12 et stop 12 h

Puissance EntréeN,L1,L2,L3

AC BOX

Signal de mise en marche forcée batterie low

02/09/2008Dessiné par NGUEADOUM OUAÏNGAR

Schéma de branchement du système hybride

2

RJ45

Panneaux photovoltaîquesDC LINK BOX

Page 8: Training Report

Intégration d’un système d’énergie hybride sur les sites GSM de Millicom Tchad

Etude réalisée par NGUEADOUM OUAÏNGAR&TOGOUMAS DJIDENGAR 7

2 .Etude fonctionnelle

2.1 Le chargeur/convertisseur Victron 2.1.1. Principe de fonctionnement

Il assure de nombreuses fonctions : il réunit un convertisseur sinusoïdal puissant, un chargeur sophistiqué à technologie de charge adaptative et un commutateur de transfert de sources rapide. En plus de ces fonctions de base, le chargeur/convertisseur offre un nombre de caractéristiques avancées décrites ci-dessous, qui ouvrent la voie vers des applications nouvelles :

• Alimentation AC ininterrompue (Fonction ASI)

En cas de coupure du secteur ou du groupe, le convertisseur/chargeur Victron reprend automatiquement l'alimentation du réseau raccordé en sortie. Ce transfert est si rapide que des récepteurs électroniques sensibles raccordés ne seront pas perturbés.

• Chargeur auto adaptatif à 4 étapes et 2 sorties

Le Chargeur/convertisseur Victron dispose de deux sorties de charge. La sortie principale fournit une charge adaptative à 4 étapes, chaque cycle de charge s’ajustant avec précision aux besoins réels de la batterie. Ni trop, ni pas assez. La 4ème étape, dite de “veille”, est spécialement destinée au maintien en bonne condition des batteries, notamment pendant de longues périodes d’inactivité. La surveillance de la température et la mesure directe de la tension aux bornes de la batterie sont standard et contribuent également à une meilleure longévité de la batterie. La deuxième sortie de petite puissance fournit une tension de maintien et est destinée à une batterie auxiliaire, généralement de démarrage.

Sortie alimentant la borne positive de la

batterie

Sortie alimentant la borne négative de la

batterie

Alimentation Entrée

Page 9: Training Report

Intégration d’un système d’énergie hybride sur les sites GSM de Millicom Tchad

Etude réalisée par NGUEADOUM OUAÏNGAR&TOGOUMAS DJIDENGAR 8

• Possibilité de fonctionnement en parallèle et de phases multiples

Pour avoir une grande puissance, il est possible de raccorder ensemble plusieurs

convertisseurs/chargeurs .Ceci permet d’additionner leur puissance respective. La mise en parallèle s’effectue à l’aide d’un cordon spécial. En dehors du fonctionnement en parallèle, les convertisseurs/chargeurs raccordés ensemble peuvent être configurés pour fournir ensemble une tension triphasée.

• PowerControl La fonction PowerControl du Phoenix convertisseur/chargeur est de réduire automatiquement

le courant de charge quand le groupe risque est trop chargé suite à la demande croissante des autres consommateurs. Il tient donc compte des autres consommateurs et n'utilise que le courant ‘restant’ pour charger la batterie.

• PowerAssist

La fonction PowerAssist donne une dimension supplémentaire au principe du PowerControl. Si la demande dépasse la capacité du groupe électrogène ou du secteur, le convertisseur/chargeur prend un complément d'énergie dans les batteries et l'ajoute en sortie. Il est ainsi possible de faire face momentanément à des intensités de pointe supérieures à la puissance d'un groupe ou du secteur. Lorsque la puissance demandée diminue, l'excédent est utilisé pour recharger les batteries. En connectant plusieurs unités en parallèle, cette fonction de “fourniture supplémentaire” peut être adaptée pratiquement à toutes les puissances désirées.

2.1.2. Configuration du convertisseur Chargeur

Le convertisseur/chargeur peut être connecté à l’ordinateur pour effectuer certaines configurations. La connexion se fait avec un câble UTP RJ45 et l’interface MK2 sur le port serial de l’ordinateur. Trois principales configurations peuvent être effectuées :

• Configuration générale

Avec cette configuration, on peut définir le type de tension qu’on veut avoir à la sortie du convertisseur/chargeur. On peut aussi définir la fréquence de l’installation électrique et les sensibilités vis-à-vis des variations de la dernière.

• Configuration du convertisseur

Elle permet de définir la tension de sortie du convertisseur et les limites de son fonctionnement. Elle permet aussi d’activer la fonction PowerAssist.

• Configuration du Chargeur

Elle permet de paramétrer le fonctionnement et l’arrêt du chargeur, de choisir la courbe de charge des batteries, d’activer ou de désactiver la compensation du facteur de puissance.

Page 10: Training Report

Intégration d’un système d’énergie hybride sur les sites GSM de Millicom Tchad

Etude réalisée par NGUEADOUM OUAÏNGAR&TOGOUMAS DJIDENGAR 9

2.2. DC LINK BOX (Boîtier de liaisons DC ) Le boîtier de liaisons DC réunit en seul coffret toutes les protections primaires, de surveillance et de mesure. Simple à monter, il comprend : • 4 Mega-fusibles (2 x 300A, 1x 200A, 1 x 100A) et un fusible moyen (60A). Interchangeables selon les besoins, les Mega-fusibles sont disponibles de 100 à 500 ampères, les moyens de 30 à 125 ampères • Shunt de 500A/50mV • Bouton de test avec LED pour les 5 fusibles et LED d'avertissement de polarité • Connexions protégées par fusible pour sonde de tension du chargeur de batterie et pour contrôleur de batterie BMV-501 • Connexions protégées par fusible pour commande d'un coupe-batterie, contrôlable par tableau ESP • Prises RJ 11 et RJ45 pour raccordements tableau ESP

2.3. Le module BMV-60D

Le contrôleur de batterie BMV-60D est un excellent outil pour gérer l’énergie des batteries. Il fournit - entre autres - des informations précises sur la tension, les courants et la capacité réelle. Le système VE.Net comprend lui aussi un module contrôleur de batterie permettant d’accéder à et d’afficher ce type d’informations.

2.4. Le Groupe électrogè ne

C’est un générateur d’énergie .Il fournit une source de tension alternative. Il renferme un moteur thermique qui fournit de l’énergie mécanique en brûlant le combustible et d’un alternateur qui permet de convertir l’énergie mécanique en énergie électrique.

2.5. Les panneaux solaire s C’est un générateur du courant continu du type photovoltaïque. Il convertit les rayonnements solaires en énergie électrique (DC).

Page 11: Training Report

Intégration d’un système d’énergie hybride sur les sites GSM de Millicom Tchad

Etude réalisée par NGUEADOUM OUAÏNGAR&TOGOUMAS DJIDENGAR 10

V.DIMENSIONNEMENT DU SYSTEME D’ENERGIE HYBRIDE

1. Etude de la demande énergétique des s ites : Cas de site de KLEBMAT

Avant de procéder au dimensionnement du système hybride, il nous faut faire le bilan de puissance pour connaître la demande énergétique des sites. Le cas de bilan de puissance ci-dessous est celui du site de KLEBMAT. Les règles de calcul utilisées pour déterminer les puissances des récepteurs sont les suivant :

- Cas de DC Puissance instantanée : P=UxI - Cas de AC Puissance active : P= UxIxCosφ (alimentation monophasée) P= √3xIxCosφ (alimentation triphasée) Puissance réactive : Q= PxTanφ Puissance apparente : S=UxI

Page 12: Training Report

Intégration d’un système d’énergie hybride sur les sites GSM de Millicom Tchad

Etude réalisée par NGUEADOUM OUAÏNGAR&TOGOUMAS DJIDENGAR 11

BILAN DE PUISSANCE

N° Désignation de la charge Qté Fonctionnement horaire/jour

Puissance active (W)

Puissance active totale (W)

Puissance réactive (VAR)

Puissance apparente (VA)

230VAC 48VDC

24VDC

Ampérage Energie (Wh)

1 BTS:Indoor 24 3840 70-80 92160

2 BTS:Outdoor 24 3500 84000

3 Balise Pylône 1 12 75 10 900

4 Split 2 12 1750 1750 1801 1955 8,5 21000

5 Eclairage intérieur shelter 2 24 36 72 0 10 1728

6 Projecteur pylône 3 12 150 450 0 10 5400

7 Prises électriques 3 24 2940 2940 3030 3680 16 70560

8 Eclairage chambre gardien 1 12 36 36 0 10 432

9 Eclairage véranda générateur 1 12 36 36 0 10 432

10 Capteur présence humaine 1 24 2000 2000 2058 1000 4,5 4800

11 capteur de position porte ouverte 1 24 552 552 568 690 3 13248

TOTAL 7836 7457 10817,10428 Récapitulatif :

Les données nécessaires à retenir dans ce bilan de puissance sont : Puissance active totale qui est de 7836 W pour les récepteurs alimentées en AC soit environ 7.9 kW. Et elle est de 7340 W soit environ 7.4 kW pour les récepteurs alimentés en DC. La puissance apparente de l’installation est de 10817.1043 VA soit 10.9 KVA. L’énergie totale consommée en une journée est de Ectotale= Energie AC rectifiée+ Energie DC=Energie AC/efficacité des convertisseurs+Energie DC=117600/0.9+177060=307726.67 Wh

Page 13: Training Report

Intégration d’un système d’énergie hybride sur les sites GSM de Millicom Tchad

Etude réalisée par NGUEADOUM OUAÏNGAR&TOGOUMAS DJIDENGAR 12

2-Estimation de l’ensoleillement Connaître les ressources solaires disponibles est primordial à la conception d’un système

photovoltaïque efficace et abordable. L’ensoleillement est défini par l’énergie solaire reçue dans la journée. Elle s’exprime en kWh /m2.j On peut obtenir les données sur l’ensoleillement quotidien moyen par mois à l’aide du logiciel RETScreen. Le graphe ci-dessous donne l’ensoleillement moyen dans les différentes villes.

N

Nous nous sommes intéressés au cas de Ndjaména pour faire notre dimensionnement. L’ensoleillement moyen à Ndjaména est de 5.77 kWh /m2.j. Le mois d’avril (6.73 kWh /m2.j) est le plus ensoleillé et décembre (4.87 kWh /m2.j) est celui le moins ensoleillé. La table suivante donne l’ensoleillement quotidien par mois à Ndjaména .

Ensoleillement moyen par ville

5,2

5,4

5,6

5,8

6

6,2

6,4

6,6

ABECHE

AMTIM

AN

AOUZOU ATI

BEINAM

AR

BILTIN

E

BITKIN

E

BOKORO

BOL

BOUSSO

DOURBALIFAYA

GOUNDI

KELO

KOUMRA

LAIM

AO

MONGO

MOUNDO

U

MOUSSORO

NDJAM

ENA

NGAMA

OUMADJE

RPALA

SARH

Ville

Ens

olei

llem

ent

moy

en(k

wh/

m2.

j)

Ensoleillement moyen

Page 14: Training Report

Intégration d’un système d’énergie hybride sur les sites GSM de Millicom Tchad

Etude réalisée par NGUEADOUM OUAÏNGAR&TOGOUMAS DJIDENGAR 13

BASE DE DONNEES CLIMATIQUES DE LA VILLE DE N’DJAMEN A produites par Restcreen

Unité

Lieu des données

climatiques Lieu du projet

Latitude ˚N 12,1 N'djamena Longitude ˚E 15,0 0,0 Élévation m 295 0 Température extérieure de calcul de chauffage °C 14,4 Température extérieure de calcul de climatisation °C 41,7 Amplitude des températures du sol °C 19,3

Mois Température

de l'air Humidité relative

Rayonnement solaire

quotidien - horizontal

Pression atmosphérique

Vitesse du vent

Température du sol

Degrés-jours

de chauffage

Degrés-jours

de climatisation

°C % kWh/m²/j kPa m/s °C °C-j °C-j Janvier 22,8 22,7% 5,25 97,8 3,7 26,3 0 397 Février 25,8 18,9% 5,92 97,7 4,3 28,4 0 442 Mars 30,8 16,4% 6,67 97,4 4,0 33,0 0 645 Avril 33,7 26,0% 6,73 97,2 3,2 35,4 0 711 Mai 33,2 42,0% 6,54 97,4 3,2 34,2 0 719 Juin 31,3 54,2% 6,19 97,6 3,5 31,5 0 639 Juillet 28,1 71,6% 5,54 97,7 3,5 27,6 0 561 Août 26,5 81,4% 5,31 97,7 2,7 27,0 0 512 Septembre 27,5 77,3% 5,54 97,6 2,5 28,9 0 525 Octobre 29,0 54,3% 5,52 97,6 2,6 31,8 0 589 Novembre 27,0 25,6% 5,24 97,6 3,7 30,0 0 510 Décembre 23,8 25,8% 4,87 97,8 3,6 26,9 0 428 Annuel 28,3 43,2% 5,77 97,6 3,4 30,1 0 6 678 Mesuré à m 10,0 0,0

Page 15: Training Report

Intégration d’un système d’énergie hybride sur les sites GSM de Millicom Tchad

Etude réalisée par NGUEADOUM OUAÏNGAR&TOGOUMAS DJIDENGAR 14

3. Calcul des batteries

Pour réaliser le dimensionnement de la batterie, il faut déterminer: • l’énergie consommée (Ec) par les différents récepteurs • le nombre de jour d’autonomie nécessaire • la décharge acceptable pour le type de la batterie à utiliser • On calcule la capacité (C) de la batterie en appliquant la formule ci-dessous

C= (EcxN)/ (DxU) C : capacité de la batterie en ampère.heure (Ah) Ec: énergie consommée par jour (Wh/j) N : nombre de jour d’autonomie D : décharge maximale admissible U : tension de la batterie (V)

Pour le cas de notre installation : Ec=307726.67 Wh N= 16h soit 2/3 j D= 0.6 pour les batteries TUDOL U= 48 V Soit C= (307726.67x2/3)/(0.6x48)

Nous avons besoin de 24 batteries de 2 V. La capacité de chaque batterie sera alors : C batterie=C/24 => 7116.18/24 => C batterie=296.51 Ah Nous allons choisir donc les batteries EXIDE TECHNOLOGIES 6 OPzV300A602/300 suivant les données techniques suivantes du constructeur

C= 7116.18 Ah

Page 16: Training Report

Intégration d’un système d’énergie hybride sur les sites GSM de Millicom Tchad

Etude réalisée par NGUEADOUM OUAÏNGAR&TOGOUMAS DJIDENGAR 15

Batterie à choisir

Type Tension Nominale

{translation missing}

{translation missing} Poids approx

C10 @ 1.8 Vpc @ 20°C

L l H

V Ah mm mm mm kg.

4 OPzV 200 A602/200 *

2 224 104.0 207.0 401.0 18.0

5 OPzV 250 A602/250 *

2 280 125.0 207.0 401.0 22.0

6 OPzV 300 A602/300 *

2 337 146.0 207.0 401.0 25.0

5 OPzV 350 A602/350 *

2 416 125.0 207.0 517.0 32.0

6 OPzV 420 A602/420 *

2 499 146.0 207.0 517.0 37.0

7 OPzV 490 A602/490 *

2 582 167.0 207.0 517.0 42.0

6 OPzV 600 A602/600 *

2 748 146.0 207.0 693.0 50.0

8 OPzV 800 A602/800 *

2 998 211.0 192.0 693.0 68.0

10 OPzV 1000 A602/1000 *

2 1248 211.0 234.0 693.0 82.0

12 OPzV 1200 A602/1200 *

2 1497 211.0 276.0 693.0 98.0

12 OPzV 1500 A602/1500 *

2 1643 211.0 276.0 843.0 112.0

16 OPzV 2000 A602/2000 *

2 2190 214.0 399.0 819.0 153.0

20 OPzV 2500 A602/2500 *

2 2738 214.0 488.0 819.0 196.0

24 OPzV 3000 A602/3000 *

2 3286 213.0 577.0 819.0 225.0

Page 17: Training Report

Intégration d’un système d’énergie hybride sur les sites GSM de Millicom Tchad

Etude réalisée par NGUEADOUM OUAÏNGAR&TOGOUMAS DJIDENGAR 16

3. Dimensionnement des panneaux solair es

Pour dimensionner la surface de panneaux nécessaires,il faut avoir : • L’énergie totale consommée par jour (voir bilan des puissances et énergies) • l’énergie à produire (Ep)

Pour que les besoins du client soient assurés il faut que l’énergie consommée (Ec) soit égale à l’énergie produite (Ep) à un coefficient près k C’est-à-dire k .Ep=Ec

Le coefficient k tient compte des facteurs suivant : - l’incertitude météorologique ; - l’inclinaison non corrigé des modules suivant la saison ; - le point de fonctionnement des modules qui est rarement optimal et qui peut être aggravé par : La baisse des caractéristiques des modules, la perte de rendement des modules dans le temps (Vieillissement et poussières) ; - le rendement des cycles de charge et de décharge de la batterie (90%) ; - le rendement du chargeur et du convertisseur (de 90 à 95%) ; - les pertes dans les câbles et connexions

Pour les systèmes avec parc batterie, le coefficient k est en général compris entre 0,55 et 0,75. La valeur approchée que l’on utilise pour les systèmes avec batterie sera souvent de 0,65.

• On Calcule ensuite la taille du générateur photovoltaïque (ensemble des panneaux) à installer. La puissance crête des panneaux à installer dépend de l’irradiation du lieu d’installation.

On la calcule en appliquant la formule suivante : Pc=Ep/Ir => Pc=Ec / (k.Ir.) et k .Ep=Ec Pc : puissance crête en Watt crête (Wh) t : temps=24h Ep : énergie produite par jour (Wh/j) Ir : irradiation quotidienne moyenne annuelle (kWh/m².jour) Ec : énergie consommée par jour (Wh/j) Ir dépend de la zone climatique et de l’ensoleillement .Dans notre calcul nous prenons Ir=5.77 kwh/ m².j Vous trouverez à la page suivante une base de données climatiques sur la ville de N’djaména qui vérifie la valeur de l’irradiation. Cette base de données est donnée par le logiciel Restcreen.

Page 18: Training Report

Intégration d’un système d’énergie hybride sur les sites GSM de Millicom Tchad

Etude réalisée par NGUEADOUM OUAÏNGAR&TOGOUMAS DJIDENGAR 17

L’utilisation des panneaux solaires a pour objectif de réduire la durée de fonctionnement des groupes électrogènes. Ceci permet de réduire la consommation en carburant et la pollution des générateurs.

Dans le système hybride, nous préconisons la durée de fonction des panneaux solaires à 2h par jour. On a l’énergie journalière consommée par un site (Cas Klemat) qui est de 307726.67 Kwh. Pour deux heures de fonctionnement, le site a besoin d’un douzième de l’énergie journalière Pc=307726.67/(5.77*0.65*12) Pc=6838.37 Wc soit environ 30 modules de 230 Wc

Voici les caractéristiques techniques des modules PV ATERSA à choisir.

MODULE SOLAIRE PHOTOVOLTAÏQUE A-230P

CARACTÉRISTIQUES ÉLECTRIQUES

Puissance (W à l’essai -2/+5%) 230 W

Nombre de cellules polycristallines en série 60

Courant au point de puissance maximale 7,62 A

Tension au point de puissance maximale 30,20 V

Courant de court-circuit 8,12 A

Tension de circuit ouvert 37.40 V

CARACTÉRISTIQUES PHYSIQUES

Longueur 1645 mm

Largeur 990 mm

Epaisseur 50 mm

Poids 23 kg

4-Choix du système convertisseu r -chargeur et du groupe électrogène

D’après le bilan de puissance, on a besoin d’un groupe électrogène de 11KVA .Avec le convertisseur –chargeur Victron, on peut réduire la capacité du groupe. Pour cela on choisit un groupe de 5KVA et deux modules Victron de 3KVA chacune.

Page 19: Training Report

Intégration d’un système d’énergie hybride sur les sites GSM de Millicom Tchad

Etude réalisée par NGUEADOUM OUAÏNGAR&TOGOUMAS DJIDENGAR 18

VI-ETUDE TECHNICO-ECONOMIQUE

Cette partie permet à l’entreprise de mieux évaluer le projet. Il renferme les coûts d’investissements, d’exploitation et de maintenance des deux systèmes (existants et hybrides). C’est un outils d’aide à la prise de décision.

1- Système existant

Désignation Quantité Prix unitaire (Euro) Prix total

Groupe électrogène 2 10101 20202 Batterie 1 3127 3127 Cuve à gasoil 1 854 854 CAPEX 24183 Consommation gasoil 18000 1,07 19260 Filtre à air 6 94 564 Filtre à gasoil 24 20 480 Filtre à huile 24 8 192 Courroie de ventilateur 3 35 105 Déplacement et maintenance 24 76 1824 Panne et réparation en sous-traitance 1 381 381 OPEX 22806 Coût 1ère année 46989

2-Système hybride

Description Quantité Prix unitaire (Euro) Prix total

Groupe électrogène 1 10101 10101 Batterie 24 615 14760 Convertisseur- chargeur 3 1500 4500 PV 30 1150 34500 Cuve à gasoil 1 854 854 CAPEX 64715 Consommation gasoil 6205 1,07 6639,35 Filtre à air 3 94 282 Filtre à gasoil 12 20 240 Filtre à huile 12 8 96 Courroie de ventilateur 3 35 105 Déplacement et maintenance 12 76 912 Panne et réparation en sous-traitance 1 381 381 OPEX 7362,35 Coût 1ère année 72077,35

Page 20: Training Report

Intégration d’un système d’énergie hybride sur les sites GSM de Millicom Tchad

Etude réalisée par NGUEADOUM OUAÏNGAR&TOGOUMAS DJIDENGAR 19

D’après le bilan financier des deux systèmes, on peut remarquer :

-le coût d’investissement (CAPEX) du système existant (24183 Euro) est moins important que celui du système hybride (64715 Euro).C’est environ 62% d’augmentation de coût. -les coût d’exploitation et de maintenance (OPEX) du système hybride est réduit par rapport au système existant (une réduction de 67.72%).

En prenant une durée de vie de 25 ans ont peut constater que le système hybride est plus économique par rapport à celui existant.

Le graphe ci-dessous montre l’évolution des coûts par rapport à la durée du projet.

Bilan financier

0

10000

20000

30000

40000

50000

60000

70000

80000

1ere année 2ème année 3ème année 4ème année

Année

Cou

t en

Eur

o

Système existant

Système hybride

Page 21: Training Report

Intégration d’un système d’énergie hybride sur les sites GSM de Millicom Tchad

Etude réalisée par NGUEADOUM OUAÏNGAR&TOGOUMAS DJIDENGAR 20

VI-ETUDE COMPAREE DES DEUX SYSTEMES Système existant Système Hybride Critère Avantages Inconvénients Avantages Inconvéni ents

Disponibilité du DC En cas de perte du secteur et des générateurs, tous les récepteurs ne sont pas opérationnels sauf la BTS.

Le système hybride permet une grande disponibilité de l'énergie car il dispose de la fonction UPS, c'est-à-dire Alimentation sans coupure

Il n'ya pas de AC en cas de fonctionnement sur batteries

En cas des forts appels de courant,les chargeurs/convertisseurs fournissent le supplément de puissance au groupe ou au secteur aux panneaux grâce à la fonction PowerAssist du système.

Disponibilité de l'énergie

AC disponible lors du fonctionnement sur batteries

Coûts CAPEX acceptable (24183 Euro)

L'OPEX est important (570150 Euro pour les 25ans)

L'OPEX du système est acceptable ( 184058,75 Euro pour les 25 ans) CAPEX élevé (64715

Euro)

Fiabilité

Le système nécessite beaucoup de maintenance sur les groupes donc engendre des coûts importants

Il n'y a plus assez des opérations de maintenance parce que le système n'a qu'un seul groupe,

Fonctionnement des groupes pendant de longues durées (12h à 14h)

Réduction du temps de fonctionnement des générateur (08h à 10h)

Les solutions du système assurent la fourniture d'une énergie de qualité

Le système est polluant et fait beaucoup de bruit avec le fonctionnement étendu des groupes électrogènes

Les solutions du système assurent la fourniture d'une énergie de qualité avec moins de bruit et de pollution

QSE (Qualité-Securité-Environnement)

Protection contre les défauts d'alimentation

Le bon fonctionnement du système nécessite beaucoup des charges liées à la logistique:ravitaillement en carburant, déplacements des intervenants,,,

Protection contre les défauts d'alimentation

Page 22: Training Report

Intégration d’un système d’énergie hybride sur les sites GSM de Millicom Tchad

Etude réalisée par NGUEADOUM OUAÏNGAR&TOGOUMAS DJIDENGAR 21

En bref on peut dire que la solution hybride est plus avantageuse. Il permet de :

� Gagner en continuité de service ; � Réduire l’OPEX de 67.72% et donc les coûts de pièces de rechange, de logistique, de

main d’œuvre pour maintenance ; � Augmenter la durée de vie des groupes électrogènes ; � Réduire la pollution atmosphérique.

Page 23: Training Report

Intégration d’un système d’énergie hybride sur les sites GSM de Millicom Tchad

Etude réalisée par NGUEADOUM OUAÏNGAR&TOGOUMAS DJIDENGAR 22

CONCLUSION La continuité de service est un facteur important dans la télécommunication et cela passe par

une faible tolérance des interruptions d’énergie. Le système avec groupes électrogènes associés aux batteries est une solution mais celle-ci présente quelques imperfections. Elle engendre de coût de d’exploitation élevé, pollue l’environnement et demande un taux de maintenance élevé. Le système hybride permet de remédier aux manquements du système existant. Il est composé d’un groupe électrogène auquel sont associées des générateurs photovoltaïques et un parc de batteries. Il permet de réduire le coût d’exploitation, de réduire la durée de fonctionnement des groupes électrogènes et donc d’augmenter leur durée de vie. Il permet aussi de réduire la pollution atmosphérique.Le système hybride est rentable sur le plan financier et son amortissement se fait à court terme.

Le travail réalisé n’est qu’une étude de faisabilité qu’il faut approuver.