Étude, conception et optimisation d’un système solaire hybride photovoltaïque/thermique pour le chauffage et l’électricité dans une école

Abstract

Cette étude porte sur l’intégration des énergies renouvelables, notamment l’énergie solaire, afin de couvrir une partie des besoins énergétiques des établissements scolaires en Algérie. Elle s’intéresse à la conception d’un système solaire hybride combinant la conversion photovoltaïque et la conversion thermique pour assurer une production électrique et thermique destinée au lycée Bekkaï Abdallah. L’étude présente les principes physiques du rayonnement solaire, les composants des systèmes photovoltaïques et thermiques, ainsi que les facteurs influençant leur rendement, tels que l’irradiation, la température, l’orientation et les pertes thermiques et électriques. Elle examine également le potentiel solaire de la région étudiée afin de déterminer les caractéristiques et le dimensionnement appropriés des équipements. Les logiciels PVsyst et T*SOL ont été utilisés pour simuler le fonctionnement des systèmes et évaluer leur production énergétique ainsi que la couverture des besoins annuels. L’étude thermique concerne la production d’eau chaude sanitaire et le chauffage des bâtiments, avec une comparaison entre les capteurs plans à circulation de liquide et les capteurs à air. Les résultats de la simulation thermique montrent que le système à capteurs hydrauliques atteint une fraction solaire globale de 60,7 %, tandis que celle du système à capteurs à air est de 50,8 %. Les deux systèmes contribuent également à réduire la consommation de gaz naturel et les émissions de dioxyde de carbone. Le système photovoltaïque a été dimensionné à partir des données de consommation électrique de l’établissement, en tenant compte des caractéristiques du réseau, des pertes éventuelles et des problèmes liés à l’énergie réactive. L’étude souligne ainsi l’importance d’une analyse conjointe des besoins thermiques et électriques et de l’optimisation des systèmes solaires afin d’améliorer l’efficacité énergétique et de réduire la dépendance aux sources d’énergie conventionnelles.