Optimisation du dimensionnement et de la gestion d’un système multi-sources avec stockage hybride, Application : Sud Algérien

Abstract

Cette thèse présente le dimensionnement optimal d'un système hybride éolien-photovoltaïque dans la région de Naâma, en Algérie, afin de surmonter les limitations des installations mono-sources, qui souffrent d'intermittence. Le travail se concentre d'abord sur le choix et l’identification d'un site venteux propice à l'installation d'une ferme éolienne complémentaire à l’installation photovoltaïque existante de Naâma. Après une analyse approfondie de plusieurs sites adjacents, utilisant le logiciel WAsP, le site de Mécheria a été sélectionné comme le plus favorable pour une ferme éolienne de 20 MWc. La deuxième partie de ce travail a été consacrée à l'évaluation de la conception, des performances et de la dégradation de la centrale photovoltaïque de Naâma. Les résultats obtenus ont montré qu'après 5 ans d'exploitation, la centrale a su maintenir un bon niveau de production d'énergie, avec un facteur de capacité de 19.68 % et un ratio de performance de 77.56 %, situés dans la plage supérieure des benchmarks internationaux. La dernière partie de notre recherche s'est orientée vers l’optimisation du dimensionnement du nouveau système multi-sources conçu (ferme éolienne de Mécheria, centrale PV de Naâma ), en évaluant différentes configurations à l’aide du logiciel HOMER Pro. Les résultats montrent que le système hybride connecté au réseau, sans stockage, est économiquement plus rentable que leur homologue autonome, en raison de la capacité à vendre toute l'énergie produite directement au réseau. En comparaison, le système autonome nécessite des batteries de stockage, des convertisseurs et parfois des générateurs de secours, augmentant ainsi les coûts d'installation, de maintenance et de gestion. Ensuite, nous avons évalué l'atteinte de notre objectif de recherche en comparant le système existant, comprenant la centrale photovoltaïque (PV) de Naâma connectée au réseau, avec le nouveau système hybride PV-éolien proposé. Les résultats indiquent que le système hybride développé génère une production d'électricité renouvelable maximale de 105 642 584 kWh/an, tandis que le PV seul produit 33 052 860 kWh/an, atteignant ainsi notre objectif de maximisation de l'utilisation des énergies renouvelables et de réduction de la dépendance aux sources fossiles. De plus, ce système est viable sur les plans technique et économique, offrant des bénéfices significatifs à long terme par rapport au système PV seul, en alignement avec les objectifs nationaux de l'Algérie visant à intégrer l'énergie éolienne et solaire dans son mix énergétique