# Contribution à l'étude théorique du comportement d'un système hybride (éolien – photovoltaïque - diesel) de production d'électricité sans interruption

Djohra Saheb – Koussa* et Maiouf Belhamel

Centre de Développement des Energies Renouvelables
B.P. 62, Route de l'Observatoire, Bouzaréah, Alger

(reçu le 20 Janvier 2008 – accepté le 30 Mars 2008)

**Résumé** - Actuellement, le générateur diesel est la technique la plus utilisée pour l'électrification des sites isolés. Néanmoins, l'accès à ces sites étant généralement long et difficile, les coûts de maintenance et d'approvisionnement en carburant sont très élevés. En conséquence, nous avons envisagé de coupler -au sein d'un système hybride- un générateur diesel avec deux sources d'énergies renouvelables (éolien - photovoltaïque) qui représente alors souvent l'option la plus économique. Cependant, notre étude porte sur l'alimentation d'une habitation, qui peut être située sur différents sites algériens, par le système hybride avec stockage électrochimique. Dans un premier temps, nous nous sommes basés sur la modélisation détaillée des composantes du système, puis sur l'ensemble du système. Ainsi, nous avons appliqué les modèles et dimensionner le système, ce qui nous a permis d'aboutir aux meilleurs performances. Enfin une étude économique a été élaborée afin de comparer les contraintes financières que présente chacun des systèmes étudiés.

**Abstract** - Currently, the diesel generator is the most used technique for the electrification of isolated sites. Nevertheless, access to these sites being generally long and difficult, the costs of maintenance and fuel supply is very high. Consequently, we intended to couple -within a hybrid system- a diesel generator with two renewable sources of energy (wind - photovoltaic) which then represents often the most economic option. However, our study concerns the supply of a house, which can be located on various Algerian sites, by the hybrid system with electrochemical storage. Initially, we based ourselves on the detailed modeling of the components of the system, then on the whole of the system. Thus, we applied the models and sized the system best performances. Finally an economic study was elaborated to compare the financial constraints which presents each of systems study.

**Mots clés:** Système éolien - Système photovoltaïque - Générateur diesel - Système hybride - Système de stockage - Charge - Dimensionnement - Etude économique.

## 1. INTRODUCTION

L'électricité est aujourd'hui la forme d'énergie la plus aisée à exploiter. Mais avant de la consommer, il aura fallu la produire, en général dans les unités de production d'électricité de grande puissance, la transporter, puis la distribuer vers chaque consommateur. Ce qui représente un lourd fardeau financier pour l'électrification des locaux dans les sites isolés de notre pays. Installer des lignes électriques sur des centaines de kilomètres ne pourra pas résoudre ce problème. Ceci est par le fait de la présence des contraintes dues aux intempéries dont le vent de sable, les gradients de température entre les différentes saisons et celle entre la nuit et le jour pour la saison hivernale. Utilisés le générateur diesel seul coûte trop cher. A cet effet, nous avons pensé à contourner le problème par une autre solution à savoir le système hybride.

Cette méthode de production d'électricité s'avère être rentable dans les régions isolées et ventés. Cependant le travail proposé consiste en une combinaison de trois sources d'énergie (solaire, éolienne et diesel) de production continue de l'énergie électrique. L'autonomie de ce système sera assurée par un système de stockage. Ce système est destiné à alimenter une maison type d'une famille moyenne, et habitée toute l'année. Sachant que cette maison peut être implantée sur six zones climatiques algériennes.

<footnote>* dkoussa@cder.dz</footnote>
Ceci nous semble répondre de façon intéressante à nos soucis de développement durable, aussi bien du point de vue environnemental que de celui de la sécurité d'approvisionnement.

## 2. MODELISATION MATHEMATIQUE

### 2.1 Modélisation du gisement solaire

#### 2.1.1 Modèle de reconstitution des moyennes mensuelles des irradiations globales sur plan incliné

L'irradiation globale sur un plan incliné [1] est calculée par la relation suivante:

$$ G_{\text{inc}} = \text{Bin} + \text{Di} + \text{Ri} \qquad (1) $$

où Bin est l'irradiation directe, Di l'irradiation diffuse et Ri l'irradiation réfléchi, sur un plan incliné.

##### 2.1.1.1 Reconstitution des moyennes mensuelles des irradiations directes sur plan incliné

$$ \text{Bin} = \text{Rb} \times (\text{GH} - \text{DH}) \qquad (2) $$

avec Bin, GH, DH et Rb qui sont respectivement les valeurs horaires des irradiations globale, diffuse et le facteur de forme. Ce dernier est donné par la relation suivante:

$$ R_b = \frac{\cos(\theta_i)}{\sin(h)} \qquad (3) $$

où θi et h sont respectivement l'angle d'incidence et la hauteur du soleil.

##### 2.1.1.2 Reconstitution des moyennes mensuelles des irradiations diffuses sur plan incliné

L'irradiation diffuse sur un plan incliné est donnée par l'équation suivante:

$$ \text{Di} = \text{DH} \times (1 + \cos\beta)/2 \qquad (4) $$

avec β l'angle d'inclinaison de la surface de captation, et DH l'irradiation diffuse sur un plan horizontal.

##### 2.1.1.3 Reconstitution des moyennes mensuelles des irradiations réfléchies sur un plan incliné

L'irradiation réfléchie par le sol et incident sur un plan incliné est donnée par l'équation suivante:

$$ R_i = (B_n \sin h + D H) \times \rho \times (1 + \cos\beta)/2 \qquad (5) $$

avec ρ et Bn sont respectivement l'albédo du sol et l'irradiation directe sur un plan normal.

### 2.2 Modélisation du gisement éolien

La distribution de Weibull [2] décrit la distribution en fréquence de la vitesse du vent. Elle s'est avérée approprié pour la description des propriétés statistiques du vent. La fonction de Weibull est fonction de deux paramètres c et k et peut s'écrire:

$$ F(v) = 1 - \exp\left(\frac{v}{c}\right)^k \qquad (6) $$

où c et k sont respectivement le facteur d'échelle en [m/s] et le facteur de forme sans dimension, caractérise l'asymétrie de la distribution.

Ainsi, en utilisant la définition de f(v), celle-ci s'écrit donc:

$$ f(v) = \left(\frac{k}{c}\right) \left(\frac{v}{c}\right)^{k-1} \exp\left[-\left(\frac{v}{c}\right)^k\right] \qquad (7) $$
Comme exemple, nous avons choisi le site de Bouzaréah dont nous présentons sur le diagramme ci-dessous, la variation annuelle de f(v) pour différents k et c. Les différents k et c utilisés dans cette étude sont disponibles en référence: Adrar, Ghardaïa, Batna, Tamanrasset [3], El Oued [4] et Bouzaréah [5].

## 2.3 Modélisation du système éolien

Dans notre travail, nous avons utilisé un modèle simplifié basé sur la connaissance de la densité de probabilité de Weibull et qui a donnée preuve de précision. Ce modèle suppose que la puissance moyenne produite par un aérogénérateur est estimée par la relation suivante et proposée par [6-8]:

$$P = \int_{V_{in}}^{V_{out}} P(v) f(v) d v \qquad (8)$$

Ainsi, connaissant les caractéristiques de l'aérogénérateur choisi, de la moyenne mensuelle par jour de la vitesse du vent et de la densité de probabilité correspondante, nous pouvons déduire rapidement la puissance produite par l'aérogénérateur.

Un programme sous Simulink a été établi. Nous permettons de déterminer la puissance produite par un aérogénérateur donné (Fig. 1. et 2.).

<figure><img src="image_1.png" /><figcaption>Fig. 1: Caractéristique de l'aérogénérateur Whisper 175</figcaption></figure>

<figure><img src="image_2.png" /><figcaption>Fig. 2: Variation mensuelle de la puissance produite et de la vitesse du vent</figcaption></figure>

## 2.4 Modélisation du système photovoltaïque

L'énergie délivrée par un module photovoltaïque est décrite par la caractéristique I-V qui varie de manière à ce que le courant suive une relation de la forme:

$$I = f(V, Es, T_j) \qquad (9)$$

Nous souhaitons déterminer la puissance maximale que peut fournir un groupe de panneaux pour un ensoleillement et une température donnés. Ainsi, nous avons utilisé le modèle de Singer [9]. Ce dernier a été établi par un programme sous Simulink, et nous permettons de déterminer les caractéristiques tension/courant à partir desquelles nous pouvons déterminer la puissance maximale que peuvent fournir les groupes de panneaux pour des conditions météo données (Fig. 3).

## 2.5 Modélisation du système de stockage

### 2.5.1 Modèle de Copetti de batterie au plomb

Ce modèle [10] est basé sur le schéma électrique de la figure 4. La batterie est alors décrite par seulement deux éléments dont les caractéristiques dépendent d'un certain nombre de paramètres: une source de tensions et sa résistance interne.
<figure><img src="image_3.png" /><figcaption>Fig. 3: Caractéristique d'un module photovoltaïque</figcaption></figure>

<figure><img src="image_4.png" /><figcaption>Fig. 4: Schéma électrique équivalent de $n_b$ éléments de batteries en séries</figcaption></figure>

## 2.5.2 Caractéristiques de décharge et de charge

Les caractéristiques tension - courant d'un élément batterie en cas de décharge et de charge sont données respectivement par les figures ci-dessous:

<figure><img src="image_5.png" /></figure>

# 3. APPLICATION DES MODELES

## 3.1 Calcul des charges

### 3.1.1 Sites d'implantations

Les sites que nous avons choisis devraient appartenir aux différentes zones climatiques algériennes. Dans notre cas, les sites choisis sont les suivants:
- Site de Bouzaréah: sur la zone comprenant le rivage de la mer et une partie du versant Nord des chaînes côtières,

- Site de Batna et El Oued: sur la zone comprenant les Hauts Plateaux situés entre l'Atlas Tellien et l'Atlas Saharien,

- Site Ghardaïa, Adrar, Tamanrasset dans la zone qui comprend le Sahara, au delà de l'Atlas Saharien.

Les coordonnées géographiques de ces sites sont présentées sur le **Tableau 1**.

<table><caption>**Tableau 1:** Coordonnées géographiques des six sites</caption><thead><tr><td>Site / Caractéristique</td><td>Latitude</td><td>Longitude</td><td>Altitude</td></tr></thead><tbody><tr><td>Adrar</td><td>27.82°N</td><td>00.18°W</td><td>263.8 m</td></tr><tr><td>Batna</td><td>35.55°N</td><td>6.18°E</td><td>1051.9 m</td></tr><tr><td>Bouzaréah</td><td>36.80°N</td><td>3.20°E</td><td>345 m</td></tr><tr><td>Tamanrasset</td><td>22.78°N</td><td>5.52°E</td><td>1377.0 m</td></tr><tr><td>Ghardaïa</td><td>32.40°N</td><td>03.80°E</td><td>468.4 m</td></tr><tr><td>El oued</td><td>33.50°N</td><td>6.18°E</td><td>62 m</td></tr></tbody></table>

### 3.1.2 Caractéristiques de la maison choisie

Dans cette étude, le choix s'est porté sur une maison type non raccordée au réseau de distribution d'énergie classique et équipée de l'ensemble des appareils permettant de fournir le confort aux occupants. Par ailleurs, il a été supposé que l'habitation est occupée en permanence durant toute l'année et que les équipements électroménagers fonctionnent sous une tension standard 220 V - 50 Hz (tension secteur).

#### Bilan énergétique

Sur le **Tableau 2**, nous présentons l'estimation des besoins énergétiques journaliers en Wh/j.

<table><thead><tr><th></th><th></th><th>Puissance (W)</th><th>Durée utilisation (heures)</th><th>Consommation journalière (Wh)</th></tr></thead><tbody><tr><td rowspan="6">Eclairage</td><td>Chambre adultes</td><td>11</td><td>4</td><td>44</td></tr><tr><td>Chambre enfants</td><td>22</td><td>5</td><td>110</td></tr><tr><td>Salle de séjour</td><td>22</td><td>6</td><td>132</td></tr><tr><td>Couloir</td><td>22</td><td>2</td><td>44</td></tr><tr><td>Salle de bain</td><td>22</td><td>2</td><td>44</td></tr><tr><td>Toilette</td><td>11</td><td>1</td><td>11</td></tr><tr><td>Cuisine</td><td>11</td><td>7</td><td>77</td></tr><tr><td rowspan="4">Equipements</td><td>Réfrigérateur</td><td>120</td><td>8 (Hi)/12 (Et)</td><td>960/1440</td></tr><tr><td>Téléviseur</td><td>75</td><td>7</td><td>525</td></tr><tr><td>Ventilateur</td><td>100</td><td>4</td><td>400</td></tr><tr><td>Divers</td><td>100</td><td>2</td><td>200</td></tr></tbody><tfoot><tr><td colspan="2">Total Ecj</td><td></td><td></td><td>2547/3027</td></tr></tfoot></table>

### 3.2 Résultats du dimensionnement

#### 3.2.1 Système photovoltaïque

Nous donnons respectivement sur le **Tableau 3** et le **Tableau 4**, le nombre de modules nécessaires pour notre utilisation, ainsi que le nombre de branches sachant que la tension de fonctionnement est de 48 V.

<table><caption>**Tableau 3:** Détermination du nombre total des modules</caption><thead><tr><td>Mois/Site</td><td>Adrar</td><td>Ghardaïa</td><td>Bouzaréah</td><td>Batna</td><td>El Oued</td><td>Tamanrasset</td></tr></thead><tbody><tr><td>Janvier</td><td>28</td><td>36</td><td>36</td><td>56</td><td>36</td><td>24</td></tr><tr><td>Février</td><td>24</td><td>32</td><td>36</td><td>64</td><td>36</td><td>24</td></tr><tr><td>Mars</td><td>24</td><td>28</td><td>28</td><td>40</td><td>28</td><td>24</td></tr><tr><td>Avril</td><td>24</td><td>20</td><td>24</td><td>32</td><td>24</td><td>20</td></tr></tbody></table>
<table><caption>Tableau 4: Détermination du nombre de branches</caption><tr><td>Mai</td><td>20</td><td>20</td><td>20</td><td>28</td><td>20</td><td>28</td></tr><tr><td>Juin</td><td>20</td><td>20</td><td>16</td><td>20</td><td>16</td><td>28</td></tr><tr><td>Juillet</td><td>20</td><td>16</td><td>16</td><td>16</td><td>16</td><td>20</td></tr><tr><td>Août</td><td>24</td><td>20</td><td>20</td><td>20</td><td>20</td><td>24</td></tr><tr><td>Septembre</td><td>24</td><td>24</td><td>20</td><td>24</td><td>20</td><td>32</td></tr><tr><td>Octobre</td><td>24</td><td>28</td><td>28</td><td>36</td><td>28</td><td>28</td></tr><tr><td>Novembre</td><td>24</td><td>36</td><td>32</td><td>52</td><td>32</td><td>24</td></tr><tr><td>Décembre</td><td>32</td><td>32</td><td>40</td><td>64</td><td>36</td><td>24</td></tr></table>

<table><thead><tr><th>Mois/Site</th><th>Adrar</th><th>Ghardaïa</th><th>Bouzaréah</th><th>Batna</th><th>El Oued</th><th>Tamanrasset</th></tr></thead><tbody><tr><td>Janvier</td><td>7</td><td>9</td><td>9</td><td>14</td><td>9</td><td>6</td></tr><tr><td>Février</td><td>6</td><td>8</td><td>9</td><td>16</td><td>9</td><td>6</td></tr><tr><td>Mars</td><td>6</td><td>7</td><td>6</td><td>10</td><td>7</td><td>6</td></tr><tr><td>Avril</td><td>6</td><td>5</td><td>5</td><td>8</td><td>6</td><td>5</td></tr><tr><td>Mai</td><td>5</td><td>5</td><td>6</td><td>7</td><td>5</td><td>7</td></tr><tr><td>Juin</td><td>5</td><td>5</td><td>4</td><td>5</td><td>4</td><td>7</td></tr><tr><td>Juillet</td><td>5</td><td>4</td><td>3</td><td>4</td><td>4</td><td>5</td></tr><tr><td>Août</td><td>6</td><td>5</td><td>4</td><td>5</td><td>5</td><td>6</td></tr><tr><td>Septembre</td><td>6</td><td>6</td><td>4</td><td>6</td><td>5</td><td>8</td></tr><tr><td>Octobre</td><td>6</td><td>7</td><td>6</td><td>9</td><td>7</td><td>7</td></tr><tr><td>Novembre</td><td>6</td><td>9</td><td>8</td><td>13</td><td>8</td><td>6</td></tr><tr><td>Décembre</td><td>8</td><td>8</td><td>10</td><td>16</td><td>9</td><td>6</td></tr></tbody></table>

### 3.2.2 Système éolien

Pour notre application, notre choix a porté sur sept types d'aérogénérateurs. Ainsi, nous présentons sur le Tableau 5 ci-dessous, le nombre d'aérogénérateurs qui permettent de couvrir la charge choisie.

<table><caption>Tableau 5: Détermination du nombre d'aérogénérateurs</caption><thead><tr><th>Site<br>Type Aéro.</th><th>BWC<br>1000</th><th>Whisper<br>175</th><th>Montana</th><th>GEV<br>5/5</th><th>Inclin<br>6000</th><th>BWC<br>Excel</th><th>GEV<br>7/10</th></tr></thead><tbody><tr><td>Adrar</td><td>4</td><td>2</td><td>1</td><td>2</td><td>1</td><td>1</td><td>1</td></tr><tr><td>Ghardaïa</td><td>17</td><td>5</td><td>3</td><td>10</td><td>2</td><td>7</td><td>4</td></tr><tr><td>Bouzaréah</td><td>6</td><td>2</td><td>2</td><td>2</td><td>1</td><td>2</td><td>1</td></tr><tr><td>Batna</td><td>14</td><td>4</td><td>3</td><td>9</td><td>2</td><td>6</td><td>3</td></tr><tr><td>El Oued</td><td>8</td><td>3</td><td>2</td><td>4</td><td>1</td><td>3</td><td>1</td></tr><tr><td>Taman.</td><td>42</td><td>20</td><td>20</td><td>44</td><td>20</td><td>46</td><td>46</td></tr></tbody></table>

A partir de ce tableau, nous constatons que tout dépend de la puissance nominale de l'aérogénérateur et de la vitesse du vent du site concerné. Nous remarquons pour les sites où le potentiel éolien est faible, tel que le site de Tamanrasset, le nombre de machine pour couvrir la demande énergétique est très important quelques soient leurs puissances nominales. Pour les sites ayant des vitesses de vent allant de 3 m/s à 4 m/s, tels que Ghardaïa et Batna, nous remarquons que pour les aérogénérateurs de faibles puissances nominales (Pn < 6 kW), le nombre de machines pour couvrir la demande énergétique est important. Néanmoins, ce nombre diminue considérablement pour les aérogénérateurs de plus de 6 kW. Concernant les sites de Adrar, Bouzaréah et El oued, qui ont une moyenne de vitesse de vent supérieure à 5 m/s, nous remarquons que la couverture est satisfaite avec un nombre moyen pour les aérogénérateurs de puissance nominale inférieure à 6 kW et pour les aérogénérateurs de puissance nominale supérieur à 6 kW, comme nous l'avons constaté pour GEV 7/10 et INCLIN 6000, une seule unité peut couvrir la demande.
### 3.2.3 Système de stockage

Pour une autonomie de trois jours, et pour tout sites, le nombre de batterie de stockage pour chaque mois est donné sur le **Tableau 6**.

<table><caption>**Tableau 6:** Détermination du nombre de batteries</caption><thead><tr><th>Mois</th><th>Jan.</th><th>Fév.</th><th>Mars</th><th>Avr.</th><th>Mai</th><th>Juin</th><th>Juil.</th><th>Août</th><th>Sept.</th><th>Oct.</th><th>Nov.</th><th>Déc.</th></tr></thead><tbody><tr><th>Nb. bat.</th><td>4</td><td>4</td><td>4</td><td>4</td><td>5</td><td>5</td><td>5</td><td>5</td><td>4</td><td>4</td><td>4</td><td>4</td></tr></tbody></table>

### 3.2.4 Choix de l'onduleur

#### Profil de charge (journalier)

La figure 7 donne l'évolution de la puissance appelée journalière. Nous constatons qu'un appel de puissance de l'ordre de 1150 Watts a lieu entre le coucher du soleil et le coucher des membres de la famille. Ainsi, le convertisseur devra donc avoir une puissance nominale d'au moins 1150 Watts. Mais par mesure de sécurité, nous prendrons 30 % de marge supplémentaire et ce convertisseur devra être en mesure de délivrer une puissance supérieure.

<figure><img src="image_6.png" /><figcaption>Fig. 7: Evolution de la puissance appelée</figcaption></figure>

### 3.2.5 Choix du régulateur de charge

#### Puissance nominale

Sur la figure 7, nous constatons que la puissance maximale que l'onduleur doit délivrer est de l'ordre de 1150 W. Si on considère que le rendement de celui-ci est de 80 %, alors la puissance appelée Pu sera de 1438 W.

$$P_{\text{nrég}} = \frac{P_u}{\eta_{\text{rég}}} = \frac{1438}{0.95} = 1513 \text{ Watts} \qquad (10)$$

avec $P_{\text{nrég}}$ et $\eta_{\text{rég}}$ sont respectivement la puissance nominale du régulateur et son rendement.

En ce qui concerne la tension nominale du régulateur, elle est conditionnée par la tension de service du convertisseur. Afin de minimiser le courant de consommation, et réduire la capacité de la batterie nous avons opté pour une tension de service de 48 V. De la, la tension nominale du régulateur sera donc de 48 V.

### 3.2.6 Dimensionnement du câblage

#### Câble reliant le panneau photovoltaïque au régulateur de charge

Le régulateur de charge choisi, travaillera. Avec trois entrées. Seulement deux (P1 et P2) de ces trois entrées, sont identiques et régulées et la troisième sera de plus petite surface et non régulée servira à assurer le courant de maintien de la batterie. Les résultats obtenus sont donnés dans le **Tableau 7**.

#### Calcul des sections de câble utilisé

Pour le calcul de la section du câble, la formule suivante a été utilisée:
$$S = \frac{I_{\max}}{\Delta U_{\max}} \times \rho_{c} \times l \qquad (11)$$

avec $\rho_c$ résistivité du cuivre égale à $1.8 \times 10^{-8} \Omega/m$. Les résultats des différentes sections des câbles constituant notre système se résume sur le **Tableau 8**.

<table><caption>**Tableau 7:** Nombre de modules constituant les sous panneaux P1, P2 et P3</caption><thead><tr><th>Panneaux/Sites</th><th>Adrar</th><th>Ghardaïa</th><th>Bouzaréah</th><th>Batna</th><th>El Oued</th><th>Tamanrasset</th></tr></thead><tbody><tr><td>P1</td><td>3</td><td>4</td><td>4</td><td>7</td><td>4</td><td>3</td></tr><tr><td>P2</td><td>3</td><td>4</td><td>4</td><td>7</td><td>4</td><td>3</td></tr><tr><td>P3</td><td>2</td><td>1</td><td>2</td><td>2</td><td>1</td><td>2</td></tr></tbody></table>

<table><caption>**Tableau 8:** Différentes sections des câbles reliant le bloc du système hybride</caption><thead><tr><th>Sites</th><th>Adrar</th><th>Ghardaïa</th><th>Bouzaréah</th><th>Batna</th><th>El Oued</th><th>Tamanrasset</th></tr></thead><tbody><tr><td>Section (mm²)</td><td></td><td></td><td></td><td></td><td></td><td></td></tr><tr><td>S1 reliant P1 et P2 au reg.</td><td>13</td><td>17</td><td>17</td><td>30</td><td>17</td><td>13</td></tr><tr><td>S2 reliant P3 au régulateur</td><td>9</td><td>4</td><td>9</td><td>9</td><td>4</td><td>9</td></tr><tr><td>S3 reliant la bat. au rég.</td><td>17</td><td>19</td><td>22</td><td>35</td><td>19</td><td>17</td></tr><tr><td>S4 reliant la bat. à la charge</td><td>23</td><td>23</td><td>23</td><td>23</td><td>23</td><td>23</td></tr></tbody></table>

## 3.4 Couplage de gestion du système

### 3.4.1 Description du système couplé et son fonctionnement

Nous présentons sur la figure 8, le diagramme relatif au programme Simulink, du système hybride. Dans ce système, la charge électrique ou utilisation relative aux équipements est alimentée par les batteries à travers un convertisseur. Ces batteries sont chargées par le courant débité par chacun des systèmes, le contrôle de leur charge est assuré par un régulateur de charge.

Par ailleurs, dans le cas où il n'y a ni énergie solaire ni énergie éolienne et que la durée de la pénurie dépasse la durée d'autonomie du système, ce dernier devrait avoir recours au groupe électrogène. Dans le cas où même ce dernier tombe en panne, la charge sera coupée automatiquement.

Des lectures de l'état du système et des sorties peuvent être prises n'importe où dans les modèles avec des oscilloscopes Simulink qui affichent ou enregistrent les résultats dans les fichiers de données afin de pouvoir les utiliser dans d'autres outils de simulation où d'affichage.

### 3.4.2 Application aux différents sites choisis et discussion des résultats

Nous donnons sur les figures suivantes, les résultats de simulation obtenus pour un système hybride éolien, photovoltaïque et comme appoint le groupe électrogène.

Nous constatons que, pour les sites d'Adrar, Ghardaïa, Bouzaréah, El Oued et Batna, la charge est complètement couverte, respectivement par 7 modules et 2 aérogénérateurs de 1 kW; 12 modules et 2 aérogénérateurs de 3 kW; 6 modules et 1 aérogénérateur de 1 kW; 18 modules et 1 aérogénérateurs de 1 kW et 9 modules et 2 aérogénérateur de 3 kW.

Pour les quelques mois exceptionnels où la couverture de cette charge représente un faible déficit. Ceci sera couvert par le groupe électrogène au lieu d'un ensemble supplémentaire de modules où d'aérogénérateurs dont les prix de revient sont relativement importants.

Pour le site de Tamanrasset, le potentiel éolien étant très faible alors que le potentiel solaire semble plus satisfaisant, ainsi nous proposons que la couverture de la charge sera assurée par 24 modules photovoltaïques. A cette couverture, nous devons associé un groupe électrogène pour pouvoir remédier au déficit représenté par le système photovoltaïque durant les mois de septembre et juin.
<figure><img src="image_7.png" /><figcaption>Fig. 8: Modélisation et gestion du système hybride</figcaption></figure>

Par ailleurs, nous constatons que non seulement la charge est largement couverte, mais un surplus de production d'énergie entre les mois de Mars - Juillet, Février - Août, Février - Avril, Janvier - Août, Février - Octobre et Juillet - Août, respectivement pour les sites d'Adrar, Ghardaïa, Bouzaréah, Batna, El Oued et Tamanrasset. Ainsi nous proposons que pour chacun des sites, cette énergie sera exploitée à d'autres fins.

<figure><img src="image_8.png" /><figcaption>Fig. 9: Distribution de la charge et de la puissance produite par un système hybride</figcaption></figure>

## 4. ETUDE ECONOMIQUE COMPARATIVE DES DIFFERENTES CONFIGURATIONS

Toute étude de dimensionnement d'installations photovoltaïques, éoliennes ou hybrides (photovoltaïque, éolienne et diesel) doit être menée de manière à approcher au mieux la solution optimale du compromis: coût - satisfaction du besoin. C'est dans cette optique que nous avons
développé cette étude économique. Elle permet pour un site et des besoins donnés, de comparer entre les trois architectures du système et d'en évaluer les performances.

## 4.1 Taille des trois systèmes

Pour chacun des sites étudiés, il est donné la taille des systèmes de production renouvelables et du système de stockage (Tableau 9).

<table><caption>Tableau 9: Taille des générateurs et du système de stockage pour chacun des systèmes</caption><thead><tr><th>Site</th><th>Adrar</th><th>Ghardaïa</th><th>Bouzaréah</th><th>Batna</th><th>El Oued</th><th>Tamanrasset</th></tr></thead><tbody><tr><td>Taille du générateur PV (Wc)</td><td>1530</td><td>1836</td><td>1836</td><td>3264</td><td>1836</td><td>1428</td></tr><tr><td>Taille du générateur éolien (W)</td><td>4000</td><td>15000</td><td>6000</td><td>12000</td><td>9000</td><td>0</td></tr><tr><td>Taille du système hybride PV</td><td>357</td><td>621</td><td>204</td><td>459</td><td>948</td><td>1224</td></tr><tr><td>Eolien</td><td>2000</td><td>6000</td><td>3000</td><td>6000</td><td>3000</td><td>0</td></tr><tr><td>Taille stockage (Ah)</td><td>525</td><td>525</td><td>525</td><td>525</td><td>525</td><td>525</td></tr></tbody></table>

## 4.2 Production annuelle

Le tableau suivant donne la production d'électricité générée par les trois systèmes sur une année, pour chacun des sites étudiés.

<table><caption>Tableau 10: Production annuelle des trois systèmes</caption><thead><tr><th>Site</th><th>Adrar</th><th>Ghardaïa</th><th>Bouzaréah</th><th>Batna</th><th>El Oued</th><th>Tamanrasset</th></tr></thead><tbody><tr><td>Production (kWh/an)</td><td></td><td></td><td></td><td></td><td></td><td></td></tr><tr><td>Générateur PV</td><td>2102</td><td>2456</td><td>2645</td><td>3823</td><td>2503</td><td>2134</td></tr><tr><td>Générateur Eolien</td><td>2368</td><td>3327</td><td>2661</td><td>2964</td><td>3207</td><td>0</td></tr><tr><td>Système Hybride</td><td>1636</td><td>2074</td><td>1583</td><td>1918</td><td>2148</td><td>1909</td></tr></tbody></table>

## 4.3 Consommation annuelle

Il est donné sur le tableau suivant, la consommation annuelle pour chacun des sites étudiés.

<table><caption>Tableau 11: Consommation annuelle de chaque site</caption><thead><tr><th>Site</th><th>Adrar</th><th>Ghardaïa</th><th>Bouzaréah</th><th>Batna</th><th>El Oued</th><th>Tamanrasset</th></tr></thead><tbody><tr><td>Consommation annuelle (kWh/an)</td><td>1420</td><td>1413</td><td>1412</td><td>1406</td><td>1408</td><td>1409</td></tr></tbody></table>

### Remarque

La valeur 0 a été attribuée pour la taille et la production annuelle éolienne relative au site de Tamanrasset, et ceci par le fait que les données dont nous disposons indiquent que le potentiel éolien sur ce site n'est pas important. Ainsi, il ne sera pas suffisant pour les applications éoliennes.

## 4.4 Prix de quelques moyens de productions (en kDA) [11, 12]

<table><caption>Tableau 12: Coût des divers équipements</caption><thead><tr><th>Moyens</th><th>Module</th><th>Aéro. 1 kW</th><th>Aéro. 3 kW</th><th>Groupe électrogène</th><th>Batterie</th></tr></thead><tbody><tr><td>Prix (kDA)</td><td>34.326</td><td>155.663</td><td>360.406</td><td>272.000</td><td>73.70</td></tr></tbody></table>
## 4.5 Prix total installé [11, 12]

Sur la figure 10, nous présentons le prix total installé de chacun des trois systèmes, à savoir: - le système photovoltaïque, - le système éolien, - le système hybride.

Nous constatons que le système éolien (aérogénérateurs) représente l'investissement le plus élevé relativement au système hybride et au système photovoltaïque. Par ailleurs, le système photovoltaïque représente la solution économique la meilleure pour l'ensemble des sites à l'exception du site de Batna, cette solution semble plus coûteuse par le fait que ce site représente un potentiel énergétique solaire très modéré durant la période hivernale.

Par contre, la solution photovoltaïque représente un déficit durant la période hivernale pour la majorité des sites choisis. Ainsi, l'utilisation d'un système hybride peut remédier à la lacune vu que notre principe pour le paramètre d'optimisation n'est pas le coût de production, mais plutôt celui du service rendu.

<figure><img src="image_9.png" /><figcaption>Fig. 10: Présentation du prix total installé (kDA) pour chacun des systèmes</figcaption></figure>

## 4.6 Amortissements annuels (kDA)

Nous donnons ci-après l'amortissement annuel en kDA pour chacune des solutions, divers sites et divers durée de vie et taux d'intérêts. Ainsi, nous constatons d'une part, que plus la durée de vie est importante plus l'amortissements annuels diminue que se soit pour l'installation en hors batteries ou pour les batteries. Alors que pour des taux d'intérêts plus élevés, l'amortissement annuel augmente, ceci étant tout simplement lié au prix de revient de l'installation, de la fluctuation des prix de chacun des composants du système.

<table><caption>Tableau 13: Amortissements annuels pour les trois systèmes hors batterie</caption><thead><tr><th colspan="13">Amortissements annuels (kDA) pour la solution solaire hors batterie</th></tr><tr><th rowspan="2">Site</th><th colspan="3">Adrar</th><th colspan="3">Ghardaïa</th><th colspan="3">Bouzaréah</th><th colspan="3">Batna</th><th colspan="3">El Oued</th><th colspan="3">Tamanrasset</th></tr><tr><th colspan="12">Durée de vie de l'installation</th></tr></thead><tbody><tr><th>Taux Int.</th><td>10 ans</td><td>15 ans</td><td>20 ans</td><td>10 ans</td><td>15 ans</td><td>20 ans</td><td>10 ans</td><td>15 ans</td><td>20 ans</td><td>10 ans</td><td>15 ans</td><td>20 ans</td><td>10 ans</td><td>15 ans</td><td>20 ans</td><td>10 ans</td><td>15 ans</td><td>20 ans</td></tr><tr><th>5%</th><td>211</td><td>157</td><td>131</td><td>240</td><td>179</td><td>149</td><td>241</td><td>179</td><td>149</td><td>403</td><td>299</td><td>249</td><td>241</td><td>179</td><td>149</td><td>194</td><td>144</td><td>120</td></tr><tr><th>10%</th><td>265</td><td>214</td><td>191</td><td>302</td><td>244</td><td>218</td><td>302</td><td>244</td><td>218</td><td>506</td><td>409</td><td>365</td><td>302</td><td>244</td><td>218</td><td>244</td><td>197</td><td>176</td></tr><tr><th>15%</th><td>324</td><td>278</td><td>260</td><td>370</td><td>317</td><td>297</td><td>370</td><td>317</td><td>297</td><td>619</td><td>532</td><td>497</td><td>370</td><td>318</td><td>297</td><td>299</td><td>256</td><td>240</td></tr></tbody></table><table><thead><tr><th colspan="7">Amortissements annuels (kDA) pour la solution éolienne hors batterie</th></tr><tr><th>Site</th><th>Adrar</th><th>Ghardaïa</th><th>Bouzaréah</th><th>Batna</th><th>El Oued</th><th>Tamanrasset</th></tr></thead><tbody><tr><th>Taux</th><td colspan="6">Durée de vie de l'installation</td></tr></tbody></table>
<table><thead><tr><th>Int.</th><th>10 ans</th><th>15 ans</th><th>20 ans</th><th>10 ans</th><th>15 ans</th><th>20 ans</th><th>10 ans</th><th>15 ans</th><th>20 ans</th><th>10 ans</th><th>15 ans</th><th>20 ans</th><th>10 ans</th><th>15 ans</th><th>20 ans</th></tr></thead><tbody><tr><td>5%</td><td>309</td><td>230</td><td>192</td><td>517</td><td>384</td><td>320</td><td>260</td><td>194</td><td>161</td><td>453</td><td>337</td><td>280</td><td>389</td><td>289</td><td>241</td><td>0</td></tr><tr><td>10%</td><td>388</td><td>314</td><td>281</td><td>650</td><td>525</td><td>469</td><td>327</td><td>264</td><td>236</td><td>569</td><td>460</td><td>411</td><td>489</td><td>395</td><td>353</td><td>0</td></tr><tr><td>15%</td><td>475</td><td>408</td><td>381</td><td>795</td><td>683</td><td>638</td><td>401</td><td>344</td><td>321</td><td>697</td><td>598</td><td>559</td><td>599</td><td>514</td><td>480</td><td>0</td></tr></tbody></table>

### Amortissements annuels (kDA) pour la solution hybride hors batterie

<table><caption>Tableau 14: Amortissements annuels des batteries</caption><thead><tr><th rowspan="2">Site</th><th colspan="2">Adrar</th><th colspan="2">Ghardaïa</th><th colspan="2">Bouzaréah</th><th colspan="2">Batna</th><th colspan="2">El Oued</th><th colspan="2">Tamanrasset</th></tr><tr><th colspan="12">Durée de vie de l'installation</th></tr><tr><th>Taux Int.</th><th>10 ans</th><th>15 ans</th><th>20 ans</th><th>10 ans</th><th>15 ans</th><th>20 ans</th><th>10 ans</th><th>15 ans</th><th>20 ans</th><th>10 ans</th><th>15 ans</th><th>20 ans</th><th>10 ans</th><th>15 ans</th><th>20 ans</th></tr></thead><tbody><tr><td>5%</td><td>214</td><td>159</td><td>133</td><td>396</td><td>294</td><td>245</td><td>221</td><td>164</td><td>137</td><td>379</td><td>282</td><td>235</td><td>302</td><td>225</td><td>187</td><td>206</td></tr><tr><td>10%</td><td>269</td><td>217</td><td>194</td><td>498</td><td>402</td><td>359</td><td>278</td><td>224</td><td>200</td><td>477</td><td>385</td><td>344</td><td>380</td><td>307</td><td>274</td><td>259</td></tr><tr><td>15%</td><td>330</td><td>283</td><td>264</td><td>609</td><td>523</td><td>488</td><td>340</td><td>292</td><td>272</td><td>584</td><td>501</td><td>468</td><td>465</td><td>399</td><td>373</td><td>317</td></tr></tbody></table>

<table><caption>Amortissements annuels des batteries (kDA) pour la solution solaire, éolienne et hybride pour chacun des sites</caption><thead><tr><th rowspan="2">Taux d'intérêt</th><th colspan="3">Durée de vie de l'installation</th></tr><tr><th>10 ans</th><th>15 ans</th><th>20 ans</th></tr></thead><tbody><tr><td>5%</td><td>47</td><td>35</td><td>29</td></tr><tr><td>10%</td><td>59</td><td>48</td><td>43</td></tr><tr><td>15%</td><td>73</td><td>63</td><td>58</td></tr></tbody></table>

### 4.7 Coût total annuel

Pour ce qui est du coût total annuel, les mêmes remarques cités pour l'amortissement annuel restent valables. Ce coût est justement lié à l'amortissement de l'installation.

<table><caption>Tableau 15: Coût total annuel pour les trois systèmes</caption><caption>Coût total annuel (kDA) pour la solution solaire</caption><thead><tr><th rowspan="2">Site</th><th colspan="2">Adrar</th><th colspan="2">Ghardaïa</th><th colspan="2">Bouzaréah</th><th colspan="2">Batna</th><th colspan="2">El Oued</th><th colspan="2">Tamanrasset</th></tr><tr><th colspan="12">Durée de vie de l'installation</th></tr><tr><th>Taux Int.</th><th>10 ans</th><th>15 ans</th><th>20 ans</th><th>10 ans</th><th>15 ans</th><th>20 ans</th><th>10 ans</th><th>15 ans</th><th>20 ans</th><th>10 ans</th><th>15 ans</th><th>20 ans</th><th>10 ans</th><th>15 ans</th><th>20 ans</th></tr></thead><tbody><tr><td>5%</td><td>318</td><td>252</td><td>220</td><td>354</td><td>281</td><td>245</td><td>354</td><td>281</td><td>245</td><td>554</td><td>439</td><td>383</td><td>355</td><td>281</td><td>245</td><td>297</td></tr><tr><td>10%</td><td>384</td><td>322</td><td>294</td><td>428</td><td>359</td><td>328</td><td>428</td><td>359</td><td>328</td><td>670</td><td>561</td><td>512</td><td>429</td><td>359</td><td>328</td><td>360</td></tr><tr><td>15%</td><td>457</td><td>401</td><td>378</td><td>510</td><td>447</td><td>422</td><td>510</td><td>447</td><td>422</td><td>797</td><td>698</td><td>659</td><td>510</td><td>447</td><td>422</td><td>428</td></tr></tbody></table>

<table><caption>Coût total annuel (kDA) pour la solution éolienne</caption><thead><tr><th rowspan="2">Site</th><th colspan="2">Adrar</th><th colspan="2">Ghardaïa</th><th colspan="2">Bouzaréah</th><th colspan="2">Batna</th><th colspan="2">El Oued</th><th colspan="2">Tamanrasset</th></tr><tr><th colspan="12">Durée de vie de l'installation</th></tr><tr><th>Taux Int.</th><th>10 ans</th><th>15 ans</th><th>20 ans</th><th>10 ans</th><th>15 ans</th><th>20 ans</th><th>10 ans</th><th>15 ans</th><th>20 ans</th><th>10 ans</th><th>15 ans</th><th>20 ans</th><th>10 ans</th><th>15 ans</th><th>20 ans</th></tr></thead><tbody><tr><td>5%</td><td>439</td><td>348</td><td>303</td><td>695</td><td>551</td><td>480</td><td>380</td><td>301</td><td>262</td><td>617</td><td>488</td><td>426</td><td>538</td><td>426</td><td>372</td><td>0</td></tr><tr><td>10%</td><td>531</td><td>445</td><td>406</td><td>840</td><td>704</td><td>643</td><td>459</td><td>384</td><td>351</td><td>745</td><td>624</td><td>570</td><td>650</td><td>545</td><td>497</td><td>0</td></tr><tr><td>15%</td><td>632</td><td>554</td><td>523</td><td>1000</td><td>877</td><td>827</td><td>546</td><td>479</td><td>452</td><td>887</td><td>777</td><td>734</td><td>773</td><td>678</td><td>640</td><td>0</td></tr></tbody></table>

<table><caption>Coût total annuel (kDA) pour la solution hybride</caption><thead><tr><th rowspan="2">Site</th><th colspan="2">Adrar</th><th colspan="2">Ghardaïa</th><th colspan="2">Bouzaréah</th><th colspan="2">Batna</th><th colspan="2">El Oued</th><th colspan="2">Tamanrasset</th></tr><tr><th colspan="12">Durée de vie de l'installation</th></tr><tr><th>Taux Int.</th><th>10 ans</th><th>15 ans</th><th>20 ans</th><th>10 ans</th><th>15 ans</th><th>20 ans</th><th>10 ans</th><th>15 ans</th><th>20 ans</th><th>10 ans</th><th>15 ans</th><th>20 ans</th><th>10 ans</th><th>15 ans</th><th>20 ans</th></tr></thead><tbody><tr><td>5%</td><td>323</td><td>255</td><td>223</td><td>546</td><td>433</td><td>378</td><td>331</td><td>262</td><td>228</td><td>526</td><td>417</td><td>364</td><td>431</td><td>341</td><td>298</td><td>312</td></tr><tr><td>10%</td><td>390</td><td>327</td><td>298</td><td>660</td><td>553</td><td>505</td><td>400</td><td>335</td><td>306</td><td>636</td><td>533</td><td>486</td><td>521</td><td>436</td><td>399</td><td>378</td></tr><tr><td>15%</td><td>464</td><td>407</td><td>384</td><td>786</td><td>689</td><td>650</td><td>476</td><td>417</td><td>394</td><td>756</td><td>663</td><td>626</td><td>620</td><td>543</td><td>513</td><td>449</td></tr></tbody></table>
## 4.8 Coût du kWh (DA/kWh)

Sur le tableau ci-dessous, nous donnons: - le prix du kWh photovoltaïque; - le prix du kWh éolien; - le prix du kWh hybride.

Les prix portés sur ce document et relatifs à une installation d'alimentation en électricité d'une maison individuelle, semblent très élevés par rapport à une installation conventionnelle. Ainsi, dans cet ordre de grandeurs, il sera très loin d'être compétitif au système conventionnel. Mais ceci est du à notre sens aux raisons suivantes:

- à nos jours, nous ne disposons pas de technologie d'acquisitions des équipements, qui coûte excessivement chère. Ce qui conduit à un prix d'investissement initial très élevé, y compris le transport.

- le problème d'inflation dans notre pays a fait que le prix de chacun des équipements reste élevé.

- le faible rendement des différents équipements conduit à une quantité considérable de chacun des équipements de conversion qu'il soit éolien ou photovoltaïque.

Par contre, il s'agit d'une énergie propre et gratuite, chose dont ne dispose pas l'énergie conventionnelle. Par ailleurs, d'un point de vue comparatif, nous constatons que d'après ces résultats que la solution photovoltaïque l'emporte sur les deux systèmes. Ceci est nettement plus apparent pour le système hybride. Pour ce qui est du système éolien, cette différence s'explique par le fait que ceci est lié directement à la disponibilité des deux potentiels solaire et éolien, dont le potentiel solaire est plus abondant sur tous les sites algériens, ce qui réduit considérablement les dimensions du système photovoltaïque, et d'autre part, tout en incluant le prix d'un aérogénérateur et la relation liant sa puissance - espace occupé et les contraintes de fonctionnement.

Par ailleurs, nous constatons que le système photovoltaïque représente une solution plus compétitive que le système hybride pour les sites de Adrar, Ghardaïa, El Oued et Tamanrasset. Ceci s'explique que le potentiel solaire est très abondant sur ces sites durant la quasi totalité de l'année. Ainsi installer quelques éoliennes en plus pour combler le manque d'un mois ou deux de l'année, ne fait qu'augmenter le prix du kWh de l'installation hybride.

D'autre part, pour le site de Batna et Bouzaréah, c'est le système hybride qui l'emporte, par le fait que le potentiel d'énergie solaire est très faible sur ces deux sites en période hivernale.

Ce qui conduit au recours du système hybride, qui pourra combler cette lacune en remplaçant une partie du système photovoltaïque par quelques éoliennes dont le potentiel est suffisant pour couvrir ces déficits.

<table><caption>Tableau 16: Coût du kWh pour les trois systèmes</caption><thead><tr><th colspan="14">Prix du kWh photovoltaïque (DA/kWh)</th></tr><tr><th rowspan="2">Site</th><th colspan="2">Adrar</th><th colspan="2">Ghardaïa</th><th colspan="2">Bouzaréah</th><th colspan="2">Batna</th><th colspan="2">El Oued</th><th colspan="2">Tamanrasset</th></tr><tr><th colspan="12">Durée de vie de l'installation</th></tr></thead><tbody><tr><th>Taux Int.</th><td>10 ans</td><td>15 ans</td><td>20 ans</td><td>10 ans</td><td>15 ans</td><td>20 ans</td><td>10 ans</td><td>15 ans</td><td>20 ans</td><td>10 ans</td><td>15 ans</td><td>20 ans</td></tr><tr><th>5%</th><td>146</td><td>115</td><td>100</td><td>193</td><td>151</td><td>132</td><td>129</td><td>101</td><td>88</td><td>140</td><td>110</td><td>95</td></tr><tr><th>10%</th><td>178</td><td>148</td><td>135</td><td>234</td><td>195</td><td>178</td><td>157</td><td>131</td><td>119</td><td>170</td><td>142</td><td>129</td></tr><tr><th>15%</th><td>212</td><td>186</td><td>175</td><td>279</td><td>244</td><td>230</td><td>188</td><td>164</td><td>155</td><td>204</td><td>178</td><td>168</td></tr></tbody></table><table><thead><tr><th colspan="14">Prix du kWh éolien (DA/kWh)</th></tr><tr><th rowspan="2">Site</th><th colspan="2">Adrar</th><th colspan="2">Ghardaïa</th><th colspan="2">Bouzaréah</th><th colspan="2">Batna</th><th colspan="2">El Oued</th><th colspan="2">Tamanrasset</th></tr><tr><th colspan="12">Durée de vie de l'installation</th></tr></thead><tbody><tr><th>Taux Int.</th><td>10 ans</td><td>15 ans</td><td>20 ans</td><td>10 ans</td><td>15 ans</td><td>20 ans</td><td>10 ans</td><td>15 ans</td><td>20 ans</td><td>10 ans</td><td>15 ans</td><td>20 ans</td></tr><tr><th>5%</th><td>181</td><td>142</td><td>123</td><td>204</td><td>161</td><td>140</td><td>138</td><td>108</td><td>94</td><td>203</td><td>160</td><td>139</td></tr><tr><th>10%</th><td>219</td><td>183</td><td>166</td><td>248</td><td>207</td><td>188</td><td>168</td><td>140</td><td>127</td><td>246</td><td>206</td><td>187</td></tr><tr><th>15%</th><td>262</td><td>229</td><td>216</td><td>296</td><td>259</td><td>244</td><td>200</td><td>175</td><td>165</td><td>294</td><td>257</td><td>243</td></tr></tbody></table>
## Prix du kWh hybride (DA/kWh)

<table><thead><tr><th rowspan="2">Site</th><th colspan="2">Adrar</th><th colspan="2">Ghardaïa</th><th colspan="2">Bouzaréah</th><th colspan="2">Batna</th><th colspan="2">El Oued</th><th colspan="2">Tamanrasset</th></tr><tr><th colspan="16">Durée de vie de l'installation</th></tr><tr><th>Taux Int.</th><th>10 ans</th><th>15 ans</th><th>20 ans</th><th>10 ans</th><th>15 ans</th><th>20 ans</th><th>10 ans</th><th>15 ans</th><th>20 ans</th><th>10 ans</th><th>15 ans</th><th>20 ans</th><th>10 ans</th><th>15 ans</th><th>20 ans</th></tr></thead><tbody><tr><th>5%</th><td>192</td><td>151</td><td>132</td><td>258</td><td>203</td><td>177</td><td>204</td><td>161</td><td>140</td><td>269</td><td>212</td><td>184</td><td>196</td><td>154</td><td>134</td><td>159</td><td>125</td><td>108</td></tr><tr><th>10%</th><td>234</td><td>195</td><td>178</td><td>313</td><td>261</td><td>238</td><td>248</td><td>207</td><td>188</td><td>326</td><td>272</td><td>248</td><td>238</td><td>198</td><td>181</td><td>193</td><td>161</td><td>147</td></tr><tr><th>15%</th><td>279</td><td>244</td><td>230</td><td>374</td><td>327</td><td>308</td><td>300</td><td>259</td><td>244</td><td>389</td><td>341</td><td>321</td><td>284</td><td>248</td><td>234</td><td>231</td><td>202</td><td>190</td></tr></tbody></table>

## 4.9 Coût total actualisé

En ce qui concerne le coût total actualisé, les mêmes remarques constatées précédemment pour le prix total installé restent valables.

<table><caption>Tableau 17: Coût total actualisé pour les trois systèmes</caption><caption>Coût total actualisé photovoltaïque (kDA)</caption><thead><tr><th rowspan="2">Site</th><th colspan="2">Adrar</th><th colspan="2">Ghardaïa</th><th colspan="2">Bouzaréah</th><th colspan="2">Batna</th><th colspan="2">El Oued</th><th colspan="2">Tamanrasset</th></tr><tr><th colspan="16">Durée de vie de l'installation</th></tr><tr><th>Taux Act.</th><th>10 ans</th><th>15 ans</th><th>20 ans</th><th>10 ans</th><th>15 ans</th><th>20 ans</th><th>10 ans</th><th>15 ans</th><th>20 ans</th><th>10 ans</th><th>15 ans</th><th>20 ans</th><th>10 ans</th><th>15 ans</th><th>20 ans</th></tr></thead><tbody><tr><th>5%</th><td>2457</td><td>2617</td><td>2741</td><td>2739</td><td>2917</td><td>3056</td><td>2741</td><td>2919</td><td>3057</td><td>4281</td><td>4559</td><td>4776</td><td>2741</td><td>2919</td><td>3057</td><td>2300</td><td>2449</td><td>2565</td></tr><tr><th>10%</th><td>2364</td><td>2451</td><td>2505</td><td>2560</td><td>2732</td><td>2793</td><td>2636</td><td>2733</td><td>2794</td><td>4118</td><td>4270</td><td>4365</td><td>2636</td><td>2733</td><td>2794</td><td>2212</td><td>2294</td><td>2345</td></tr><tr><th>15%</th><td>2296</td><td>2345</td><td>2370</td><td>2560</td><td>2615</td><td>2642</td><td>2561</td><td>2616</td><td>2643</td><td>4000</td><td>4086</td><td>4129</td><td>2561</td><td>2616</td><td>2643</td><td>2149</td><td>2195</td><td>2218</td></tr></tbody></table><table><caption>Coût total actualisé éolien (kDA)</caption><thead><tr><th rowspan="2">Site</th><th colspan="2">Adrar</th><th colspan="2">Ghardaïa</th><th colspan="2">Bouzaréah</th><th colspan="2">Batna</th><th colspan="2">El Oued</th><th colspan="2">Tamanrasset</th></tr><tr><th colspan="16">Durée de vie de l'installation</th></tr><tr><th>Taux Act.</th><th>10 ans</th><th>15 ans</th><th>20 ans</th><th>10 ans</th><th>15 ans</th><th>20 ans</th><th>10 ans</th><th>15 ans</th><th>20 ans</th><th>10 ans</th><th>15 ans</th><th>20 ans</th><th>10 ans</th><th>15 ans</th><th>20 ans</th></tr></thead><tbody><tr><th>5%</th><td>3394</td><td>3615</td><td>3787</td><td>5372</td><td>5721</td><td>5993</td><td>2934</td><td>3125</td><td>3273</td><td>4765</td><td>5075</td><td>5315</td><td>4157</td><td>4427</td><td>4637</td><td>0</td><td>0</td></tr><tr><th>10%</th><td>3265</td><td>3386</td><td>3461</td><td>5167</td><td>5358</td><td>5477</td><td>2822</td><td>2926</td><td>2991</td><td>4583</td><td>4753</td><td>4858</td><td>3998</td><td>4146</td><td>4238</td><td>0</td><td>0</td></tr><tr><th>15%</th><td>3172</td><td>3240</td><td>3274</td><td>5020</td><td>5128</td><td>5182</td><td>2741</td><td>2800</td><td>2830</td><td>4452</td><td>4548</td><td>4596</td><td>3884</td><td>3967</td><td>4009</td><td>0</td><td>0</td></tr></tbody></table><table><caption>Coût total actualisé hybride (kDA)</caption><thead><tr><th rowspan="2">Site</th><th colspan="2">Adrar</th><th colspan="2">Ghardaïa</th><th colspan="2">Bouzaréah</th><th colspan="2">Batna</th><th colspan="2">El Oued</th><th colspan="2">Tamanrasset</th></tr><tr><th colspan="16">Durée de vie de l'installation</th></tr><tr><th>Taux Act.</th><th>10 ans</th><th>15 ans</th><th>20 ans</th><th>10 ans</th><th>15 ans</th><th>20 ans</th><th>10 ans</th><th>15 ans</th><th>20 ans</th><th>10 ans</th><th>15 ans</th><th>20 ans</th><th>10 ans</th><th>15 ans</th><th>20 ans</th></tr></thead><tbody><tr><th>5%</th><td>2494</td><td>2656</td><td>2782</td><td>4222</td><td>4496</td><td>4710</td><td>2557</td><td>2723</td><td>2853</td><td>4066</td><td>4330</td><td>4535</td><td>3332</td><td>3548</td><td>3717</td><td>2415</td><td>2573</td><td>2695</td></tr><tr><th>10%</th><td>2399</td><td>2488</td><td>2543</td><td>4061</td><td>4211</td><td>4305</td><td>2460</td><td>2550</td><td>2607</td><td>3910</td><td>4055</td><td>4145</td><td>3205</td><td>3323</td><td>3397</td><td>2323</td><td>2409</td><td>2463</td></tr><tr><th>15%</th><td>2331</td><td>2381</td><td>2406</td><td>3945</td><td>4030</td><td>4072</td><td>2389</td><td>2441</td><td>2466</td><td>3799</td><td>3880</td><td>3921</td><td>3113</td><td>3180</td><td>3213</td><td>2257</td><td>2306</td><td>2330</td></tr></tbody></table>

## 5. CONCLUSION

Le travail présenté dans cet article concerne les systèmes de production d'électricité pour un fonctionnement autonome. Ces dispositifs semblent amenés à connaître des développements importants liés essentiellement à une volonté de plus en plus affichée de diversification des moyens de production et d'un meilleur respect de l'environnement.

Notre travail a donc porté sur la modélisation et la simulation d'un système hybride moyennant le logiciel Simulink. Le programme de Matlab/Simulink, nous a permis de représenter le système sous forme de diagramme blocs. L'exemple de simulation a été appliqué aux six sites algériens où les données météorologiques et radiométriques (rayonnement, vitesse du vent, température ambiante et durée d'insolation) sont disponibles.

D'après l'analyse effectuée sur les résultats obtenus, la combinaison des deux sources d'énergies relie à un système d'appoint (groupe électrogène) engendre un profit énergétique considérable (présence quotidienne de l'alimentation).
REFERENCES

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[2] R. Hammouche, ‘Atlas Vent de l'Algérie’, Office National de la Météorologie,

[3] Document de l'Association Danoise de l'Industrie Eolienne, 'Programme de Traçage de la Distribution de Weibull', Copyright, 1997 - 2003.

[4] N. Kasbadji-Merzouk and M. Merzouk, ‘Useful Power Density of Wind Machine in Algeria’, Proceedings of IMEC-2004, International Mechanical Engineering Conference, Kuwait, December 5 - 8, 2004.

[5] H. Daou-Nedjari, ‘Evaluation Mensuelle de la Densité de Puissance du Site de Bouzaréah', Fiche Technique de Bouzaréah, Rapport Interne, Juillet 2002.

[6] A. Sadoud et A. Chergui, ‘Etude et Développement d'un Régulateur de Charge de Puissance Destiné à une Mini Centrale Photovoltaïque', Projet de Fin d'Etudes, USTHB, 1991.

[7] J.A. Duffie et W.A. Beckmann, 'Solar Energy Thermal Process', Wiley, New York, 1974.

[8] B. Bourgesm, ‘Improuvement in Solar Déclinaison Computation', Solar Energy, Vol. 35, N°4, pp. 367 – 369, 1985.

[9] S. Singer, B. Rozenshtein and S. Surazi, ‘Characterization of PV Array Output Using a Small Number of Measured Parameters', Solar Energy, Vol. 32, N°5, pp. 603 – 607, 1984.

[10] O. Gergaud, ‘Modélisation Energétique et Optimisation Economique d'un Système de Production Eolien et Photovoltaïque Couplé au Réseau et Associé à un Accumulateur', Thèse de Doctorat, Antenne de Bretagne de l'Ecole Normale Supérieure de Cachan, 9 Décembre 2002.

[11] Document, 'Le Catalogue des Outils Solaires', Edition N°26, pp. 1 - 25, Sept 2001.

[12] Document, 'Le Convertisseur Universel de Devises', 1145 Nicholson Rd, Suite 20, Newmarket Ontario, L3Y 9C3, Canada.

[13] D. Saheb-Koussa, ‘Contribution à l'Etude Théorique du Comportement d'un Système Hybride (Eolien – Photovoltaïque - Diesel) de Production d'Electricité sans Interruption', Mémoire de Magister, Blida, 28 Septembre 2005.