Etude technico-économique d’un système Photovoltaïque sur réseau pour un campus éducatif

Abstract

في ظل التحديات البيئية والاقتصادية الناتجة عن الاستخدام المكثف لمصادر الطاقة التقليدية غير المتجددة، مثل النفط والغاز، أصبح التوجه نحو الطاقات النظيفة ضرورة ملحّة. من بين هذه الطاقات، تحتل الطاقة الشمسية مكانة مهمة لما توفره من مصدر دائم ونقي، غير أن تقلبها الطبيعي يتطلب دعماً لضمان استمرارية الإمداد الطاقوي. ومن هذا المنطلق، تم اقتراح نظام هجين يجمع بين الطاقة الكهروضوئية وخلايا الوقود التي تعتمد على الهيدروجين، إلى جانب الربط بالشبكة الكهربائية كمصدر احتياطي. ركزت هذه الدراسة على تحليل الجدوى التقنية والاقتصادية لتركيب هذا النظام في مدرسة ابتدائية بولاية ورقلة، مستفيدين من برنامج المحاكاة Pro HOMER الذي أتاح تصميم النموذج الأنسب اعتمادًا على بيانات مناخية واستهلاكية حقيقية. أظهرت نتائج التحليل قدرة النظام على تلبية الطلب الطاقوي للمؤسسة بكفاءة، حيث بلغ الإنتاج السنوي للطاقة الكهروضوئية 52,636.79 كيلوواط ساعي، ما يمثل حوالي %87.1 من إجمالي الإنتاج، في حين وفّرت خلية الوقود 1,253 كيلوواط ساعي بنسبة %2.1، بينما ساهمت الشبكة الكهربائية بتغطية 6,537 كيلوواط ساعي، أي %10.8 من إجمالي الطاقة المستهلكة سنويا توصلت الدراسة إلى أن النظام الهجين يُعد خياراً واعداً من حيث الأداء الاقتصادي والتقني، خاصة في مناطق تتميز بإشعاع شمسي مرتفع مثل ورقلة، حيث يساهم في تقليل الاعتماد على الشبكة وتعزيز الاستقلالية الطاقوية.

À la lumière des défis environnementaux et économiques résultant de l’utilisation intensive des sources d’énergie traditionnelles non renouvelables, telles que le pétrole et le gaz, la tendance aux énergies propres est devenue une nécessité urgente. Parmi ces énergies, l’énergie solaire occupe une place importante en raison de sa source permanente et pure, mais sa variabilité naturelle nécessite un soutien pour assurer la continuité de l’approvisionnement énergétique. Cette étude s’est concentrée sur l’analyse de la faisabilité technique et économique de l’installation de ce système dans une école primaire d’Ouargla, en profitant du programme de simulation HOMER Pro, qui a permis de concevoir le modèle le plus approprié sur la base de données climatiques et de consommation réelle. Les résultats de l’analyse ont montré la capacité du système à répondre efficacement à la demande énergétique de l’entreprise, La production annuelle d’énergie photovoltaïque a atteint 52 636,79 kWh, soit environ 87,1 % de la production totale, tandis que la pile à combustible a fourni 1 253 kWh (2,1 %), tandis que le réseau électrique a contribué à couvrir 6 537 kWh, soit 10,8 % de l’énergie totale consommée annuellement, l’étude a révélé que le système hybride est une option prometteuse en termes de performances économiques et techniques, en particulier dans les zones caractérisées par un fort rayonnement solaire comme Ouargla, car il contribue à réduire la dépendance vis-à-vis du réseau et à renforcer l’indépendance énergétique.

In light of the environmental and economic challenges resulting from the intensive use of traditional non-renewable energy sources, such as oil and gas, the trend towards clean energies has become an urgent necessity. Among these energies, solar energy occupies an important place because of its permanent and pure source, but its natural variability requires support to ensure the continuity of energy supply. This study focused on analyzing the technical and economic feasibility of installing this system in a primary school in Ouargla, taking advantage of the HOMER Pro simulation program, which allowed the design of the most appropriate model based on real climate and consumption data. The results of the analysis showed the ability of the system to efficiently meet the energy demand of the enterprise, The annual production of photovoltaic energy reached 52,636.79 kWh, representing about 87.1% of the total production, while the fuel cell provided 1,253 kWh (2.1%), while the electrical grid contributed to covering 6,537 kWh, or 10.8% of the total energy consumed annually, the study found that the hybrid system is a promising option in terms of economic and technical performance, especially in areas characterized by high solar radiation such as Ouargla, as it contributes to reducing dependence on the grid and enhancing energy independence.