Au Nigéria - Système solaire hybride de 100 kW

Le système solaire hybride de 100 kW installé au Nigéria est une solution énergétique intégrée, hautement efficace, stable et durable, spécialement conçue pour le climat tropical de savane du pays, son réseau électrique fragile et ses besoins énergétiques urgents. Utilisant l'énergie solaire comme source principale, combinée à des modules de stockage d'énergie et à des équipements d'alimentation de secours, ce système s'affranchit des limitations des systèmes solaires classiques, dépendants de la lumière du soleil et de l'instabilité du réseau local. Il permet un fonctionnement intégré « énergie solaire + stockage d'énergie + alimentation de secours » et fournit une alimentation électrique fiable et continue, quelles que soient les conditions météorologiques, aux petites et moyennes entreprises industrielles et commerciales, aux collectivités, aux établissements médicaux et aux écoles. Parallèlement, il contribue à réduire la dépendance du Nigéria aux énergies fossiles, à combler les déficits d'approvisionnement énergétique et à promouvoir le développement d'une énergie verte et bas carbone.

I. Adaptabilité fondamentale : pleinement adaptée au statut régional et énergétique du Nigéria

Situé en zone de savane tropicale, le Nigéria bénéficie d'un ensoleillement abondant tout au long de l'année : la durée d'ensoleillement annuelle moyenne atteint 2 000 à 3 000 heures et l'intensité solaire journalière moyenne est de 4 à 6 kWh/m², offrant ainsi un environnement naturel idéal pour le fonctionnement des systèmes solaires. Cependant, le pays est confronté à d'importants problèmes énergétiques : le réseau électrique est vétuste, les coupures de courant sont fréquentes, la plupart des régions dépendent de générateurs diesel coûteux pour leur alimentation électrique et le déficit énergétique s'accroît d'année en année. Le système solaire hybride de 100 kW répond précisément à ces problématiques : il exploite pleinement le potentiel solaire local pour fournir une énergie propre et utilise des modules de stockage et d'alimentation de secours afin d'assurer une alimentation continue en cas de coupures de réseau, de ciel couvert ou de pluie. Il est parfaitement adapté au contexte énergétique nigérian et à ses besoins réels en électricité.

II. Configuration de base et paramètres techniques

Le système adopte une structure intégrée composée de modules photovoltaïques, de batteries de stockage d'énergie, d'un onduleur hybride, d'un contrôleur intelligent et d'un générateur de secours. Tous les composants principaux ont été sélectionnés pour leur haute fiabilité, leur permettant de résister aux conditions climatiques extrêmes du Nigéria : températures élevées, forte humidité et tempêtes de sable. Sa configuration spécifique est la suivante :

1. Modules photovoltaïques (unité centrale de puissance)

L'installation comprend 180 modules photovoltaïques monocristallins en silicium de 620 W à haut rendement, pour une puissance totale d'environ 100 kW. Ces modules sont dotés d'une technologie anti-PID (atténuation induite par le point d'extinction), leur permettant de s'adapter aux conditions climatiques élevées du Nigéria (35 °C à 45 °C) et à son fort taux d'humidité. Ils améliorent ainsi l'efficacité de l'alimentation électrique même en faible luminosité. Leur surface est recouverte de verre trempé à haute transmittance et résistant aux chocs, tandis que leur cadre est en alliage d'aluminium anticorrosion, offrant une excellente protection contre la poussière, le sable et l'eau. Leur durée de vie, supérieure à 30 ans, réduit considérablement les coûts de maintenance ultérieurs.

2. Batteries de stockage d'énergie (unité de régulation d'énergie)

Équipée d'une batterie de stockage d'énergie au lithium-fer-phosphate (LFP) de 300 kWh, cette installation ajuste sa capacité de stockage en fonction des variations de la demande en énergie. Les batteries au lithium-fer-phosphate offrent une sécurité élevée, une longue durée de vie (≥ 6 000 cycles), une résistance aux hautes températures et un rendement de charge/décharge élevé (≥ 951 TPE/3 T). Elles stockent le surplus d'énergie solaire produit pendant la journée et le restituent la nuit, par temps nuageux ou pluvieux, ou en cas de coupure de réseau, garantissant ainsi la continuité de l'alimentation électrique. Un système de gestion de batterie (BMS) intelligent assure la surveillance en temps réel de la tension, du courant et de la température de la batterie, prévenant les surcharges et les décharges excessives et prolongeant ainsi sa durée de vie.

3. Onduleur hybride (noyau de conversion d'énergie)

Équipé d'un onduleur hybride isolé haute fréquence de 100 kW, ce système permet l'accès à de multiples sources d'énergie telles que le photovoltaïque, le stockage d'énergie, le réseau électrique et un groupe électrogène de secours. Il dispose d'une fonction de conversion d'énergie bidirectionnelle, capable de convertir efficacement le courant continu solaire en courant alternatif (rendement de conversion ≥ 971 TPE/3 T) et de gérer la commutation fluide entre différents modes de fonctionnement : connecté au réseau, autonome et hybride. L'onduleur présente une large plage de tension d'entrée, ce qui lui permet de s'adapter aux importantes fluctuations de tension du réseau électrique nigérian. Enfin, il est doté de multiples protections (foudre, surtension, surintensité et court-circuit) pour garantir un fonctionnement stable.

4. Contrôleur intelligent (unité de répartition du système)

Doté d'un contrôleur intelligent de gestion de l'énergie, utilisant une technologie de contrôle PLC avancée pour surveiller en temps réel les données de fonctionnement de l'ensemble du système (production d'énergie solaire, état des batteries de stockage, tension du réseau et charge électrique), ce système optimise automatiquement la stratégie de distribution d'énergie. Il privilégie l'énergie solaire pour répondre à la demande et stocke le surplus dans les batteries. En cas d'insuffisance d'énergie solaire, il active automatiquement les batteries de stockage. Lorsque la charge des batteries est faible, il met en marche le générateur de secours, maximisant ainsi l'utilisation d'énergie propre et minimisant le recours à l'énergie de secours.

5. Générateur de secours (unité de garantie d'urgence)

Associé à un générateur diesel de 120 kW comme source d'alimentation de secours, ce dernier ne se met en marche que lorsque l'énergie photovoltaïque et le stockage d'énergie ne suffisent pas à couvrir les besoins. Comparé à un système d'alimentation diesel classique, il permet de réaliser des économies de carburant de 601 à 701 TP3T, réduisant ainsi les coûts d'exploitation tout en garantissant l'alimentation de secours.

6. Équipements auxiliaires

Ce système comprend des supports photovoltaïques, des boîtes de jonction, des armoires de distribution et un système de mise à la terre pour la protection contre la foudre. Les supports photovoltaïques sont en acier galvanisé à chaud et peuvent être installés sur toiture ou au sol. Leur résistance au vent, de classe ≥ 12, les rend adaptés aux conditions climatiques locales. La boîte de jonction est équipée d'une protection anti-inversion de polarité et d'une protection contre la foudre, facilitant ainsi la gestion des modules photovoltaïques. L'armoire de distribution assure la distribution centralisée de l'énergie électrique. Enfin, le système de mise à la terre pour la protection contre la foudre préserve les équipements des dommages causés par les orages.

III. Scénarios d'application typiques

Pour les petits et moyens sites industriels et commerciaux : usines, ateliers, supermarchés et hôtels, par exemple, cette solution permet de répondre aux besoins énergétiques quotidiens des équipements de production, de l’éclairage et de la climatisation, de réduire les coûts d’électricité et d’éviter les interruptions de production et les pertes commerciales dues aux coupures de courant.

Infrastructures de service public : telles que les hôpitaux, les écoles et les centres de services communautaires, elle assure l’alimentation électrique continue des équipements médicaux, des équipements pédagogiques et de l’éclairage de secours, et améliore la stabilité des services publics.

Zones reculées et zones minières : Dans les zones reculées du Nigéria où la couverture du réseau électrique est insuffisante, ce système peut être utilisé comme centrale énergétique indépendante pour fournir une alimentation stable aux communautés résidentielles et aux zones minières, remplaçant ainsi les générateurs diesel traditionnels et résolvant le problème de la pénurie d’électricité.

Bases de production agricole : telles que les systèmes d’irrigation et les ateliers de transformation des produits agricoles, elles utilisent l’énergie solaire pour alimenter les équipements d’irrigation et de transformation, réduisant ainsi le coût énergétique de la production agricole et favorisant le développement durable de l’agriculture.

IV. Installation et maintenance

En termes d'installation, le choix se porte sur une structure en toiture ou au sol, selon les contraintes du site : l'installation en toiture privilégie une disposition répartie, préservant ainsi l'espace disponible ; l'installation au sol, quant à elle, offre une disposition centralisée, facilitant l'agencement des composants et la maintenance ultérieure. Le cycle d'installation est d'environ 15 à 20 jours, et notre équipe de professionnels assure une prestation complète, de la conception à la mise en service, en passant par la construction et le raccordement au réseau.

En matière de maintenance, le système est très intelligent. L'entretien quotidien se limite au nettoyage régulier des modules photovoltaïques (poussière et débris), à la vérification mensuelle du fonctionnement de la batterie et de l'onduleur, et à une inspection complète tous les six mois. Aucune équipe de maintenance spécialisée n'est requise, et les coûts de gestion sont faibles.

V. Résumé

Le système solaire hybride de 100 kW installé au Nigéria est une solution d'énergie verte composite parfaitement adaptée aux besoins locaux. Grâce à sa conception intégrée combinant photovoltaïque, stockage d'énergie et alimentation de secours, il offre une efficacité élevée, une grande stabilité, des économies d'énergie et des coûts de maintenance réduits. Il permet non seulement de résoudre efficacement les problèmes d'instabilité du réseau électrique, de coût élevé de l'électricité et d'approvisionnement énergétique insuffisant au Nigéria, mais aussi de favoriser la transformation du tissu énergétique local et de réduire les émissions de carbone. Il constitue un choix énergétique idéal pour les petites et moyennes entreprises industrielles et commerciales, les services publics et les zones reculées, et présente une importante valeur économique, sociale et environnementale.