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Adduction d'eau - Pompage solaire
L'adduction d'eau regroupe les techniques permettant d'amener l'eau depuis une source à travers un réseau de conduites vers son lieu de consommation.
Pour l'adduction d'eau dans les régions où le réseau électrique est absent, les systèmes de pompage au fil du soleil sont bien souvent l'unique solution technique. L’évolution progressive, depuis 20 ans, des matériels et des gammes de performances permet aujourd’hui de considérer le pompage solaire comme une technologie mature.
Dans un système de pompage solaire au fil du soleil de petite taille, généralement en dessous de 4Kw, un ou plusieurs modules photovoltaïques solaires sont connectés en série et/ou parallèle afin de créer un « champ photovoltaïque », également nommé « générateur solaire ». Ce champ photovoltaïque génère un courant et une tension continue (DC) à partir des rayons du soleil. Suivant le modèle de pompe utilisé, cette tension continue est ensuite utilisée directement ou alors, modifiée via un contrôleur. Aucune utilisation d’onduleur ou de conversion DC/AC n’est nécessaire à ce niveau de puissance. Par la variation de vitesse, et donc du débit, les systèmes de pompage solaire permettent d’utiliser directement une puissance continuellement variable issue des modules photovoltaïques. Le débit de pompage va donc évoluer avec l’intensité de l’ensoleillement.
Ce type de système, au fil du soleil, est parfaitement adapté pour les applications se situant loin du réseau électrique et dans les environnements dans lesquels la maintenance et la surveillance de solutions diesel sont rendues difficiles.
Le pompage au fil du soleil se caractérise par un débit variable tout au long de la journée. Dès l’aube, le champ photovoltaïque commence à produire de l’électricité et un faible débit est produit par la pompe. Au cours de la journée, l’exposition solaire devenant plus importante sur le champ de panneaux solaires, le débit de la pompe augmente. Le débit maximum de la pompe, exprimé en m3 /h, obtenu généralement à midi est environ le sixième du débit journalier.
Au coucher du soleil, le champ de panneaux solaire arrête de produire de l’électricité et la pompe est automatiquement stoppée jusqu’au prochain redémarrage automatique, le matin suivant. Le système de pompage ne peut fonctionner de nuit que si des sources supplémentaires (éolienne, groupe électrogène ou réseau électrique) sont utilisées.
Aucune batterie n’est requise puisque l’électricité n’est pas stockée. Il est en effet relativement facile de stocker de l’eau dans un réservoir surélevé, alternative largement moins onéreuse et plus fiable qu’un stockage de l’énergie par batteries (durée de vie limitée et entretien rigoureux). L’eau stockée pendant la journée dans un réservoir de stockage ou citerne assure l’approvisionnement en eau 24/24h.
Un système de pompage solaire fournit aux personnes, aux animaux et aux terres agricoles une qualité d’eau dépendant du forage ou de la source utilisée. Un système de pompage solaire au fil du soleil doit être dimensionné en fonction du débit souhaité et de la profondeur du forage. Bien entendu, la localisation du projet à un impact considérable sur la taille du champ photovoltaïque.
Les systèmes de pompage solaire au fil du soleil possèdent un champ d’application spécifique qui ne convient pas à toutes les situations et à toutes les applications. Les caractéristiques de l’énergie solaire sont d’être périodique (jour/nuit) et continuellement variable en fonction de l’ensoleillement au cours d’une journée. Souvent, le pompage au fil du soleil n’est pas adapté à la demande des usagers. Alors que l’énergie solaire est plus intense au milieu de la journée, les besoins en eau ne sont pas très élevés en cette période. Ainsi, la courbe de débit de l’eau pompée par l’énergie solaire ne coïncide pas avec celle de la demande en eau. Pour cette raison, il est nécessaire de stocker l’eau dans un réservoir, de telle sorte qu’elle puisse y être extraite au besoin. Son dimensionnement devra prendre en compte le fait qu’une partie de l’eau requise chaque jour devra être stockée durant la journée, au fur et à mesure que la pompe extrait l’eau.
Le réservoir, le plus simple et le plus économique énergétiquement, consiste en un réservoir peu élevé du sol près de la pompe. Les utilisateurs doivent alors s’approvisionner à un robinet placé près du réservoir. Les systèmes de pompage solaire au fil du soleil peuvent rivaliser avec les solutions d’alimentation par générateur diesel (ou groupe électrogène) dans de nombreux cas et apportent plusieurs avantages.
Schéma de principe : Système de pompage solaire immergé
Les éléments qui composent un système de pompage solaire sont :
- pompe solaire
- contrôleur de pompe
- sonde contre la marche à sec (well probe)
- parafoudre (surge protector)
- panneaux solaires
- capteur de pression (pressure sensor) ou flotteur (float switch)
Vidéo de la Banque Mondiale sur l’intérêt et les avantages d’un système de pompage solaire :
- Remplace l’électricité produite au diesel, plus besoin de carburant
- Peu d’entretien
- Avantage financier
- Solution écologique
