Ce manuel technique traite de la planification des systèmes énergétiques hybrides photovoltaïque-diesel. Un système énergétique hybride alimente des charges spécifiques en combinant de l'énergie provenant de plusieurs sources, qu'elles soient conventionnelles et à base de combustibles fossiles ou renouvelables. Lorsqu'au moins une source d'énergie renouvelable est incluse dans un tel système, le système est alors décrit comme un système énergétique hybride renouvelable.

Il n'est pas nécessaire qu'un système énergétique hybride intègre une unité de stockage. Dans un mini-réseau, le système hybride est connecté à un réseau de distribution AC local. La puissance de sortie du PV étant en courant continu et les mini-réseaux fonctionnant en courant alternatif, au cœur du système hybride se trouve l'onduleur multifonctionnel, un appareil qui convertit le courant continu en courant alternatif et redresse le courant alternatif en courant continu pour charger les batteries. L'onduleur contrôle également la mise en marche et l'arrêt du générateur, surveille les systèmes de stockage et configure la tension et la fréquence du mini-réseau.

Les systèmes PV hybrides sont conçus pour accroître la fiabilité du solaire. Dans les systèmes PV hybrides, la source conventionnelle la plus utilisée est un générateur diesel.

L'avantage de l'intégration de l'énergie photovoltaïque avec un générateur conventionnel à base de combustibles fossiles est que les faiblesses du solaire sont complétées par les points forts du générateur et vice versa.

La ressource solaire, comme toutes les autres sources d'énergie renouvelable, est de nature variable ; elle ne peut pas être fiable en tout temps et en tout lieu. Un générateur capable de produire localement suffisamment de puissance pour alimenter la charge rend les systèmes hybrides plus fiables. D'un autre côté, le fonctionnement d'un générateur à faible charge est très inefficace : même à charge nulle, un générateur consomme jusqu'à 30 % de sa consommation à pleine charge.

Les coûts de fonctionnement élevés des générateurs en raison de leur consommation de carburant et des besoins continus en entretien peuvent être considérablement réduits dans un système hybride. Dans des conditions normales, l'énergie excédentaire provenant du tableau PV est stockée dans les batteries, qui alimenteront la charge en cas de non-disponibilité d'énergie du tableau PV. Le générateur est uniquement utilisé pour compenser le tableau PV lorsque la charge a atteint un certain niveau ou que les batteries sont à leur niveau de décharge maximal autorisé tandis que le tableau PV n'est pas entièrement disponible.

Les systèmes PV hybrides sont adaptés aux situations suivantes :

* Zones hors réseau ou à réseau peu fiable
* Industries éloignées telles que les mines, le pétrole et le gaz et la dessalation
* Grandes fermes ou pour l'irrigation
* Hôtels et stations balnéaires
* Bureaux et entrepôts

Ils constituent la meilleure solution :

* Lorsque l'on peut utiliser un générateur 24h/24 et 7j/7 ;
* Lorsque le coût effectif du carburant au point de consommation, y compris le transport et le stockage, dépasse un dollar par litre ;
* Lorsqu'il existe une volonté de réduire les dépenses opérationnelles ou de réduire les émissions de CO2 et de passer au vert.

## Introduction aux systèmes d'énergie hybrides photovoltaïque-diesel

Un système d'énergie hybride est une solution intelligente et durable qui combine deux sources d'énergie distinctes pour répondre aux besoins énergétiques spécifiques d'un site. Il s'agit généralement d'une source d'énergie renouvelable, comme le photovoltaïque (PV), et d'une source d'énergie conventionnelle, comme un générateur diesel. Ce mariage permet de mutualiser les forces et de compenser les faiblesses de chaque source, créant ainsi un système plus fiable, efficient et respectueux de l'environnement.

Le principal atout des systèmes hybrides PV-diesel réside dans leur capacité à exploiter les avantages du solaire tout en palliant ses limitations. L'énergie solaire, bien que propre et abondante, est intermittente et dépendante des conditions météorologiques. Un générateur diesel, quant à lui, offre une production d'énergie constante et fiable, mais au prix d'une consommation de carburant polluante et de coûts d'exploitation importants. L'intégration de ces deux sources permet de créer un système qui optimise la production d'énergie renouvelable, limitant ainsi le recours au générateur diesel et ses émissions nocives. Le générateur sert principalement de source d'appoint, intervenant uniquement lorsque la production solaire est insuffisante ou lorsque les batteries, qui stockent l'excédent d'énergie solaire, atteignent leur niveau de décharge maximal. Cette stratégie de gestion optimise l'utilisation du générateur, réduisant ainsi sa consommation de carburant et ses coûts de fonctionnement.