Évaluation de l’utilisation de l’énergie photovoltaïque directe pour le chauffage et l’éclairage des serres agricoles

Siala, Nourhene (2022). Évaluation de l’utilisation de l’énergie photovoltaïque directe pour le chauffage et l’éclairage des serres agricoles. Mémoire de maîtrise électronique, Montréal, École de technologie supérieure.

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Résumé

Le secteur de la serriculture croit à un rythme accéléré pour faire face à l’augmentation de la demande de nourriture et pour faire progresser l’autonomie alimentaire. Plusieurs types de serre ont été développés pour augmenter la production comme la serre verticale et opaque qui assurent une période de culture sur toute l’année avec une quantité de récolte plus élevée grâce aux étages de cultures superposés.

Les producteurs se tournent vers l’utilisation des sources d’énergie renouvelable reconnues par leur faible empreinte environnementale pour moderniser leurs installations, réduire les émissions de gaz à effet de serre et diminuer les couts de chauffage, d’éclairage et tout autre appareil de gestion du climat. Parmi ces énergies renouvelables, l’énergie photovoltaïque a gagné un grand intérêt dans les serres agricoles puisque c’est une source inépuisable et propre avec un cout de panneaux de moins en moins onéreux.

Dans ce mémoire, un modèle qui permet de calculer le besoin en chauffage et éclairage d’une serre transparente et opaque, de dimensionner le système photovoltaïque direct alimentant le système d’éclairage et de chauffage est développé. Le modèle se base sur un ensemble de données d’entrée saisies par l’utilisateur qui sont les données météorologiques horaires, les conditions de culture, les propriétés de la serre, du système photovoltaïque et des lampes d’éclairage. Des simulations ont été lancé en variant les données d’entrées pour comparer le besoin en chauffage et éclairage de plusieurs types de serre, positions géographique, types de culture et nombre d’étage. Essentiellement, le modèle permet d’évaluer l’intégration du système photovoltaïque sans et avec l’alternance des étages de cultures en analysant le taux d’utilisation de l’énergie photovoltaïque produite et le pourcentage de l’énergie tiré du réseau, de déterminer la photopériode et le nombre de panneaux à installer permettant d’avoir la moindre consommation ou d’avoir un taux d’utilisation de l’énergie photovoltaïque le plus élevé.

Titre traduit

Design of a direct photovoltaic power supply for a nordic greenhouse

Résumé traduit

The greenhouse sector is growing at an accelerated rate to meet the increased demand for food and to sustain food self-sufficiency. Several types of greenhouses have been developed to increase production such as vertical and opaque greenhouse which ensures a period of cultivation throughout the year with a higher quantity of production thanks vertically stacked layers.

Producers are turning to the use of renewable energy sources recognized for their low environmental footprint to modernize their facilities, reduce greenhouse gas emissions and reduce the costs of heating, lighting, and any other climate management device. Among these renewable energies, photovoltaic energy has gained great interest in agricultural greenhouses since it is an inexhaustible and clean source with a cheap cost of panels.

In this thesis, a model which calculate the energy need for heating and lighting of a transparent and opaque greenhouse, to size the direct photovoltaic system supplying the lighting and heating system is proposed. The model is based on a set of input entered by the user which are the hourly meteorological data, the growing conditions, the properties of the greenhouse, the photovoltaic system and the lighting lamps. Simulations were launched by varying the input data to compare the energy need for heating and lighting of several types of greenhouses, geographical positions, types of crops and number of layers. Basically, the model allows to evaluate the integration of the photovoltaic system without and with the alternation of the layers by analyzing the rate of use of the photovoltaic energy produced and the percentage of the energy drawn from the network, to determine the photoperiod and the number of panels to be installed to have the least consumption or the highest rate of use of photovoltaic energy

Type de document:	Mémoire ou thèse (Mémoire de maîtrise électronique)
Renseignements supplémentaires:	"Mémoire présenté à l’École de technologie supérieure comme exigence partielle à l’obtention de la maîtrise avec mémoire en génie, concentration énergies renouvelables et efficacité énergétique". Comprend des références bibliographiques (pages 101-108).
Mots-clés libres:	culture en serre, énergie photovoltaïque direct, photopériode, éclairage, chauffage, bilans de chaleur et d’électricité, géométrie solaire, autonomie alimentaire
Directeur de mémoire/thèse:	Directeur de mémoire/thèse Izquierdo, Ricardo
Codirecteur:	Codirecteur Bourbonnais, Martin
Programme:	Maîtrise en ingénierie > Génie
Date de dépôt:	02 févr. 2023 16:42
Dernière modification:	02 févr. 2023 16:42
URI:	https://espace.etsmtl.ca/id/eprint/3144

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