Installations PV Raccordées au réseau

Installations photovoltaïques
Systèmes raccordés au réseau
Installation PV Raccordée au réseau
Principe de l’installation PV raccordée au réseau
Une installation PV peut être connectée en parallèle avec le réseau d’électricité.
Les panneaux solaires sont connectés en série pour former des « strings », eux
même reliés à un onduleur. La tâche de l’onduleur est de transformer le courant
continu sortant des panneaux en courant alternatif. Chaque onduleur est choisi en
fonction de la puissance des panneaux et peut accueillir un ou plusieurs strings.
Ainsi, une installation raccordée au réseau peut être schématisée comme suit :
Modules solaires
Transformateur
ou onduleur
Installation
électrique
Compteur
d’énergie verte
Différentiel
Fusible auto
Compteur
existant
Réseau
Public
Les différents composant de l’installation de base :
•
Les panneaux solaires. Source d’énergie du système, les panneaux
photovoltaïques produisent de l’énergie électrique à partir de la lumière
solaire. Le courant produit par les panneaux est du courant continu (DC =
Direct Courant).
•
L’onduleur transforme l’énergie disponible DC dans les batteries en énergie
alternative 230V (AC = Alternative Courant).
•
Consommateurs DC et AC. En fonction des applications, applications DC
(12/24V) ou AC (230V) peuvent être reliés au système autonome.
•
Le disjoncteur protège l’installation en cas d’anomalie sur le circuit (courtcircuit, panne, surcharge,…).
•
Le différentiel a pour fonction de protéger les personnes par la détection des
courants de fuite à la terre de l'installation électrique.
•
Le compteur vert enregistre les données concernant la production d’énergie
des panneaux solaires.
Panneaux solaires photovoltaïques
La puissance des panneaux
solaires est définie sous les
conditions de test standard
ce qui définit la puissance
peak, exprimée en Watt
peak (Wp)
Production mensuelle moyenne d’une installation de 1 kWp en Belgique
(KWh)
842
800
700
600
Une installation de 1 kWp
(=1000Wp) connaîtra en
fonction de la localisation,
de l’orientation, et de l’angle
d’inclinaison un rendement
de production d’électricité
plus ou moins bon.
Ainsi en Belgique un
système PV de 1 kWh
produira de l’ordre 800 à
850 kWh par an, alors que la
même installation en Espagne
produira en moyenne entre 1400
et 1500 kWh par an.
500
400
300
200
95 111102113103 75
57 35
100 22 48 64
18
0
Jan Fév Mar Avr
Mai Jui
Jui Aou Sep Oct Nov Déc Total
Systèmes de montage
Il existe différentes manières
d’installer des panneaux solaires
PV. Ceux-ci peuvent, par exemple,
être placés sur un toit plat, posés
sur un toit incliné ou encore intégré
à celui-ci.
La figure ci-contre renseigne sur le
pourcentage du rayonnement total
qui est reçu par le panneau solaire
en fonction de son orientation et de
son inclinaison, pour la Belgique.
Un ensoleillement de 90% (zone
orange et rouge) est requis. On
constate que cela laisse une marge
assez grande pour le
positionnement des panneaux.
La zone rouge (>95%) permet
Source : 3E (http://www.3e.be)
d’incliner le panneau de 15° à 60°
(avec un maximum à 35°) et de l’orienter
du sud-est au sud-ouest (avec un maximum plein sud).
Toits plats
L’installation de modules PV sur des toits plats
est la technique la plus simple. Les panneaux
sont montés sur une structure en aluminium
qui donne au panneau une inclinaison de 25°
de manière à ce qu’ils reçoivent une meilleure
irradiation.
L’installation peut être orientée facilement
plein sud, puisqu’il suffit de tourner la
structure dans la position désirée.
La structure est lestée avec un bloc de pierre
ou sable à l’intérieur de manière à l’alourdir
et donc à la stabiliser sur le toit
Toits inclinés
Sur des toits inclinés – par exemple sur
un toit classique avec des tuiles – des
rails sont fixés au toit à l’aide de points
d’ancrages. Ces crochets sont montés
entre les tuiles, de sorte que le toit reste
totalement imperméable. Les panneaux
sont alors attachés sur les rails en place.
Building Integrated PV (BIPV)
A côté des installations présentées ci-dessus,
pour lesquelles les panneaux sont posés sur le
toit, Il est aussi possible d’intégrer totalement les
panneaux au toit. Dans cette approche, appelée
Building Integrated PV, les panneaux
deviennent des éléments de construction à part
entière. Des modules semi transparents
(modules verre-verre) constituent un choix
possible dans le cas où les panneaux doivent
être intégrés dans une véranda par exemple.
Ce type d’installation n’est toutefois recommandé que pour les bâtiments en
construction ou ceux dont le toit subit une rénovation complète.
Onduleurs
Les modules solaires produisent un courant continu.
De plus, ce courant produit par l’installation PV varie
au cours de la journée, en suivant l’évolution de
l’ensoleillement.
Pour pouvoir utiliser le courant fourni par l’installation,
les panneaux doivent être couplés à un onduleur,
dont le rôle est de transformer la tension continue en
tension alternative de 230V synchronisé avec le
réseau.
L’onduleur est relié en parallèle avec l’installation électrique existante. En pratique
les situations suivantes peuvent alors se présenter :
•
•
•
Les panneaux produisent plus que la consommation (en période de vacances
par exemple)
La production excédentaire est injectée dans le réseau. Le
compteur tourne « à l’envers ».
Les panneaux produisent, mais pas suffisamment pour couvrir la
consommation (principalement pendant l’hiver)
Le réseau fournit la différence de courant entre la production et la
consommation.
Les panneaux ne produisent pas d’énergie (nuit)
La demande électrique est couverte par le réseau.
Les onduleurs disposent d’un système interne de gestion du réseau qui analyse en
permanence des paramètres comme la tension et la fréquence. En fonctionnement
normal, l’onduleur se synchronise avec le réseau de manière à ce que le courant
produit puisse être injecté dans ce dernier.
Dans le cas où survient une anomalie dans le réseau (par exemple une panne
d’alimentation), l’onduleur se met automatiquement en position de sécurité afin de
protéger l’installation.
Compteur vert
En Belgique, les installations jusqu’à 10 kW de puissance d’onduleur
peuvent être reliées à l’installation électrique dans laquelle le compteur
existant peut tourner à l’envers. L’installation compense alors la
facture d’énergie au tarif de jour.
A coté de cela, l’installation PV est dotée d’un compteur vert qui
enregistre la production d’énergie par l’installation photovoltaïque en
vue de l’obtention des certificats verts.