Guide de planification SMA SMART HOME La solution système pour plus d autonomie

Transcription

1 Guide de planification SMA SMART HOME La solution système pour plus d autonomie SI-HoMan-PL-fr-20 DBFR-PLHoManSI Version 2.0 FRANÇAIS

2 Dispositions légales SMA Solar Technology AG Dispositions légales Les informations contenues dans ce document sont la propriété de SMA Solar Technology AG. Toute reproduction complète ou partielle de ces informations requiert l accord écrit de SMA Solar Technology AG. Marques déposées Toutes les marques déposées sont reconnues, y compris dans les cas où elles ne sont pas explicitement signalées comme telles. L absence de l emblème de la marque ne signifie pas qu un produit ou une marque puisse être librement commercialisé. La marque verbale et les logos Bluetooth sont des marques déposées de la société Bluetooth SIG, Inc. et toute utilisation de ces marques par la société SMA Solar Technology AG s effectue sous licence. QR Code est une marque déposée de DENSO WAVE INCORPORATED. SMA Solar Technology AG Sonnenallee Niestetal Allemagne Tél Fax info@sma.de 2004 à 2013 SMA Solar Technology AG. Tous droits réservés. 2 SI-HoMan-PL-fr-20 Guide de planification

3 SMA Solar Technology AG Table des matières Table des matières 1 Remarques relatives à ce document Autoconsommation photovoltaïque et gestion énergétique Gestion de l énergie avec le SMA Smart Home Concept modulaire Solution de base pour une gestion intelligente de l énergie Solution variable pour des installations photovoltaïques nouvelles et existantes Systèmes de gestion de l énergie Produits SMA pour le système de gestion énergétique choisi Onduleurs photovoltaïques Compteur d énergie SMA Energy Meter Matériel pour SMA Energy Meter Routeur SMA Flexible Storage System Programme d incitation pour le stockage d énergie électrique en Allemagne Régulation de la puissance du Sunny Island pour le stockage temporaire Batteries prises en charge par le Sunny Island Aperçu de la zone de raccordement du SMA Flexible Storage System avec liste du matériel Méthodes de configuration d un SMA Flexible Storage System Configuration avec diagrammes Configuration d installations avec Sunny Design Web Caractéristiques d un SMA Flexible Storage System réel Questions fréquentes Annexe Compteurs d énergie avec interface S0 ou D Compteurs d énergie avec interface S0 ou D Compteurs d énergie testés par SMA avec interface S0 ou D Matériel de raccordement des compteurs d énergie avec interface S0 ou D Remarques relatives au dimensionnement des lieux de montage Guide de planification SI-HoMan-PL-fr-20 3

4

5 SMA Solar Technology AG 1 Remarques relatives à ce document 1 Remarques relatives à ce document Ce document est destiné à vous aider à dimensionner un système de gestion énergétique grâce à la solution SMA Smart Home. Les chapitres suivants se complètent mutuellement. Titre du chapitre Ce chapitre fournit des réponses aux questions suivantes : Autoconsommation photovoltaïque et gestion énergétique Gestion de l énergie avec le SMA Smart Home Quand et pourquoi la gestion énergétique est-elle rentable pour l optimisation de l autoconsommation? Quelles sont les solutions existantes en matière d optimisation de l autoconsommation? Quelles solutions offre SMA Solar Technology AG en matière de gestion intelligente de l énergie dans le cadre de SMA Smart Home? Systèmes de gestion de l énergie Quels produits SMA font partie des solutions proposées? Quels produits supplémentaires sont nécessaires? SMA Flexible Storage System Que doit-on observer lors de la configuration d un SMA Flexible Storage System? Comment fonctionne la régulation de la puissance du Sunny Island pour le stockage temporaire de l énergie photovoltaïque? Questions fréquentes Annexe Quels compteurs énergétiques équipés d une interface S0 ou D0 sont compatibles avec les solutions SMA de gestion de l énergie? Que faut-il observer lors du dimensionnement des lieux de montage? Guide de planification SI-HoMan-PL-fr-20 5

6 2 Autoconsommation photovoltaïque et gestion énergétique SMA Solar Technology AG 2 Autoconsommation photovoltaïque et gestion énergétique L énergie produite par une installation photovoltaïque est acheminée dans un premier temps vers les appareils consommateurs actifs au sein du domestique pour y être utilisée. Il en résulte le processus d autoconsommation photovoltaïque. Seule l énergie photovoltaïque excédentaire est injectée dans le électrique public. L autoconsommation photovoltaïque est rentable dès lors que les coûts de production photovoltaïque sont inférieurs aux coûts de prélèvement d énergie sur le. L autoconsommation photovoltaïque offre à l exploitant d une installation photovoltaïque la garantie de prix énergétiques constants et permet de décharger le électrique public et d éviter des pertes de transmission. Compte tenu de la poursuite de la baisse de la rétribution d injection, l accent placé autrefois sur la maximisation de la production lors de la configuration de l installation est de plus en plus mis sur un approvisionnement maximum des charges en énergie photovoltaïque autoproduite. Ainsi, le taux d autoconsommation et les solutions techniques destinées à l optimiser gagnent de plus en plus d importance. La première condition importante pour augmenter de façon rentable l autoconsommation photovoltaïque est de parvenir à un rapport aussi équilibré que possible entre la production photovoltaïque annuelle et les besoins énergétiques annuels : Si la production photovoltaïque annuelle est nettement inférieure aux besoins énergétiques annuels, des quantités élevées d énergie photovoltaïque peuvent presque toujours être utilisées sur place. Cela est également valable si les pics de besoins énergétiques et de production photovoltaïque ne concordent pas de façon optimale. En cas de pics de demande de la part des appareils consommateurs, un supplément d énergie doit être fourni par le électrique public. Si en revanche, la production photovoltaïque annuelle est nettement supérieure aux besoins énergétiques annuels, seule une petite partie de l énergie photovoltaïque peut être utilisée sur place. Une grande partie de l énergie doit être injectée dans le électrique public. La deuxième condition pour augmenter l autoconsommation photovoltaïque de façon rentable est de choisir un profil de charge le plus approprié possible : la répartition temporelle de la puissance photovoltaïque est prédéterminée de façon stricte par l orientation du générateur photovoltaïque et les conditions météorologiques. L adéquation entre production photovoltaïque et besoins énergétiques tout au long de la journée dépend donc quasi exclusivement du profil de charge. Le profil de charge influe donc sensiblement sur le taux d autoconsommation, à condition toutefois que le rapport entre l énergie photovoltaïque produite et les besoins énergétiques soit équilibré. Grandeurs caractéristiques de l autoconsommation photovoltaïque Termes utilisés Autoconsommation photovoltaïque Autoconsommation naturelle Taux d autoconsommation Explication au sens du guide de planification L autoconsommation photovoltaïque correspond à la consommation d énergie photovoltaïque sur le lieu de production ou à proximité. L autoconsommation naturelle se produit toujours lorsque la consommation électrique au sein du foyer et la production photovoltaïque ont lieu par hasard au même moment. L autoconsommation naturelle se fait donc sans gestion consciente des charges et correspond ainsi à la quantité moyenne résultant du profil de production et du profil de charge naturel. Ainsi, le taux d autoconsommation naturelle en Allemagne d un foyer typique de quatre personnes équipé d une installation photovoltaïque de 5 kwc est de 30 % environ. Toutefois, il ne s agit là que d une approximation, car le taux d autoconsommation est fonction du profil de production individuel et du profil de charge. L orientation du générateur photovoltaïque, les conditions météorologiques et les ombrages provisoires déterminent largement le profil de production individuel, tandis que les habitudes de consommation de chacun sont déterminantes pour le profil de charge. L autoconsommation photovoltaïque correspond à la consommation d énergie photovoltaïque sur le lieu de production ou à proximité. Le taux d autoconsommation correspond à la part d énergie photovoltaïque produite qui est utilisée sur place ou à proximité : 6 SI-HoMan-PL-fr-20 Guide de planification

7 SMA Solar Technology AG 2 Autoconsommation photovoltaïque et gestion énergétique Termes utilisés Taux d autosuffisance Explication au sens du guide de planification L autosuffisance d un système renvoie à la capacité de ce dernier à pouvoir alimenter en grande partie les charges sans avoir à prélever d énergie sur le (à l aide d une installation photovoltaïque par exemple). L autosuffisance d un tel système est d autant plus élevée que la part de l énergie photovoltaïque produite sur place dans la couverture des besoins énergétiques des charges est importante. Cette part s exprime par le taux d autosuffisance : Optimisation de l autoconsommation par gestion intelligente de l énergie Si le rapport entre la production photovoltaïque et les besoins énergétiques reste inchangé, la seule façon d optimiser le taux d autoconsommation repose sur une gestion intelligente de l énergie. Il existe deux solutions produits : Solution de base pour une gestion intelligente de l énergie : le Sunny Home Manager Solution variable pour des installations photovoltaïques nouvelles et existantes : le SMA Flexible Storage System Le Sunny Home Manager, une solution de base pour une gestion intelligente de l énergie : Une forme de gestion intelligente de l énergie est la saisie et l évaluation continues des flux d énergie par un gestionnaire d énergie. Sur la base des informations collectées, le gestionnaire d énergie crée une image complète de tous les flux d énergie électrique au sein du foyer et rend visibles les possibilités d optimisation de l autoconsommation. Grâce au Sunny Home Manager, SMA Solar Technology AG met à disposition un gestionnaire d énergie de ce type. Une autre forme de gestion intelligente de l énergie est la commande automatique des charges. Les charges qui consomment beaucoup d énergie fonctionnent durant les périodes de forte production photovoltaïque sans que cela n entrave le confort ni la sécurité d approvisionnement. En combinaison avec les prises radiocommandées SMA, le Sunny Home Manager peut ainsi accroître le taux d autoconsommation d environ un tiers de sa valeur, à savoir de 30 à 40 %. Le Sunny Home Manager et les prises radiocommandées SMA forment ensemble la solution de base SMA pour une gestion intelligente de l énergie. Le SMA Flexible Storage System, la solution variable pour des installations photovoltaïques nouvelles et existantes : L énergie photovoltaïque est stockée temporairement grâce à un système de stockage électrique. Ce stockage temporaire complète la commande automatique des charges et augmente dans le même temps le taux d autoconsommation. Ainsi, en tant que solution variable, le SMA Flexible Storage System peut plus que doubler le taux d autoconsommation, qui passe de 30 à 65 % maximum. Guide de planification SI-HoMan-PL-fr-20 7

8 3 Gestion de l énergie avec le SMA Smart Home SMA Solar Technology AG 3 Gestion de l énergie avec le SMA Smart Home 3.1 Concept modulaire Avec son concept modulaire, le SMA Smart Home veille à ce que chaque exploitant d installation puisse déterminer son degré d utilisation de la gestion de l énergie. Cela s applique aux installations photovoltaïques nouvelles et existantes avec une puissance de production faible ou élevée. Les modules suivants sont disponibles : Solution de base pour une gestion intelligente de l énergie : le Sunny Home Manager Solution variable pour des installations photovoltaïques nouvelles et existantes : le SMA Flexible Storage System 3.2 Solution de base pour une gestion intelligente de l énergie Figure 1 : Installation photovoltaïque avec Sunny Home Manager (exemple) Via le Sunny Portal, le Sunny Home Manager offre différentes aides pour commander les charges par le biais d informations d état actuelles, de bilans énergétiques, de prévisions relatives à la production photovoltaïque et de recommandations d action, par exemple. Par ailleurs, le Sunny Home Manager est en mesure de piloter automatiquement des charges électriques si celles-ci sont raccordées au Sunny Home Manager via une interface de communication appropriée. Le Sunny Home Manager et les prises radiocommandées SMA forment ensemble le cœur de la solution de base SMA pour une gestion intelligente de l énergie et offrent les fonctions suivantes. 8 SI-HoMan-PL-fr-20 Guide de planification

9 SMA Solar Technology AG 3 Gestion de l énergie avec le SMA Smart Home Fonction Établissement d une prévision de production photovoltaïque Établissement d un profil de charge Envoi des données au Sunny Portal Limitation de l injection de puissance active Pilotage automatique des charges par le biais des prises radiocommandées SMA Commande automatique d appareils Miele via le système Miele@home Explication Le Sunny Home Manager enregistre en continu l énergie produite par l installation photovoltaïque. En outre, le Sunny Home Manager reçoit des prévisions météorologiques locales via Internet. À partir de ces données, il établit une prévision de production photovoltaïque pour l installation photovoltaïque. Le Sunny Home Manager enregistre la production photovoltaïque, l injection et l énergie prélevée sur le. Pour saisir l injection et l énergie prélevée sur le, SMA Solar Technology AG recommande l appareil de mesure SMA Energy Meter. Le Sunny Home Manager reçoit les données relatives à la production photovoltaïque par le biais des onduleurs SMA raccordés, du SMA Energy Meter raccordé en option ou d un compteur de production photovoltaïque raccordé lui aussi en option. À partir des données relatives à la production photovoltaïque, à l injection et à l énergie prélevée sur le, le Sunny Home Manager détermine combien d énergie est habituellement consommée dans un foyer et à quelle heure, et établit un profil de charge du foyer. Le Sunny Portal sert d interface utilisateur au Sunny Home Manager : via un routeur, ce dernier établit la connexion Internet au Sunny Portal et lui envoie les données lues. Grâce au Sunny Portal, le Sunny Home Manager permet une surveillance d installation détaillée, affiche l énergie photovoltaïque disponible pendant toute la journée et fournit des données en temps réel sur tous les flux d énergie au sein du foyer. À partir de ces données, le Sunny Home Manager donne des recommandations sur la manière d utiliser l énergie énergétique de façon responsable et peut également prendre en compte d éventuels tarifs d électricité avantageux. L utilisation du Sunny Portal est gratuite. L exploitant de peut exiger une limitation durable de l injection de puissance active pour votre installation photovoltaïque, c est-à-dire une limitation de la puissance active injectée dans le électrique public à une valeur fixe ou à un pourcentage de la puissance nominale de l installation du générateur photovoltaïque. Le cas échéant, contactez votre exploitant de. Le Sunny Home Manager surveille la puissance active injectée dans le électrique public. Si l injection de puissance active dépasse la limite fixée, le Sunny Home Manager limite la production photovoltaïque des onduleurs. Le Sunny Home Manager évite les pertes de rendement en prenant en compte l autoconsommation actuelle du foyer lors de la limitation de la production photovoltaïque. Le Sunny Home Manager peut mettre sous tension et hors tension des charges de manière ciblée qui sont raccordées aux prises radiocommandées SMA. Le Sunny Home Manager détermine à l aide de la prévision de production et du profil de charge les moments propices à l augmentation du taux d autoconsommation et commande les charges. En outre, les prises radiocommandées SMA offrent la possibilité de surveiller de façon ciblée la consommation d énergie de charges électriques. Le Sunny Home Manager peut commander des appareils compatibles Smart Grid (SG-Ready) de l entreprise Miele & Cie. KG via une passerelle Miele@home*. Les appareils compatibles Smart Grid sont identifiables par leur symbole SG-Ready. Le Sunny Home Manager détermine à l aide de la prévision de production et du profil de charge les moments propices à l augmentation du taux d autoconsommation et commande les charges. * SG-Ready n est pas disponible dans tous les pays. Guide de planification SI-HoMan-PL-fr-20 9

10 3 Gestion de l énergie avec le SMA Smart Home SMA Solar Technology AG 3.3 Solution variable pour des installations photovoltaïques nouvelles et existantes Figure 2 : Installation photovoltaïque avec SMA Flexible Storage System (exemple) Le SMA Flexible Storage System est une solution variable permettant aux installations photovoltaïques nouvelles et existantes de disposer d un système de gestion intelligente de l énergie. Le SMA Flexible Storage System permet de combiner commande de charges automatique et stockage temporaire. Au cœur du SMA Flexible Storage System se trouvent le Sunny Island 6.0H pour des applications couplées au et le Sunny Home Manager. Le Sunny Island peut utiliser différents types de batteries présentant différentes capacités et offre ainsi une grande flexibilité en termes de configuration de l installation. Le Sunny Island requiert un module de données SMA Speedwire Sunny Island pour pouvoir recevoir les données des compteurs d énergie via le SMA Energy Meter. 10 SI-HoMan-PL-fr-20 Guide de planification

11 SMA Solar Technology AG 3 Gestion de l énergie avec le SMA Smart Home Stockage temporaire de l énergie photovoltaïque avec le Sunny Island L énergie produite par une installation photovoltaïque est injectée dans les charges actives au sein du domestique et y est utilisée. Le surplus d énergie photovoltaïque peut être injecté dans le électrique public ou être stocké temporairement dans une batterie. Figure 3 : Profil journalier d une installation photovoltaïque, de la consommation électrique et de l autoconsommation sans stockage temporaire (exemple) À l aide des données sur l injection et l énergie prélevée sur le, la gestion de batterie du Sunny Island régule la charge et la décharge de la batterie : En cas d excédent d énergie photovoltaïque, celle-ci est stockée dans la batterie. S il n y a pas suffisamment d énergie photovoltaïque disponible, le Sunny Island active la décharge de la batterie. Cette énergie peut être utilisée par les charges sur place. Figure 4 : Profil journalier d une installation photovoltaïque, de la consommation électrique et de l autoconsommation avec stockage temporaire (exemple) Grâce au stockage temporaire de l énergie photovoltaïque, celle-ci est toujours disponible lorsque l on en a besoin, même après le coucher du soleil. Guide de planification SI-HoMan-PL-fr-20 11

12 4 Systèmes de gestion de l énergie SMA Solar Technology AG 4 Systèmes de gestion de l énergie 4.1 Produits SMA pour le système de gestion énergétique choisi Selon le système de gestion énergétique choisi, vous pouvez utiliser les produits SMA suivants. Produits SMA Solution de base pour une gestion intelligente de l énergie Solution variable Sunny Home Manager Prise radiocommandée SMA 1 interface de communication par onduleur photovoltaïque* : Interface Bluetooth intégrée à l onduleur photovoltaïque SMA Bluetooth Piggy-Back (Bluetooth Piggy-Back) Interface Speedwire intégrée à l onduleur photovoltaïque SMA Speedwire/Webconnect Piggy-Back Module de données SMA Speedwire/ Webconnect SMA Energy Meter** Sunny Island 6.0H*** Sunny Remote Control BatFuse B.01 Module de données SMA Speedwire Sunny Island * Pour pouvoir communiquer avec le Sunny Home Manager, les onduleurs photovoltaïques ont besoin d une interface de communication. Vous avez le choix entre la technologie SMA Bluetooth Wireless (Bluetooth) et le bus de terrain SMA Speedwire (Speedwire). ** SMA Solar Technology AG recommande d utiliser le SMA Energy Meter en combinaison avec le Sunny Home Manager également, car le SMA Energy Meter garantit une très bonne compatibilité avec SMA Smart Home et une précision de mesure élevée. Le SMA Energy Meter est disponible depuis juillet *** À ce jour, l utilisation du Sunny Island 6.0H dans le SMA Flexible Storage System n est autorisée qu en Allemagne. Requis Non requis En option Sunny Home Manager Le Sunny Home Manager est un appareil de surveillance d installations photovoltaïques et de commande de charges dans les foyers équipés d une installation photovoltaïque (voir chapitre 3.2 «Solution de base pour une gestion intelligente de l énergie», page 8). Sunny Portal Le Sunny Portal sert d interface utilisateur au Sunny Home Manager. Le Sunny Home Manager envoie des données au Sunny Portal, par exemple les données lues à partir des compteurs d énergie ou des onduleurs photovoltaïques. Le Sunny Home Manager établit la connexion avec le Sunny Portal via un routeur. Prise radiocommandée SMA Le Sunny Home Manager peut mettre automatiquement sous tension et hors tension des appareils consommateurs qui sont raccordés aux prises radiocommandées SMA. Il est également possible à l aide de recommandations d action d activer et de désactiver les charges manuellement, et de choisir ainsi la période d utilisation optimale. 12 SI-HoMan-PL-fr-20 Guide de planification

13 SMA Solar Technology AG 4 Systèmes de gestion de l énergie Interfaces de communication pour onduleurs photovoltaïques Produit Bluetooth Piggy-Back SMA Speedwire/ Webconnect Piggy-Back Module de données SMA Speedwire/Webconnect Description Le Bluetooth Piggy-Back permet d établir une connexion Bluetooth entre le Sunny Home Manager et les onduleurs photovoltaïques qui n ont pas d interface Bluetooth propre. Le SMA Speedwire/Webconnect Piggy-Back est une interface de communication Speedwire pour onduleurs photovoltaïques. Vous recevez le SMA Speedwire/ Webconnect Piggy-Back en tant que jeu d équipement ultérieur de l onduleur photovoltaïque. Le module de données SMA Speedwire/Webconnect est une interface de communication Speedwire pour onduleurs photovoltaïques. Le module de données SMA Speedwire/Webconnect est fourni soit comme jeu d équipement ultérieur, soit prémonté dans l onduleur. SMA Energy Meter Le SMA Energy Meter est un appareil de mesure qui détermine les valeurs de mesure électriques au point de raccordement et qui via Speedwire les met à la disposition du Sunny Home Manager par exemple. Sunny Island Le Sunny Island est un onduleur pour site isolé qui régule la répartition d énergie dans le SMA Flexible Storage System. Pour exploiter le Sunny Island, vous avez besoin des produits SMA suivants. Produit Sunny Remote Control BatFuse Module de données Speedwire Sunny Island Description L écran Sunny Remote Control vous permet de configurer et de commander le Sunny Island. En tant que fusible interrupteur-sectionneur externe, la boîte à fusibles de batterie BatFuse B.01 sécurise les câbles de raccordement de la batterie du Sunny Island. En outre, le BatFuse permet la déconnexion du Sunny Island côté DC. Le module de données Speedwire Sunny Island est une interface de communication Speedwire pour le Sunny Island. Si un module de données Speedwire est monté dans le Sunny Island, le SMA Energy Meter peut envoyer des données au Sunny Island et le Sunny Home Manager peut échanger des données avec le Sunny Island. 4.2 Onduleurs photovoltaïques Tous les onduleurs photovoltaïques SMA indiqués ci-après peuvent envoyer directement leurs données relatives à la production photovoltaïque directement au Sunny Home Manager. Si ces onduleurs photovoltaïques sont reliés au Sunny Home Manager, vous pouvez raccorder en toute autonomie le compteur de production photovoltaïque. Nombre maximum d appareils pris en charge Le Sunny Home Manager est compatible avec jusqu à 16 appareils SMA. Parmi les 16 appareils, le Sunny Home Manager est compatible avec maximum 12 onduleurs SMA ou maximum 10 prises radiocommandées. Cette version du micrologiciel est au moins nécessaire pour la fonction «Limitation de l injection de puissance active». Le Sunny Home Manager est compatible avec les onduleurs de SMA Solar Technology AG suivants. Pour pouvoir utiliser la fonction «Limitation de l injection de puissance active» du Sunny Home Manager, les onduleurs photovoltaïques doivent disposer au minimum de la version du micrologiciel indiquée. Si une limitation de l injection de puissance active n est pas nécessaire, les onduleurs photovoltaïques cités peuvent être également utilisés avec des versions de micrologiciel antérieures. Guide de planification SI-HoMan-PL-fr-20 13

14 4 Systèmes de gestion de l énergie SMA Solar Technology AG Onduleurs photovoltaïques avec interface Bluetooth Sunny Boy (SB) avec interface Bluetooth intégrée : SB 3000TL-20 à partir de la version du micrologiciel R SB 4000TL-20/SB 5000TL-20 à partir de la version du micrologiciel R SB 3600TL-20 à partir de la version du micrologiciel R SB 3000TL-21/SB 3600TL-21/SB 4000TL-21/SB 5000TL-21 à partir de la version du micrologiciel R SB 2500TLST-21/SB 3000TLST-21 à partir de la version du micrologiciel R SB 2000HF-30/SB 2500HF-30/SB 3000HF-30 à partir de la version du micrologiciel R Sunny Tripower (STP) avec interface Bluetooth intégrée : STP 8000TL-10/STP 10000TL-10/STP 12000TL-10/STP 15000TL-10/STP 17000TL-10 à partir de la version du micrologiciel R STP 15000TLEE-10/20000TLEE-10/STP 15000TLHE-10/STP 20000TLHE-10 à partir de la version du micrologiciel R STP 5000TL-20/STP 6000TL-20/STP 7000TL-20/STP 8000TL-20/STP 9000TL-20 à partir de la version du micrologiciel R Onduleur photovoltaïque avec Bluetooth Piggy-Back à partir de la version du micrologiciel R Pour obtenir des informations complémentaires, consultez les documents suivants disponibles sur le site : Titre Type de document Information Bluetooth Piggy-Back Instructions de montage Onduleurs photovoltaïques qui peuvent être équipés a posteriori du Bluetooth Piggy-Back Power Reducer Box - Liste de compatibilité Description technique Onduleurs photovoltaïques qui supportent la fonction «Limitation de l injection de puissance active» 14 SI-HoMan-PL-fr-20 Guide de planification

15 SMA Solar Technology AG 4 Systèmes de gestion de l énergie Onduleurs photovoltaïques avec interface Speedwire Sunny Tripower (STP) avec interface Speedwire intégrée : STP 5000TL-20/STP 6000TL-20/STP 7000TL-20/STP 8000TL-20/STP 9000TL-20 à partir de la version du micrologiciel 2.0 Sunny Boy (SB) avec Speedwire/Webconnect Piggy-Back SB 1300TBTL-10/SB 16000TL-10/SB 2100TL à partir de la version du micrologiciel 4.3 SB /SB à partir de la version du micrologiciel 4.02 Sunny Mini Central (SMC) avec Speedwire/Webconnect Piggy-Back SMC 6000A-11 Sunny Boy (SB) avec module de données SMA Speedwire/Webconnect SB 2500TLST-21/SB 3000TLST-21 à partir de la version du micrologiciel 2.53 SB 3000TL-21/SB 3600TL-21/SB 4000TL-21/SB 5000TL-21 à partir de la version du micrologiciel 2.53 Sunny Tripower (STP) avec module de données SMA Speedwire/Webconnect STP 8000TL-10/STP 10000TL-10/STP 12000TL-10/STP 15000TL-10/STP 17000TL-10 à partir de la version du micrologiciel 2.53 STP 15000TLEE-10/STP 20000TLEE à partir de la version du micrologiciel 2.53 STP 15000TLHE/STP 20000TLHE à partir de la version du micrologiciel 2.53 Raccordement des onduleurs photovoltaïques à la communication Speedwire Si les onduleurs photovoltaïques doivent communiquer via Speedwire, ils doivent disposer d une interface Speedwire. Les onduleurs photovoltaïques doivent être reliés au Sunny Home Manager à l aide d un câble et d un commutateur ou d un routeur avec commutateur intégré. Pour obtenir des informations complémentaires, consultez les documents suivants disponibles sur le site : Instructions des onduleurs photovoltaïques Instructions du module de données SMA Speedwire/Webconnect Piggy-Back/SMA module de données Speedwire/Webconnect 4.3 Compteur d énergie SMA Energy Meter Le SMA Energy Meter est un appareil de mesure qui détermine les valeurs de mesure électriques au point de raccordement et les met à disposition via Speedwire. Le SMA Energy Meter peut saisir les flux d énergie de façon bidirectionnelle. Il peut être raccordé en triphasé ou en monophasé. SMA Solar Technology AG recommande d installer le SMA Energy Meter en complément du compteur d énergie du fournisseur d électricité, dans la mesure où l ensemble des fonctionnalités du SMA Energy Meter sont optimisées pour une utilisation dans le SMA Smart Home. Type SMA Energy Meter Sens de comptage Production photovoltaïque ou énergie prélevée sur le et injection Interface Sunny Home Manager SMA Flexible Storage System Représentation des valeurs de comptage dans le Sunny Portal Commande automatique des charges et limitation de la puissance active Régulation de la puissance du Sunny Island pour le stockage de l énergie Speedwire Guide de planification SI-HoMan-PL-fr-20 15

16 4 Systèmes de gestion de l énergie SMA Solar Technology AG Dans le cas du SMA Energy Meter, il ne s agit pas d un compteur d énergie de la consommation d énergie active au sens de la directive européenne 2004/22/CE (MID). Celui-ci ne doit pas être utilisé à des fins de facturation. Le SMA Energy Meter est disponible depuis juillet Autre possibilité : compteur d énergie avec interface S0 ou D0 Vous pouvez utiliser les compteurs d énergie avec interface S0 et D0 uniquement avec le Sunny Home Manager. Il se peut cependant que ces compteurs d énergie n offrent pas la qualité requise et restreignent ainsi les fonctionnalités. Ces restrictions concernent en particulier la commande automatique des charges à l aide des prises radiocommandées SMA et la limitation de l injection de puissance active. Seuls les compteurs d énergie avec interface D0 ont le droit d être utilisés dans le SMA Flexible Storage System. Dans ce cas aussi, il peut arriver que les compteurs d énergie avec interface D0 n offrent pas la qualité requise et entravent ainsi la régulation de la puissance du Sunny Island pour le stockage temporaire. Les compteurs d énergie avec interface S0 ne sont pas compatibles avec le SMA Flexible Storage System (voir chapitre 7.1 «Compteurs d énergie avec interface S0 ou D0», page 36). 4.4 Matériel pour SMA Energy Meter Le SMA Energy Meter est relié au Sunny Home Manager à l aide d un routeur avec commutateur intégré ou d un commutateur. Le SMA Energy Meter doit être relié via un câble soit au commutateur, soit au routeur avec commutateur intégré. 4.5 Routeur Le routeur permet la connexion du Sunny Home Manager au Sunny Portal via Internet. Avec le Sunny Home Manager, SMA Solar Technology AG recommande d utiliser une connexion Internet permanente et un routeur prenant en charge l attribution dynamique d adresses IP (DHCP Dynamic Host Configuration Protocol). 16 SI-HoMan-PL-fr-20 Guide de planification

17 SMA Solar Technology AG 5 SMA Flexible Storage System 5 SMA Flexible Storage System 5.1 Programme d incitation pour le stockage d énergie électrique en Allemagne En mai 2013 a été lancé en Allemagne un programme d incitation à l utilisation du stockage d énergie électrique dans les installations photovoltaïques qui ont été installées à partir du 1er janvier Le SMA Flexible Storage System remplit les conditions techniques de ce programme d incitation conformément au tableau suivant. Produit Version du micrologiciel requise Sunny Home Manager à partir de 1.06* Sunny Island à partir de 2.1 Onduleurs photovoltaïques qui prennent en charge la fonction Voir chapitre 4.2, page 13 «Limitation de l injection de puissance active» du Sunny Home Manager * La version du micrologiciel 1.06 incluant commande et configuration à distance sera disponible au troisième trimestre 2013 et sera automatiquement chargée sur le Sunny Home Manager par mise à jour à distance. 5.2 Régulation de la puissance du Sunny Island pour le stockage temporaire Transmission des valeurs de comptage nettes Une valeur de comptage nette est une puissance totalisée sur les trois conducteurs de ligne. Elle ne renseigne pas sur les états des différents conducteurs de ligne. La transmission des valeurs de comptage nettes est nécessaire au Sunny Island pour que ce dernier puisse procéder à la régulation de la puissance requise pour le stockage temporaire de l énergie photovoltaïque. Le SMA Energy Meter est en mesure de transmettre des valeurs nettes (voir chapitre 4.3 «Compteur d énergie SMA Energy Meter», page 15). Principe de la régulation de puissance L état de charge de la batterie limite la régulation de la puissance La régulation de la puissance pour le stockage temporaire de l énergie photovoltaïque nécessite de charger et décharger fréquemment la batterie. Les processus de charge et de décharge fréquents influent sur le nombre de cycles de charge de la batterie. Le nombre de cycles de charge possibles d une batterie étant limité, le Sunny Island définit, pour la régulation de la puissance, une limite inférieure de l état de charge, par exemple 50 % de la capacité totale de la batterie. La régulation de la puissance pour le stockage temporaire ne fonctionne qu au-dessus de cette valeur limite inférieure. Cela permet de réduire les contraintes de charge efficaces de la batterie et d augmenter sa durée de vie. Dans un système triphasé, le Sunny Island régule le stockage temporaire de l énergie photovoltaïque via les trois conducteurs de ligne. Pour cela, le Sunny Island utilise les valeurs de puissance totale transmises par le compteur bidirectionnel pour l injection et l énergie prélevée sur le. Dans le cadre de la gestion intelligente de l énergie, le Sunny Island est destiné à maintenir le plus stable possible l énergie prélevée sur le à 0 kw. Si de la puissance électrique de l installation photovoltaïque est injectée dans le électrique public, le Sunny Island utilise cet excédent de puissance pour charger la batterie. Si de la puissance électrique est prélevée sur le électrique public, le Sunny Island réduit ce prélèvement en puisant dans l énergie stockée de la batterie. Voici trois situations qui illustrent nos propos. Guide de planification SI-HoMan-PL-fr-20 17

18 5 SMA Flexible Storage System SMA Solar Technology AG Situation 1 : C est le matin. Au lever du soleil, l onduleur photovoltaïque commence à injecter du courant dans le électrique et atteint au bout d un certain temps une puissance électrique de 4 kw. Les appareils consommateurs sont encore désactivés. Le compteur bidirectionnel pour l injection et l énergie prélevée sur le indique la puissance totale suivante : L onduleur photovoltaïque injecte donc l ensemble de la puissance photovoltaïque via le conducteur de ligne 1 dans le électrique public. La régulation de la puissance se déclenche : le Sunny Island utilise la puissance photovoltaïque de 4 kw et charge la batterie. Figure 5 : Le Sunny Island charge la batterie Suite au déclenchement de la régulation de la puissance, le compteur bidirectionnel indique la puissance totale suivante : Plus aucune injection n a lieu. 18 SI-HoMan-PL-fr-20 Guide de planification

19 SMA Solar Technology AG 5 SMA Flexible Storage System Situation 2 : C est midi. La batterie est entièrement chargée. L onduleur photovoltaïque injecte une puissance de 4 kw. Les charges sont activées et prélèvent une puissance électrique de 2 kw sur le conducteur de ligne 1, une puissance de 1 kw sur le conducteur de ligne 2 et une puissance de 1 kw sur le conducteur de ligne 3. La charge sur le conducteur de ligne 1 utilise directement la puissance électrique de l onduleur photovoltaïque qui n injecte plus que 2 kw dans le électrique public. Les charges des conducteurs de ligne 2 et 3 prélèvent leur puissance sur le électrique public. Le compteur bidirectionnel pour l injection et l énergie prélevée sur le indique la puissance totale suivante : Si l on considère les valeurs compensateurs, il n y a donc pas d injection ni de prélèvement d énergie sur le. Un déclenchement de la régulation de la puissance n est pas nécessaire. Le Sunny Island ne se déclenche pas et laisse l état de charge actuel de la batterie inchangé. Figure 6 : Les charges utilisent la puissance photovoltaïque totale. Guide de planification SI-HoMan-PL-fr-20 19

20 5 SMA Flexible Storage System SMA Solar Technology AG Situation 3 : C est le soir. L onduleur photovoltaïque n injecte pas dans le. Les charges sont activées et prélèvent une puissance électrique de 2 kw sur le conducteur de ligne 1, une puissance de 1 kw sur le conducteur de ligne 2 et une puissance de 1 kw sur le conducteur de ligne 3. Toutes les charges prélèvent leur puissance sur le électrique public. Le compteur bidirectionnel pour l injection et l énergie prélevée sur le indique la puissance totale suivante : Le électrique public est la seule source des charges et fournit 4 kw. La régulation de la puissance se met en charge : le Sunny Island utilise l énergie stockée temporairement et fournit une puissance de 4 kw aux charges. Figure 7 : Le Sunny Island alimente les charges grâce à l énergie stockée temporairement. Le compteur bidirectionnel indique la puissance totale suivante : L énergie stockée temporairement dans la batterie par le Sunny Island suffit pour alimenter les charges. Plus aucun prélèvement d énergie sur le n a lieu. Comme en témoignent les situations présentées, un système Sunny Island monophasé permet de réguler le stockage temporaire de l énergie photovoltaïque via les trois conducteurs de lignes. 20 SI-HoMan-PL-fr-20 Guide de planification

21 SMA Solar Technology AG 5 SMA Flexible Storage System 5.3 Batteries prises en charge par le Sunny Island Le Sunny Island prend en charge les batteries au plomb de type FLA et VRLA ainsi que les différentes batteries ion-lithium. Les batteries présentant une capacité de 100 Ah à Ah peuvent donc être raccordées. La résistance cyclique est importante pour les systèmes de gestion de l énergie. Grâce à leur haute résistance cyclique, les batteries ion-lithium conviennent particulièrement bien au stockage temporaire de l énergie photovoltaïque. Les batteries ion-lithium doivent être compatibles avec le Sunny Island. Voici une liste de fabricants de batteries ion-lithium compatibles avec le Sunny Island : Akasol Dispatch Energy Leclanché LG Chem SAFT Samsung Sony La gestion de la batterie ion-lithium régule le fonctionnement de cette dernière. Pour cela, il faut que la batterie soit reliée au Sunny Island par un câble de communication RJ45. Concernant les batteries ion-lithium compatibles, SMA Solar Technology AG a testé uniquement la communication entre le Sunny Island et la gestion de la batterie de la batterie ion-lithium. Pour plus d informations sur les caractéristiques techniques des batteries, contactez le fabricant concerné. Guide de planification SI-HoMan-PL-fr-20 21

22 5 SMA Flexible Storage System SMA Solar Technology AG 5.4 Aperçu de la zone de raccordement du SMA Flexible Storage System avec liste du matériel / Figure 8 : Système de commande de charges et de stockage temporaire de l énergie photovoltaïque avec communication Speedwire et Bluetooth et batteries au plomb (exemple) 22 SI-HoMan-PL-fr-20 Guide de planification

23 SMA Solar Technology AG 5 SMA Flexible Storage System Figure 9 : Système de commande de charges et de stockage temporaire de l énergie photovoltaïque avec communication Speedwire et Bluetooth et batteries ion-lithium (exemple) Guide de planification SI-HoMan-PL-fr-20 23

24 5 SMA Flexible Storage System SMA Solar Technology AG Matériel pour le raccordement du SMA Flexible Storage System Vous avez besoin du matériel suivant pour connecter le SMA Flexible Storage System au électrique public : Matériel Nombre Description Disjoncteur miniature pour la 1 32 A, caractéristique C, 1 pôle protection du Sunny Island Dispositif à courant différentiel résiduel 1 40 A/0,03 A, 1 pôle + N, type A Schéma de câblage Un schéma de câblage est joint à la commande du Sunny Island 6.0H destiné à l optimisation de l autoconsommation. 24 SI-HoMan-PL-fr-20 Guide de planification

25 SMA Solar Technology AG 5 SMA Flexible Storage System 5.5 Méthodes de configuration d un SMA Flexible Storage System Configuration avec diagrammes La configuration sert d orientation et de point de départ pour un dimensionnement détaillé. Les explications figurant dans le présent chapitre en matière de dimensionnement portent uniquement sur le stockage temporaire de l énergie photovoltaïque. Pour procéder au dimensionnement à l aide des diagrammes de configuration suivants, les valeurs de sortie suivantes doivent être connues : Puissance nominale du générateur photovoltaïque Capacité utile de batterie Besoins énergétiques annuels des charges Diagrammes relatifs à la configuration Figure 10 : Estimation du taux d autoconsommation Figure 11 : Estimation du taux d autosuffisance Guide de planification SI-HoMan-PL-fr-20 25

26 5 SMA Flexible Storage System SMA Solar Technology AG Étape 1 : estimation du taux d autoconsommation pour la gestion de l énergie sans stockage temporaire Pour configurer un SMA Flexible Storage System, vous estimez dans un premier temps le taux d autoconsommation possible pour la gestion de l énergie sans stockage temporaire. Le taux d autoconsommation pour la gestion de l énergie sans stockage temporaire tient compte dans tous les cas de l autoconsommation naturelle pouvant être atteinte en une année, laquelle dépend des besoins énergétiques annuels et de la puissance nominale de l installation du générateur photovoltaïque. Une optimisation de l autoconsommation grâce à la commande automatique des charges influe également sur le taux d autoconsommation pour la gestion de l énergie sans stockage temporaire. Exemple : Valeurs d entrée : Puissance nominale de l installation du générateur photovoltaïque : Wc Besoins énergétiques annuels : kwh Capacité utile de la batterie : 0, car à l étape 1, le taux d autoconsommation est estimé sans stockage temporaire. Appliquez les valeurs calculées au diagramme pour estimer le taux d autoconsommation. Figure 12 : Estimation du taux d autoconsommation sans stockage temporaire Selon l estimation, les charges sur place utilisent, en cas de gestion de l énergie, 30 % de l énergie photovoltaïque produite en l absence de stockage temporaire. 26 SI-HoMan-PL-fr-20 Guide de planification

27 SMA Solar Technology AG 5 SMA Flexible Storage System Étape 2 : estimation du taux d autoconsommation pour la gestion de l énergie sans stockage temporaire Avec le SMA Flexible Storage System, vous pouvez agir sur le taux d autoconsommation en modifiant la capacité de la batterie. Veuillez noter que le stockage temporaire de l énergie photovoltaïque nécessite de charger et décharger fréquemment la batterie. Les processus de charge et de décharge fréquents augmentent rapidement le nombre de cycles de charge de la batterie. Le nombre maximum de cycles de charge d une batterie est limité et dépend de la capacité de batterie utilisée. Si le nombre maximum de cycles de charge d une batterie est dépassé, la batterie s arrête de fonctionner en règle générale. Pour empêcher que la batterie ne tombe en panne précocement, le Sunny Island utilise une partie prédéfinie de la capacité totale de la batterie pour le stockage temporaire. Cette partie est désignée ci-après par le terme «capacité utile de la batterie» et se configure sur le Sunny Island. Les batteries au plomb présentent une capacité utile de l ordre de 50 % de la capacité totale et les batteries ion-lithium, une capacité utile d environ 80 %. Vous obtiendrez des informations détaillées sur la capacité de batterie utile et les cycles de charge possibles auprès du fabricant de celle-ci. Exemple : Valeurs d entrée : Puissance nominale de l installation : Wc Besoins énergétiques annuels : kwh Capacité totale de la batterie : Wh dont la moitié est utilisée par le Sunny Island pour stocker temporairement l énergie photovoltaïque. La capacité utile de la batterie est donc de Wh. Appliquez les valeurs calculées au diagramme pour estimer le taux d autoconsommation. Figure 13 : Estimation du taux d autoconsommation avec stockage temporaire Selon l estimation, le taux d autoconsommation avec stockage temporaire est d environ 60 % dans le cas d une gestion de l énergie. Guide de planification SI-HoMan-PL-fr-20 27

28 5 SMA Flexible Storage System SMA Solar Technology AG Étape 3 : calcul de l optimisation de l autoconsommation par stockage temporaire de l énergie photovoltaïque Exemple : Valeurs d entrée : Taux d autoconsommation en cas de gestion de l énergie sans stockage temporaire : 30 % Taux d autoconsommation en cas de gestion de l énergie avec stockage temporaire : 60 % Dans cet exemple, le taux d autoconsommation a augmenté de 30 points de pourcentage grâce au stockage temporaire de l énergie photovoltaïque. Étape 4 : estimation de la durée de vie de la batterie Si l on se base sur le tarif d injection d une installation photovoltaïque garanti pour une durée de 20 ans, la batterie doit être remplacée au moins une fois en raison de sa durée de vie calendaire. Pour pouvoir exploiter au maximum la batterie, il est recommandé de la changer au bout de 10 ans environ. La première étape dans le dimensionnement de la batterie consiste à déterminer le nombre de cycles de recharge par an. Pour calculer un cycle de recharge, la batterie est déchargée une fois entièrement, puis rechargée à 100 %. Le nombre de cycles de recharge par an se calcule de la manière suivante : La durée de vie de la batterie se calcule à l aide du nombre total de cycles de recharge (cycles de 100 %) indiqué par le fabricant de la batterie : Exemple : Valeurs d entrée : Énergie photovoltaïque produite : kwh (valeur acceptée pour une installation photovoltaïque en Allemagne centrale avec un générateur photovoltaïque d une puissance nominale d installation de Wc) Optimisation de l autoconsommation (étape 3) : 30 points de pourcentage Capacité totale de la batterie : 10 kwh Nombre total de cycles de recharge pour des cycles de 100 % : (batterie au plomb, OPzV, données provenant de la fiche technique d un fabricant de batteries) Influence de la capacité de la batterie sur sa durée de vie Pour augmenter une durée de vie trop faible, vous pouvez choisir une capacité de batterie plus élevée. Une modification de la capacité de la batterie entraîne également une modification de l optimisation de l autoconsommation. Répétez la configuration actuelle à partir de l étape SI-HoMan-PL-fr-20 Guide de planification

29 SMA Solar Technology AG 5 SMA Flexible Storage System Étape 5 : estimation du taux d autosuffisance pour la gestion de l énergie sans stockage temporaire Exemple : Valeurs d entrée : Puissance nominale de l installation : Wc Besoins énergétiques annuels : kwh Capacité utile de la batterie : 0, car à l étape 5, le taux d autosuffisance est estimé pour une gestion de l énergie sans stockage temporaire. Appliquez les valeurs calculées au diagramme pour estimer le taux d autosuffisance. Figure 14 : Estimation du taux d autosuffisance sans stockage temporaire Selon l estimation, le taux d autosuffisance pour une gestion de l énergie sans stockage temporaire est d environ 28 %. Guide de planification SI-HoMan-PL-fr-20 29

30 5 SMA Flexible Storage System SMA Solar Technology AG Étape 6 : estimation du taux d autosuffisance pour la gestion de l énergie sans stockage temporaire Exemple : Valeurs d entrée : Puissance nominale de l installation : Wc Besoins énergétiques annuels : kwh Capacité totale de la batterie : Wh dont la moitié est utilisée par le Sunny Island pour stocker temporairement l énergie photovoltaïque. La capacité utile de la batterie est donc de Wh. Appliquez les valeurs calculées au diagramme pour estimer le taux d autosuffisance. Figure 15 : Estimation du taux d autosuffisance avec stockage temporaire Selon l estimation, le taux d autosuffisance pour une gestion de l énergie avec stockage temporaire est d environ 52 %. 30 SI-HoMan-PL-fr-20 Guide de planification

31 SMA Solar Technology AG 5 SMA Flexible Storage System Configuration d installations avec Sunny Design Web Figure 16 : Exemple de configuration d installation avec Sunny Design Web grâce à la détermination de l autoconsommation Sunny Design Web est un logiciel destiné au dimensionnement et à la configuration d installations photovoltaïques. Il vous fournit une recommandation de configuration possible pour votre installation photovoltaïque ainsi qu une estimation du taux d autoconsommation et d autosuffisance que vous pouvez atteindre grâce au stockage temporaire de l énergie photovoltaïque (voir logiciel de configuration «Sunny Design Web» sur le site Guide de planification SI-HoMan-PL-fr-20 31