Calcul et dimensionnement des Installations Photovoltaïques Partie AC (courant alternatif) avec le logiciel Caneco BT.

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1 Date de création : 02/12/2009 par Michel Fanet Contrôlé par Patrick Lovinfosse (PL Conseils) : 16/12/ 2009 Calcul et dimensionnement des Installations Photovoltaïques Partie AC (courant alternatif) avec le logiciel Caneco BT Spécification NT ALPI_CBT 053b 2009 Spécification Calculs installations PV partie AC.doc 1/9

2 Table des matières Calcul et dimensionnement des Installations Photovoltaïques 1 Partie AC (courant alternatif) 1 avec le logiciel Caneco BT 1 Spécification 1 1 LES INSTALLATIONS PHOTOVOLTAIQUES Parties DC et AC des installations photovoltaïques Objet du présent document Le guide pratique UTE C Domaine d application 3 2 PARTICULARITES DES INSTALLATIONS PHOTOVOLTAIQUES AC Ce qui différencie l installation PV AC des autres installations Représentation d une installation PV AC dans Caneco BT METHODES DE CALCUL DECRITES DANS LE GUIDE UTE C Les dispositions du guide UTE C concernant la partie AC Conclusion sur l utilisation possible de Caneco BT UTILISATION PRATIQUE DE CANECO BT POUR LES INSTALLATIONS PV AC Création d une affaire et de sa source EDF Création de circuits Chute de tension Autres fonctions Caneco BT Modèle d affaire PV AC 9 5 ENREGISTREMENT / TRACABILITE 9 NT ALPI_CBT 053b 2009 Spécification Calculs installations PV partie AC.doc 2/9

3 1 LES INSTALLATIONS PHOTOVOLTAIQUES 1.1 Parties DC et AC des installations photovoltaïques Les installations photovoltaïques destinées à fournir du courant au réseau public présentent des particularités notables. Elles sont constituées : - D une partie DC (Courant Continu), constituée des panneaux photovoltaïques qui alimentent les onduleurs. - D une partie AC (Courant Alternatif) reliant les onduleurs au point de branchement de l installation avec le réseau public. Partie DC Partie AC Réseau EDF Figure 1 Dans ce qui suit, le terme PV désigne le mot photovoltaïque. 1.2 Objet du présent document Le présent document ne concerne que la partie AC des installations PV. Il a pour but de justifier la bonne adaptation du logiciel Caneco BT au dimensionnement des câbles et de dispositifs de protection de la partie AC de ces installations. Il précise quelles sont les hypothèses à prendre en considération dans Caneco BT et décrit à travers un exemple d installation la façon d utiliser Caneco BT à cet effet. 1.3 Le guide pratique UTE C Domaine d application En ce qui concerne le dimensionnement des installations PV, le principal référentiel est le guide pratique UTE C (édition de février 2008) approuvé le 5 février par la commission U15, coordination des travaux Basse Tension. Son domaine d application concerne «Les installations photovoltaïques raccordées à un réseau public de distribution à basse tension et non prévues pour fonctionner de façon autonome». NT ALPI_CBT 053b 2009 Spécification Calculs installations PV partie AC.doc 3/9

4 Le présent document : - fournit une analyse de ce document limitée aux méthodes de calcul de la partie AC, - rapprochent ces méthodes de celles utilisées dans Caneco BT - conclut sur une description préconisée dans Caneco BT pour dimensionner une installation PV. 2 PARTICULARITES DES INSTALLATIONS PHOTOVOLTAIQUES AC 2.1 Ce qui différencie l installation PV AC des autres installations Les installations photovoltaïques présentent les particularités suivantes : 1 Les sources sont des onduleurs, alimentés en courant continu DC par les panneaux PV. 2 Ces sources alimentent le réseau public en courant AC. 3 En cas de court-circuit sur la partie AC, le réseau public apporte toute sa puissance électrique et fournit ainsi des intensités de court-circuit élevées. 4 Les onduleurs PV sont équipés de dispositifs de protection intégrés qui les déconnectent automatiquement, de façon très rapide, en cas de court-circuit. Dans ce cas, leurs contributions aux courants de court-circuit sur un élément de l installation, faibles par nature même de l onduleur, ont des effets totalement négligeables. Réseau EDF Ik EDF Ik onduleur (négligeable) Court-circuit 5 En conséquence, la condition de protection contre les court-circuits des équipements (câbles, dispositifs de protection et coupure) ne considère que les courants de court-circuit apportés par le réseau public. NT ALPI_CBT 053b 2009 Spécification Calculs installations PV partie AC.doc 4/9

5 2.2 Représentation d une installation PV AC dans Caneco BT Par extension, on considérera que l installation présentée en figure 1, peut être légitimement décrite comme ayant la source EDF comme principale «source de court-circuit». Dans Caneco BT, on représentera ainsi cette installation, source EDF en amont, c est à dire en haut du schéma unifilaire représentatif : Réseau EDF Représentation dans Caneco BT Réseau EDF Ik EDF Ce mode de représentation est celui décrit dans le guide UTE C en figure 1 Le guide UTE C précise aussi : Article 9 Sectionnement et coupure «Lors du choix et de la mise en oeuvre des dispositifs de coupure et de sectionnement entre l installation PV et le réseau public de distribution, ce réseau doit être considéré comme la source et l installation PV comme la charge.» NT ALPI_CBT 053b 2009 Spécification Calculs installations PV partie AC.doc 5/9

6 3 METHODES DE CALCUL DECRITES DANS LE GUIDE UTE C Les dispositions du guide UTE C concernant la partie AC Nous indiquons ci-dessous un extrait des dispositions du guide (en italique et en couleur bleue), suivies de nos commentaires : Protection contre les contacts indirects / partie courant alternatif «La protection contre les contacts indirects doit être assurée par dispositif différentiel. Ce dispositif peut être de type AC lorsque l'onduleur satisfait aux exigences de la DIN VDE Pour les locaux d habitation, la protection doit être assurée par dispositif différentiel de sensibilité inférieure ou égale à 30 ma.» La méthode de calcul proposée par Caneco BT est donc applicable, de la même façon qu une installation NFC Article Protection contre les surcharges «Les circuits sont protégés contre les surcharges conformément aux prescriptions de la section 433 de la norme NF C » La méthode de calcul proposée par Caneco BT est donc applicable Article Protection contre les courts-circuits «Le pouvoir de coupure des dispositifs de protection des installations raccordées au réseau est déterminé en tenant compte des courants de courts-circuits maximaux susceptibles d'apparaître en provenance du réseau. Dans le cas d'un branchement à puissance limitée, compte tenu des protections amont (présence de fusibles AD), un pouvoir de coupure de 3 ka est suffisant pour les dispositifs de protection contre les courts-circuits en aval du point de livraison.» La modélisation proposée en chapitre 1 qui consiste à considérer la source EDF comme source de courant de court-circuit trouve ici sa justification. Article 8.2 Chute de tension / Installation à courant alternatif «La chute de tension maximum autorisée entre le point de livraison (NF C ) et les bornes AC de l onduleur est de 3 % à puissance nominale du ou des onduleurs. Il est recommandé de limiter cette chute de tension à 1 %. En outre, la valeur de la résistance de la liaison entre le point de livraison et les bornes AC de l onduleur devra être inférieure ou égale à 0,5 ohm.» La modélisation proposée en chapitre 1 qui consiste à considérer la source EDF comme source, permet le calcul correct des chutes de tension, mais considérées d aval en amont. Sur ce point, voir l article 9 du guide, cité cidessus, et qui le justifie. Le contrôle de la résistance maximale de 0,5 ohm.. Patrick, pouvez-vous m aider à dire que ce n est pas prépondérant. 3.2 Conclusion sur l utilisation possible de Caneco BT Caneco BT, dans son état actuel, peut donc être utilisé tout à fait légitimement pour le dimensionnement des conducteurs et des dispositifs de protection et coupure pour les installations photovoltaïques AC. NT ALPI_CBT 053b 2009 Spécification Calculs installations PV partie AC.doc 6/9

7 4 UTILISATION PRATIQUE DE CANECO BT POUR LES INSTALLATIONS PV AC 4.1 Création d une affaire et de sa source EDF De la même façon qu une installation classique, vous devez créer votre affaire en choisissant la source «appropriée», c'est-à-dire la nature du branchement au réseau EDF (branchement à puissance limitée ou par branchement à puissance surveillée). Choisissez : - transformateur HT/BT ou tarif jaune ou source par Ik, pour les installations domestiques, pour lesquelles un pouvoir de coupure de 3 ka est considéré comme suffisant (article 7.2.2) Tenez compte de l article Article Dispositif de coupure / Partie courant alternatif «Un dispositif de coupure d urgence doit être prévu sur la partie courant alternatif de l installation PV, en application des règles du 463 et du de la norme NF C L AGCP peut remplir la fonction de coupure d urgence.» 4.2 Création de circuits Vous devez saisir les circuits de la même façon qu une installation classique. Pour les circuits «onduleurs» un modèle particulier de style de circuit est proposé dans la V5.3.1/609 : Nouveau style de circuit «ONDULEUR» Commentaire l accompagnant Pour les grandes installations des tableaux intermédiaires peuvent être insérés. Le style standard de circuit «Tableau» convient à cet effet. Saisie des caractéristiques du circuit NT ALPI_CBT 053b 2009 Spécification Calculs installations PV partie AC.doc 7/9

8 Veillez à vérifier les valeurs proposées par le style, en particulier : Les conducteurs distribués : circuit monophasé, tri ou tétra la nature des dispositifs de protection (disjoncteur modulaire par défaut à remplacer par des disjoncteurs Boitier Moulé) Les caractéristiques de la liaison : type de câbles, mode de pose, etc La consommation doit être indiquée de préférence sous forme de puissance utile de l onduleur. 4.3 Chute de tension La chute de tension maximale doit être choisie à 1% (valeur recommandée) ou 3% (valeur maximale autorisée) selon le cas. Cette chute de tension doit figurer dans les circuits ONDULEURS. CanecoBT déterminera ainsi la section des conducteurs en tenant compte de cette contrainte, de la même façon que pour les installations classiques. Si l installation comporte des tableaux intermédiaires entre TGBT et onduleurs, il y aura lieu de répartir au mieux les chutes de tension intermédiaires. Veuillez noter que les onduleurs PV sont des onduleurs spéciaux qui intègrent des dispositifs de régulation de tension qui leur permettent de s adapter aux variations de tension du réseau, dans une tolérance maximale admise. Un équilibrage des chutes de tension entre les différents onduleurs d une même installation n est pas nécessaire, mais reste souhaitable. Pour cela, il convient de vérifier que les chutes de tension cumulées au niveau des différents onduleurs sont voisines. NT ALPI_CBT 053b 2009 Spécification Calculs installations PV partie AC.doc 8/9

9 4.4 Autres fonctions Caneco BT Toutes les autres fonctions de Caneco BT y compris le bilan de puissance sont utilisables sans restrictions particulières autres que celles d usage courant. 4.5 Modèle d affaire PV AC Un modèle simple d affaire PV-AC à raccordement direct entre TGBT et onduleurs est proposé dans la V5.3.1/609. Il s agit d un exemple d une installation réelle. 5 ENREGISTREMENT / TRACABILITE NT ALPI_CBT 053b 2009 Spécification Calculs installations PV partie AC.doc 9/9

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