Installations photovoltaïques - Systèmes raccordés au réseau

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1 Installations photovoltaïques - Systèmes raccordés au réseau

2 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 Compteur d énergie verte Installation électrique Fusible auto Différentiel 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.

3 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) 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. (KWh) Production mensuelle moyenne d une installation de 1 kwp en Belgique 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 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). Source : 3E (

4 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.

5 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.

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