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Technologie du photovoltaïque

1. 2 400 Pa sont ensuite appliqu s ce qui quivaut une pression de vent de 130 km heure pendant 1 heure sur chaque face du module Si la fiche technique du module indique que le module peut supporter une charge de vent ou de neige de 5400 Pa la charge appliqu e l avant du module au cours du dernier cycle de cet essai sera augment e de 2 400 Pa 5 400 Pa Pendant l essai aucun circuit ouvert intermittent ne devrait y tre d tect la fin de l essai il ne devrait y avoir aucun d faut visuel majeur Suite cet essai la puissance maximale Pmax pour la norme CEI 61215 uniquement et la r sistance di lectrique sont galement v rifi es l essai de r sistance aux impacts de gr lons est r alis l aide de boules de neige normalis es 7 53 g 25 mm qui sont projet es par un lanceur 11 points sp cifi s sur le module 10 mm la fin de l essai il ne devrait y avoir aucun d faut visuel important SES Arndt Regan et Robert Puto Aper u des essais de la norme CEI appliqu s aux panneaux photovolta ques 2010 2012 http tuvamerica com services photovoltaics ArticleBasicUnderstandingPV Pdf 2010 Zo Technologie du photovolta que HI Frenac renewables academy La puissance maximale Pmax pour la norme CEI 61215 uniquement et la r sistance di lectrique sont galement v rifi es apr s cet essai Les statistiques de laboratoire font tat de taux d chec tr s faibles lors de cet e
2. Triphas Les transformateurs photovolta ques sous stations convertissent les niveaux de tension dans le cas des syst mes photovolta ques ils augmentent en g n ral la tension CA de l onduleur jusqu ce qu elle atteigne le niveau du r seau Quant aux sous stations s par es elles s alimentent g n ralement dans le r seau moyenne tension MV Except les petits syst mes les transformateurs sont typiquement triphas s Ils sont aliment s soit par un onduleur central ou raccord s un r seau commun qui jusqu quatre onduleurs peuvent se raccorder Les sous stations photovolta ques existent en trois principaux types de construction e Les transformateurs en surface sont log s dans une armoire m tallique et mont s sur une plate forme ciment e Les raccordements lectriques sont souterrains En sus de leur utilisation dans les zones r sidentielles et dans les b timents industriels et commerciaux ils sont des collecteurs commun ment utilis s dans les parcs oliens et photovolta ques e Les transformateurs usage int rieur sont install s dans un b timent existant e Les transformateurs dans des enclos ont un c blage a rien en raison de la pr sence de cette cl ture Ils n cessitent plus d espace que ceux dans d autres configurations 78 Zo Technologie du photovolta que mWrenac renewables academy Les sous stations peuvent tre de type sec ou liquide isolant
3. effectuent le suivi de la puissance maximale au niveau du module Comme leur sortie reste CC les optimisateurs de puissance peuvent tre inclus dans tous les concepts d onduleur et sur l augmentation moyenne de la puissance de sortie entre 12 et 15 Les onduleurs du module peuvent aussi tre appel s micro onduleurs Ils sont plus on reux que d autres concepts mais sont capables d augmenter la puissance de sortie de jusqu 25 Avec les optimisateurs de puissance ils sont connus sous le nom d lectronique de puissance niveau module MLPE Le MLPE permet l installation de syst mes photovolta ques des endroits qui seraient non indiqu s sans MLPE en raison par exemple d importantes conditions d ombrage Le march des MLPE devrait plus que tripler entre 2014 et 2018 et un nombre croissant de fournisseurs fournissent des quipements MLPE e String vs Central Inverters for Commercial Applications Verena Sheldon James Worden Mark Edmunds SolarPor Issue 2 1 Dec Jan 2009 Kleine Helfer im String Interview avec J Nell Photovoltaik 12 2013 2 Solar Microinverter and Power Optimizer Market to Break 1 Billion Barrier in 2018 Communiqu de presse d IHS 09 2014 46 Zo Technologie du photovolta que mWirenac renewables academy ez Onduleur de cha ne PECTOS Caract ristiques Chaque onduleur fonctionne son propre point de puissance maximale MPP un MPP pour chaque cha
4. 166 Zo Technologie du photovolta que IH Frenac renewables academy 5 2 Cat gories de dysfonctionnements probl mes de r seau Cat gories de dysfonctionnements le syst me produit moins que Tire nac r vu renewables academy Ombrage par ex arbres gt Anomalies dans le c bles antennes c blage du CC chemin es Sortie du module plus faible o que sp cifi e Taille inadapt e de Tonduleur Modules d fectueux Onduleur d fectueux Diodes de d rivation d fectueuses rreri Watata LEE r Probl mes caus s par le r seau public www renac de Il y a beaucoup de raisons pour lesquelles un syst me peut produire moins que pr vu Tr s souvent l ombrage des arbres celui des autres plantes et b timents ainsi que les c bles ou antennes n ont pas t identifi s pendant la reconnaissance et l analyse du site Au d but d un projet les arbres et l herbe qui poussent peuvent ne pas causer d ombrage mais sont susceptibles d en cr er au fil de la dur e de vie du projet Un mauvais dimensionnement de l onduleur peut diminuer sa puissance de sortie lorsque l onduleur se met l arr t ou en raison d une charge partielle inefficiente Les modules qui produisent moins que ce qui est sp cifi pourraient ne pas avoir t identifi s lors de la mise en service Pour viter ce probl me les donn es en flash du module doivent tre v
5. Cat gorie Il sortie du syst me plus faible que pr vue ll Surchauffe et Probl mes au Faibles r duction de r seau lectrique performances de puissance de public pointe des Photos RENAC Source Photovoltaics for Professionals www renac de 174 C Technologie du photovolta que m renac renewables academy Uonduleur peut chauffer et marcher au ralenti lorsqu il y a des conduits obstru s ou une mauvaise ventilation La solution peut tre de simplement nettoyer l vent de l onduleur am liorer la ventilation ou d placer l onduleur dans un espace plus a r Une des raisons pour laquelle la sortie du syst me est plus faible que pr vue pourrait tre que la performance de pointe du module est inf rieure ce que le fabricant a garanti La mesure des courbes IV peuvent r v ler que la performance du module ne correspond pas celle indiqu e sur le certificat Par la suite l imagerie infrarouge et l lectroluminescence peuvent r v ler des dommages aux modules des microfissures par exemple Si ces mesures ne sont pas concluantes des chantillons peuvent tre envoy s pour des tests dans des instituts certifi s et des laboratoires ind pendants comme le T V Rheinland PI Berlin DGS PV Plan Fraunhofer ISE etc Ces mesures ind pendantes servent prouver une violation de la clause de garantie et n gocier le remplacement du des module s ou un d dommagement par le fabricant De
6. Les donn es des capteurs doivent tre d abord transf r es l enregistreur de donn es pour ensuite tre achemin es de l enregistreur de donn es l utilisateur typiquement un serveur de base de donn es connect Internet Le transfert des donn es peut se faire par c ble c ble CAT 5 avec modem DSL par exemple ou sans fil GSM Le syst me de transfert des donn es utiliser va d terminer la quantit de 161 CoO Technologie du photovolta que m renac renewables academy c blage n cessaire sur le site Des facteurs tels que la distance les obstructions et les interf rences dans le cas de transfert sans fil doivent tre pris en consid ration Les capteurs de rayonnement et les capteurs de temp rature doivent tre install s sous le m me angle et la m me inclinaison que les modules Ils sont g n ralement mont s sur le b ti du module Tous les dispositifs de surveillance additionnels vont n cessiter un c blage additionnel des donn es S il est souhait des capteurs de vent additionnels ils doivent tre mont s diff rents endroits autour de la centrale PV au milieu et la p riph rie L enregistreur de donn es ou le serveur ou de la base des donn es connect sur Internet peut tre install proximit de l onduleur Le bon logiciel de surveillance doit tre install et r guli rement mis jour eo Recommandation sur le mat riel de surveillance mi renac
7. Voc www renac de La section de l onduleur comprenant les interrupteurs est g n ralement d nomm e pont ou encore pont de puissance La diapositive montre un onduleur pont complet ou pont en H compos de quatre interrupteurs Les onduleurs pont complet sont utilis s dans les applications PV Il existe galement des onduleurs en demi pont n incorporant que deux interrupteurs Lorsque les interrupteurs S4 et S4 sont ferm s synchroniquement allum s la tension de sortie est gale Vpc Quand S2 et S3 sont leur tour ferm s synchroniquement la tension de sortie est invers e Voc C est le principe de base du fonctionnement d un onduleur les interrupteurs sont contr l s afin de g n rer une forme d onde carr e AC partir d une entr e DC Les interrupteurs S1 et S2 ou S3 et S4 ne peuvent pas tre ferm s simultan ment car cela court circuiterait la source DC Il existe donc quatre tats d finis et un tat ind fini Dans l tat ind fini tous les interrupteurs sont ouverts 19 Zo Technologie du photovolta que mWirenac renewables academy La table suivante r sume les diff rents tats d finis Les tats 1 et 2 sont utilis s pour g n rer une forme d onde carr e comme illustr dans le graphique repr sentant la tension en fonction du temps pendant la premi re demi p riode 1 2 T l tat 1 produit une tension positive en sortie durant la seconde demi p rio
8. encapsulation brunissement de la couche EVA ainsi qu des fissures ou chauffements localis s Des tudes d experts ind pendants accordent g n ralement 0 25 0 5 a aux modules c Si et 0 5 0 8 a aux modules couches minces Estimation prudente fond e sur la garantie du fournisseur de modules 0 8 a 80 apr s 25 ans www renac de Aucune r gle g n rale de d gradation des modules n a t tablie certaines tudes montrent une d gradation significative au fil du temps alors que d autres font tat des performances tr s stables dans le temps Des tudes d experts ind pendants accordent g n ralement 0 25 0 5 de r duction de la sortie syst me par ann e pour les modules c Si et 0 5 0 8 par an pour les modules en couches minces Ce sont les valeurs les plus utilis es dans le d lai de retour sur investissement ou autres calculs financiers Les fournisseurs de modules estiment une d gradation tr s conservatrice de 0 8 par an 80 apr s 25 ans car ils utilisent la vitesse de d gradation de leur garantie de performance La d gradation peut tre due l humidit qui p n tre dans les cellules ou aux r actions chimiques dans l encapsulation brunissement de la couche EVA ainsi qu des fissures ou chauffements localis s Par cons quent le niveau de d gradation est directement corr l la qualit de la production La qualit de la production s am liore a
9. film fin produisent des courants inf rieurs et des tensions sup rieures Les modules film fin ont une tension maximum de fonctionnement de 750 V Durant les premiers mois de fonctionnement la puissance de sortie des cellules film fin d cro t graduellement de 10 30 cause de l effet Stabler Wronski Par cons quent lors de leur installation les modules film fin d passent la puissance nominale Ce ph nom ne doit tre pris en compte lors du choix de l onduleur Entre la matrice PV et la masse peut appara tre une capacitance les modules eux m mes sont lectriquement chargeables la capacitance augmentant avec une surface de module croissante et une distance entre les modules et le cadre d croissante Les onduleurs sans transformateurs n isolant pas les c t s DC et AC le courant capacitif peut se d charger travers l onduleur et les connexions la terre Du c t DC le p le n gatif du circuit devrait tre mis la masse BThin Film PV A System Designers Guide Rick Holz SolarPro Issued 4 1 Dec Jan 2011 1 Leitfaden Photovoltaische Anlagen DGS 30 Zo Technologie du photovolta que TIRE IT re renewables academy N Onduleurs pour modules film fin II renac renewables academy Avec les modules conventionnels en c Si il n y a pas de corr lation entre la topologie d onduleur utilis e et la d gradation du module PV z Lumi re La corrosion de l OCT Oxyde Conducteur Trans
10. Comportement d un onduleur en surcharge I renac renewables academy 100 La puissance d entr e d un onduleur peut parfois tre sup rieure sa puissance nominale si 98 Z 96 Le g n rateur PV est surdimensionn 2 94 Dans des conditions de fortes radiations augmentation E Si due aux nuages mier Dans ces conditions l onduleur abandonne le point de fonctionnement MPP pour se d placer vers le point de circuit ouvert gt limitation de la production est courant de surdimensionner la puissance nominale du g n rateur en CTS par rapport la puissance d entr e DC nominale de l onduleur gt le rendement charge partielle de l onduleur peut ainsi tre augment Le facteur de surdimensionnement d pend de plusieurs param tres Courbe de rendement de l onduleur Distribution de l isolation solaire Coefficients de temp rature des modules PV utilis s www renac de La puissance l arriv e au niveau de l onduleur peut tre occasionnellement sup rieure la puissance nominale si le g n rateur photovolta que est surdimensionn ou se trouve dans des conditions de tr s forte radiation en raison d apports favorables des nuages Le g n rateur photovolta que peut tre surdimensionn ce qui correspond au sous dimensionnement de l onduleur afin d augmenter l efficacit de la charge partielle de l onduleur Le diagramme montre la courbe de deux ondule
11. P riodes de maintenance Il Maintenance V rification de la liste EN accord Y a t il de d humidit l int rieur Y a t il des insectes l int rieur regroupement Tous les 6 mois Suppresseur ep v rifier galement apr s les orages surtension Intact parafoudre V rifi il do s v rifier les cables rifiez s s sont endommag s v rifier le me Toutes les mesures effectu es au cours de mesures la mise en service du syst me doivent tre Tous les 3 4 ans v rifi es nouveau Onduleurs l ext rieur Les installations PV n cessitent peu de maintenance Cependant les proc dures d inspection p riodiques peuvent viter les temps d arr t et par cons quent am liorer le rendement du syst me Contr le de l humidit uniquement par le personnel qualifi www renac de Les installations PV n cessitent peu de maintenance Toutefois les proc dures d inspection p riodique peuvent viter des temps d arr t et par cons quent am liorer le rendement de syst me Les tableaux ci dessus donnent des exemples de fr quences de maintenance d une diversit d l ments Les objectifs sont clairement et pr cis ment formul s L exp rience va permettre de raccourcir ou allonger l intervalle des p riodes de maintenance Le protocole de maintenance doit non seulement comprendre la valeur mesur e mais aussi des observations telles que la pr sence d
12. nergie ne commence qu midi bien que la courbe du rayonnement indique un fort rayonnement dans la matin e Les possibles explications sont un arr t ou une d faillance de l onduleur en raison des perturbations au r seau par exemple sinon une panne de r seau Aussi c est galement parce que l onduleur n a pas re u d entr e CC cause d un fusible grill ou d un c ble endommag par exemple Cependant ce genre d anomalie ne serait pas corrig sans un entretien du syst me L ombrage est improbable puisqu une situation similaire se produirait dans les jours suivants Le rendement nerg tique de l apr s midi suit nouveau la courbe de rayonnement et a exactement la m me forme mais la quantit d nergie produite n est que de 70 de celle produite dans les deux courbes den haut C est donc tr s probablement parce qu une partie du syst me ne fonctionne pas mais que l onduleur fonctionne correctement La courbe den bas droite permet d interpr ter l anomalie le rendement nerg tique est encore inf rieure la courbe de rayonnement Ce serait une courbe typique d un onduleur qui fonctionne au ralenti parce qu il a t d une grande efficacit de fonctionnement le matin et pendant la journ e son rendement est plus faible lorsque l onduleur a du fonctionner au ralenti en raison d une surchauffe Cependant il y a galement de petits pics qui apparaissent 09 00 et 18 00 La courbe de
13. 3 6 Dimensionnement des c bles CC et CA inserer 115 3 7 Dimensionnement de la bo te de junction et du commutateur principal CC 123 3 8 Dispositifs de s curit protection lectrique 126 E Dee dd UE 131 3 10 Protection contre la foudre et les surtensions ss 136 d Mise enservice de syst me PV ss iosisissnsmnnensnnenutecennanneenintermenieteraseates 141 4 1 Documentation du syst me iii 141 42 Test d une Centrale AT 144 43 Proc dure demise n Servic isiissinsrnennn etes rianre REESEN ta nue sin annee aude ie 153 5 Exploitation et maintenance OM des syst mes PV sssssssossssessseroesssssssesseeosssssssssseee 157 Ee EN E 157 5 2 Cat gories de dysfonctionnements probl mes de r seau s sssssssssnsssessrsssressrnssressrissressrrssrrese 167 5 3 Analyse et d pannage des anomalies ui 178 5 4 O amp M exploitation et maintenance inserer 186 C2 Technologie du photovolta que lirenac renewables academy 1 Cellules et modules 1 1 Qualit et norms des modules Qualit et normes des modules In renac renewables academy Normes applicables CE161215 Modules photovolta ques PV en Silicium Cristallin pour application terrestre CE161646 Modules photovolta ques PV en couches minces pour application terrestre www renac de Les modules sont fabriqu s selon les normes de performance europ ennes et internationales Il existe diff rentes normes pour diff rente
14. Les transformateurs de type sec sont refroidis par des ventilateurs peuvent tre install s l int rieur et ne n cessitent pas un r cipient de collecte de fluide en cas de fuites Dans les transformateurs isolant liquide les enroulements et les noyaux sont immerg s dans fluide di lectrique Le fluide isole les composants et facilite le transfert de la chaleur perdue dans le noyau et les enroulements On utilise l huile min rale ou v g tale comme fluide L huile v g tale est la solution la moins inflammable et est biod gradable Les transformateurs isolant liquide n cessitent un r cipient de collecte huile en cas de fuite et doivent tre mont s l ext rieur gt o Types de transformateurs ll mi renac renewables academy a Transformateurs classiques pour le raccordement des centrales PV au r seau de moyenne tension a Sur socle a Triphas Type immerg www renac de En g n ral dans les centrales photovolta ques raccord es au r seau moyenne tension un transformateur sur plate forme ciment e triphas et isolant liquide est install Lors du choix du transformateur le fabricant de l onduleur doit au moins tre consult ou le fabricant doit aussi fournir le transformateur afin de veiller ce que les composants correspondent Le transformateur doit tre triphas en raison de la grandeur de la tension g n r e par un champ photovolta que Une solution pou
15. apr s quoi l onduleur doit tre arr t compl tement Le g n rateur peut r tablir sa puissance de sortie normale uniquement lorsque la fr quence repasse sous les 50 05 Hz La diminution de puissance est normalement effectu e automatiquement afin de r duire le temps de r action Mais il existe galement la possibilit de contr ler la puissance active par signalisation sur demande de l exploitant du r seau L onduleur doit galement tre arr t si la fr quence passe sous les 47 5 Hz 59 ES Technologie du photovolta que IH Frenac renewables academy Cet exemple est tir de r glementations appliqu es en Allemagne Les autres pays peuvent avoir des limites et des param tres diff rents mais le principe de r duction automatique de la puissance active en fonction de la fr quence pr dominante tout comme le contr le de la puissance active de sortie par signalisation devraient tre appliqu s partout afin d assurer la stabilit du r seau Aujourd hui les onduleurs dernier cri peuvent tre programm s facilement afin de respecter les conditions sp cifiques chaque pays Sources e Parc solaire en Jordanie Exemple de centrale et de conception de syst me pour syst mes PV raccord s au r seau RENAC 2014 e Generating Plants Connected to the Medium Voltage Network BDEW 2008 S Soutien statique du r seau par contr le de la puissance r active de l onduleur IH renac renewables academy d O
16. donn es m t orologiques peuvent alors tre compar es la sortie d un compteur d nergie de base 162 Zo Technologie du photovolta que HI Frenac renewables academy connect l entr e CC de l onduleur Une passerelle peut tre mise en place pour faciliter la transmission de ces tr s grandes quantit s de donn es Internet Au moyen d un compteur d alimentation les grands syst mes PV usage commercial dont la capacit peut atteindre 300 kWc r alisent des enregistrements avanc s du rendement nerg tique Ce qui peut galement aider d celer une ventuelle anomalie dans le compteur d alimentation Une station m t orologique fournit des donn es d taill es sur l environnement lesquelles donn es sont compar es en temps r el avec les valeurs d un compteur d nergie reli l entr e CC de l onduleur Il est recommand de recourir un modem cellulaire qui fonctionne avec un plan de donn es puisqu une grande quantit de donn es devra tre transmise dans un intervalle de surveillance raisonnable de disons 30 secondes Ces donn es peuvent tre transf r es un portail Web de surveillance qui affiche des informations d taill es sur le syst me Le mat riel de surveillance de la classe du m gawatt pour les services publics est beaucoup plus sophistiqu Tr s souvent il dispose de son propre portail Web de surveillance avanc e qui affichent toutes les donn es syst me du tem
17. quences inf rieures 20 kHz 14 IGBT or MOSFET Choose Wisely Carl Blake and Chris Bull International Rectifier 25 Zo Technologie du photovolta que HI Frenac renewables academy Les GTO Thyristor extinction par la g chette ont une fr quence de commutation maximale d environ 1 kHz contrairement aux thyristors conventionnels non seulement ils peuvent tre allum s mais ils peuvent galement tre teints Dans le cas des onduleurs photovolta ques les IGBT et les MOSFET sont les dispositifs les plus commun ment utilis s Les convertisseurs DC DC peuvent tre utilis s pour la recherche du point de puissance maximale MPP en ajustant la tension du circuit du panneau afin de permettre celui ci de fonctionner au MPP Les convertisseurs DC DC sont galement capables d augmenter la tension continue provenant des panneaux jusqu un niveau proche de celui de la tension du r seau Les inducteurs et les condensateurs sont utilis s pour filtrer des deux c t s de l onduleur DC et AC Du c t DC le condensateur de bus DC r duit les tensions ondulatoires induites par la commutation de l IGBT Les tensions ondulatoires provoquent l oscillation du point de fonctionnement du panneau photovolta que r duisant ainsi la production du panneau Du c t AC les inducteurs et les condensateurs lissent le signal de sortie et filtrent les harmoniques Le signal produit par modulation de largeur d impulsion est s
18. rentes du syst me noter que c est l un ancien tableau de nos jours les modules cristallins ont un courant de court circuit Isc gt 8 tant donn que les dimensions des cellules ont augment depuis 2007 ls n est pas seulement une fonction de la qualit de la cellule mais elle est galement une fonction de la surface expos e la lumi re du soleil Dans tous les cas on peut encore voir dans le tableau que la distance de 150 m 200 m repr sente une limite naturelle du c blage faible perte C est donc la distance prendre en consid ration lors de la planification des coffrets de raccordement dans un syst me PV au silicium cristallin Dans les syst mes r alis s avec des modules couches minces cette distance est plus grande tant donn que le courant de cha ne est Isc lt 3 A Ces graphiques peuvent tre trouv s dans plusieurs ouvrages et leur utilisation est tr s courante Aussi un logiciel libre de c blage du fabricant d onduleurs SMA par exemple est recommand Naturellement les pertes de c ble peuvent encore tre facilement calcul es et un logiciel de tableur peut donc tre utilis comme une m thode manuelle dans le processus de conception du syst me en vue d assurer que les pertes ne d passent pas les limites souhait es 118 Technologie du photovolta que TIRE re renewables academy S curit lectrique c blage CA renac renewables academy Doit
19. rifi es avance pour s assurer que les modules ont r ellement la puissance nominale n cessaire Les dommages sous forme de microfissures dus au transport des modules ne seront pas apparents par examen visuel Il peut tre effectu une inspection au moyen d une cam ra infrarouge s il est not pendant le fonctionnement que les modules g n rent un rendement plus faible que pr vu Ces microfissures sont susceptibles de causer une d t rioration des performances apr s plusieurs ann es de fonctionnement Leur existence ne peut finalement tre prouv e que par lectroluminescence 167 Zo Technologie du photovolta que IH Frenac renewables academy Les diodes de d rivation d fectueuses de la bo te de jonction du module sont une autre cause de d faillance d un module Un syst me de surveillance identifie rapidement la cha ne d fectueuse et en comparant la sortie des modules connect s la cha ne d fectueuse il peut rapidement identifier le module d fectueux D autres composantes du syst me peuvent galement pr senter des anomalies Un onduleur d fectueux peut tre la cause d une faible sortie Des connecteurs mal connect s ou autres d fauts de c blage CC peuvent provoquer une sortie plus faible que pr vu Des probl mes de stabilit du r seau peuvent provoquer plusieurs fois par jour une s rie de d connection de l onduleur au r seau Les fabricants d onduleurs ont beaucoup d exp rience en
20. rifi es sur site Une v ritable surveillance sur le terrain n est possible qu avec des capteurs additionnels pour le vent le rayonnement et la temp rature Les donn es du capteur ainsi que les donn es de l onduleur sont stock es dans un enregistreur de donn es et transmises par courrier lectronique Les messages d erreur peuvent tre envoy s par SMS La surveillance en ligne informe galement sur les param tres de l onduleur P V 1 Les donn es additionnelles obtenues de la surveillance du rayonnement de la temp rature et du vent permettent une interpr tation approfondie des param tres de l onduleur Les syst mes de surveillance en ligne de l onduleur fournissent des informations en continu sur chaque cha ne et sur les param tres m t orologiques et les compteurs d nergie additionnellement connect s Enfin il y a un contr le du r seau men par les autorit s en charge du r seau N Surveillance mi renac renewables academy Exigences du syst me de surveillance C blage des donn es de terrain Enregistreur de donn es Syst me de transfert des donn es DSL GSM Serveur de la base de donn es Logiciel de surveillance Capteurs de rayonnement solaire Capteurs de temp ratures du module Temp rature ambiante Capteur de vent www renac de Selon le syst me de surveillance choisi il y a une diversit d exigences et d appareils suppl mentaires installer
21. services projets s curis e F Technologies certifi es e Attractivit pour les banques e Garanties juridiques le Caract ristiques de I I et les investisseurs I techniques et l emplacement 1 Ajustement de portefeuille I conomiques Rendements nerg tiques I 1 Qualit marchande du projet et retomb es conomiquesi l A 1 garanties d D wn wm mm mm mm mm mm mm pm mm e mm pm mm mm mm g I pe mm pen zem mm em mm em en Cem mm mm mm ri Source L deke Freund F amp Olbert S 2011 Bancabilit D finition Importance Gestion Pr sentation 2 me Forum Saint Gall sur la gestion des nergies renouvelables 10 11 mars Saint Gall 2011 www renac de 12 Zo Technologie du photovolta que HI Frenac renewables academy Les indicateurs conomiques typiques de la bancabilit d un projet donn sont la valeur actuelle positive nette et le taux de rentabilit interne raisonnable Pour les projets photovolta ques il y a d autres aspects de faisabilit bancaire qui doivent tre pris en compte tout au long de la cha ne de valeur allant des fabricants de tranches de silicium et de lingots des fabricants et distributeurs en gros de cellules PV et de modules aux promoteurs de projets aux consultants soci t s d ing nierie EPC et aux fournisseurs de services d exploitation et maintenance O amp M Toutes les partie prenantes de la cha ne de valeur doivent prouver leur bancabi
22. sont les temp ratures max auxquelles la cellule t expos e www renac de 88 Zo Technologie du photovolta que TIRE re renewables academy Dimensionnement de la cha ne tension in renac renewables academy Tension du module l onduleur a une plage de tension d entr e CC qui le fait fonctionner n cessaire pour d terminer la tension maximale et minimale d une cha ne de modules la tension varie avec la temp rature gt Muer doit tre corrig e la temp rature maximale et minimale la quelle les modules ont t expos e noter qu il est n cessaire de conna tre la temp rature de la cellule ou du module et non la temp rature ambiante www renac de Pour ce qui est de la courbe caract ristique ou la courbe l V des modules PV nous avons d j vu que la sortie de tension et de courant d pend de la temp rature de la cellule et de l ensoleillement du rayonnement solaire Manifestement ces deux param tres changent au cours de la journ e et de l ann e Pour r it rer le courant est o fortement affect par le rayonnement solaire relation lin aire directe o faiblement affect par la temp rature le courant augmente l g rement lorsque la temp rature augmente la tension est o fortement affect e par la temp rature la tension diminue de mani re consid rable lorsque la temp rature augmente o faiblement affect e par le rayonn
23. tre remise au propri taire du syst me Le rapport de test contient non seulement les valeurs mesur es des composants install s mais aussi des informations sur des sujets sp cifiques pertinents pour le syst me l exemple des recommandations faites par le fabricant de l onduleur au sujet du raccordement de modules film fin s il y a lieu Un test de pr mise en service peut parfois tre n cessaire pour les centrales PV car elles repr sentent un important investissement 141 VC Technologie du photovolta que Il renac renewables academy Les inspections visuelles l imagerie infrarouge et l lectroluminescence peuvent r v ler des dommages dans les composants qui sont cons cutifs au transport ou un emballage d fectueux La qualit de production des modules doit d j tre totalement document e au moment de la livraison chaque module est test par le fabricant et les donn es flash ainsi que les num ros de s rie correspondants sont inclus dans les livrables N anmoins la mesure des courbes l V des cha nes PV peut r v ler des probl mes de qualit qui ne correspondent pas aux certificats ainsi que des probl mes de qualit pouvant tre li s l installation l exemple de pertes excessives dans le c blage ou la non ad quation du module Mise en service de centrales PV de moyenne grande taille in renac renewables academy Int gration D but de la garantie de A m ca
24. DC selon une s quence pr d termin e g n rant ainsi une tension AC en sortie Dans les applications PV les onduleurs peuvent tre utilis s dans Des syst mes raccord s au r seau Des syst mes autonomes Sch ma fonctionnel Les Ja Ke Ba Source RENAC www renac de Les onduleurs transforment le courant continu en courant alternatif L nergie lectrique est habituellement transmise et distribu e sous forme de courant AC la grande majorit des dispositifs fonctionnant au courant alternatif Les modules PV produisent de l lectricit en courant continu DC les onduleurs sont donc n cessaires dans le cas des syst mes raccord s au r seau Pour des syst mes autonomes utilisant des appareils fonctionnant en AC les onduleurs sont galement indispensables Le courant continu est transform en courant alternatif par lectronique de puissance des interrupteurs sont ouverts et ferm s successivement produisant en sortie une forme d onde carr e AC Le sch ma fonctionnel de l onduleur est pr sent dans la diapositive l entr e en DC est symbolis e par le c t AC tant illustr l aide d une onde sinuso dale 17 Zo Technologie du photovolta que TIRE re renewables academy CG Cat gories d onduleurs PV Ww renac Onduleurs Non autonome Autonome Onduleur de tension Onduleur de courant A G n ralement utilis dans les syst mes PV www rena
25. Energy 2013 48 Zo Technologie du photovolta que mWirenac renewables academy c5 mi renac renewables academy Onduleur central Caract ristiques Syst me de plus grande vi dimension Installation centrale Armoire de raccordement du g n rateur Avantage conception flexible du panneau solaire configuration en parall le et ou en s rie wee reng de Un courant MPP similaire pour tous les modules d une m me branche est requis Une tension MPP similaire pour toutes les branches est requise Relativement adapt aux r seaux PV partiellement et ou occasionnellement ombrag s www renac de Un onduleur central connecte des cha nes multiples et convertit l entr e CC un seul endroit La puissance nominale des onduleurs centraux commence dans la plage kW faible En termes d investissement les onduleurs centraux sont la solution la plus conomique en raison de leur bas prix au kW Cependant l investissement initial ne doit pas tre le seul crit re lorsque l on s lectionne un concept d onduleur Les onduleurs centraux n cessitent un c blage CC plus long entre les modules et l onduleur que les onduleurs cha ne Le transport des onduleurs centraux peut tre on reux et complexe les grands onduleurs centraux p sent plus de 1 t ce qui complique particuli rement la t che lorsque l acc s au site est limit e En raison de leur poids les onduleurs centraux do
26. FUN US Wiabte R X W moa R 1 xC O Nestle nombre de modules Restle nombre de rang es C m est l espace libre entre les modules environ 0 02 m Certains syst mes de montage n ont aucun espace libre et d autres ont diff rents espaces libres pour la longueur et la largeur www renac de 96 Zo Technologie du photovolta que mWirenac renewables academy CA S lection des composants cadre standard I renac renewables academy Les modules sont typiquement pos s en paysage pour minimiser les effets d ombrage De plus il y a plus de flexibilit pour varier le nombre de rang es par table Le nombre de rang es dans une table d pend de beaucoup de facteurs les charges de vent l ombrage etc mais www renac de Not recommended Recommended varie g n ralement entre 3 a 5 rangees e strings are perpendicular to the ground e strings are parallel to the ground e all strings are partially shaded one module is partially shaded par table R 100 power reduction approx 25 power reduction Le portrait permet toutefois une meilleure fixation au syst me de montage parce que les serre joints sont sur le plus long c t et ont moins de tension m canique www renac de La longueur et la largeur physiques d une table peuvent tre calcul es par l quation ci dessus Le nombre de modules de rang es ne pas confondre avec les cha
27. IH Frenac renewables academy Logiciel de surveillance renac renewables academy Surveillance nergie kWh D D D SP D d ei PP d DU ei di d d PP d E 10 E AE E E E ef E E 6 E E A E d e d dE i d e e d dE d AE g e d br Temps h a Production totale d nergie m Onduleur G1 m Onduleur G2 m Onduleur G3 a Onduleur G4 Source de donn es Sunny Portal www renac de L image ci dessus montre un exemple de visualisation d un syst me de surveillance sunnyportal SMA install l institut Goethe de S oul en Cor e du Sud Le syst me PV 15 36 kWc a t install en 2006 et est compos de 96 modules de 160 Wc chacun Ils sont reli s 4 onduleurs Sunny Boy 3300 dot s de transformateurs Le rendement moyen de ce syst me PV est de 976 kWh kW C est l un exemple d un syst me de surveillance tr s simple constitu d un enregistreur de donn es connect Internet Les donn es provenant des quatre onduleurs sont transmises toutes les 30 secondes Il peut tre cr des rapports et relev s de la performance du syst me PV par rendement journalier mensuel et annuel Les donn es compl tes d ex cution sont stock es sur le serveur du fabricant d onduleurs et peuvent tre analys es avec diff rents relev s Le rendement nerg tique de chaque onduleur peut tre s par ment visualis et est automatiquement compar aux rendements nerg tiques des autres convertisseurs
28. L image de la diapositive montre une lectrode typique de mise la terre qui consiste en une tige conductrice g n ralement en cuivre profond ment enfonc e dans le sol noter que les r glements sur les syst mes de mise la terre varient fortement d un pays l autre et doivent tre largement consult s pendant la planification d un syst me PV La plupart des codes de l lectricit pr cisent que l isolation sur les conducteurs de protection doit tre d une combinaison de couleur d finie jaune vert par exemple tel que le montre l image Un tr s bon guide aux questions de mise la masse et la terre est le livre Photovoltaic Power Systems and the 2005 National Electric Code Suggested Practices de John Wiles du Southwest Technology Development Institute de l universit d tat du Nouveau Mexique 3 10 Protection contre la foudre et les surtensions A Protection contre la foudre 1 mi renac renewables academy L angle de protection d pend de la classe de protection et de la hauteur www renac de 136 Zo Technologie du photovolta que HI Frenac renewables academy Le graphique montre un syst me simple de protection contre la foudre Les angles de protection d finissent la hauteur des paratonnerres conform ment la norme CEI 62305 qui remplace la norme europ enne EN 62305 Ces normes comportent des tableaux qui indiquent le niveau de protection d un b time
29. Le remplacement des fusibles est l une des t ches les plus courantes effectu es au cours de l entretien d une centrale PV solaire Zei iser www renac de Se II renac renewables academy 128 Zo Technologie du photovolta que IH Frenac renewables academy TS I renac renewables academy Dimensionnement des fusibles de cha ne 1 Dimensionnement de la capacit de charge de courant du c ble et du fusible MCB selon la norme CEI 60512 Partie 3 courant admissible du c ble l LE h courant de d clenchement de fusible de cha ne l fusible 2 x Le cna ne gt lrfusibie gt sccha ne Courant nominal du fusible de cha ne lnomiusibie 1 25 x Joen cha ne 2 Tension lectrique 12 ii Uoc cha ne calcul de la tension maximale du syst me 10 C 3 En option Temps de d clenchement www renac de Les fusibles de cha ne et les MSB disjoncteurs miniatures sont con us pour prot ger le c blage lectrique Ils sont reli s en s rie aux cha nes de module de la bo te de jonction Les fusibles PV sp cialement d velopp s sont plus adapt s que les fusibles standards CC Ils doivent tre calibr s une plus haute tension en circuit ouvert savoir une cha ne Voc 10 C ou autres temp ratures en fonction de la plus basse temp rature ambiante du site Il est conseill de surveiller distance l tat des fusibles et de les c
30. a une avarie ou un court circuit La pr sence de ce potentiel de tension va causer la circulation d un courant dans le circuit lorsqu il est raccord Les modules photovolta ques sont uniques en ce qu ils peuvent tre en court circuit et en circuit ouvert sans tre endommag s Cependant si le courant circule depuis le syst me l ouverture du circuit doit se faire en tenant compte des aspects sp cifiques de la puissance en CC tant donn que la tension du syst me des installations PV grande chelle est souvent con ue pour un CC nominal de 1000 V afin de r duire les pertes les champs PV sont configur s de sorte produire une tension en CC lev e et relativement dangereuse L ouverture et la s paration des contacts alors qu un champ PV est sous charge c d fournit de la puissance cette charge peut provoquer des arcs lectriques qui ne s teignent pas spontan ment Une puissance en CA oscillante passe par une tension nulle plusieurs fois par seconde et est donc susceptible de s teindre seule La puissance en CC quant elle ne peut pas s teindre spontan ment Les modules PV sont une source limit e de courant les fusibles et les disjoncteurs ne fonctionnent pas de la m me fa on que dans les circuits publics de distribution de CA 152 Technologie du photovolta que IH Frenac renewables academy 4 3 Proc dure de mise en service CA Exemple d une liste de contr le de mise en service appro
31. connexion doit tre ajout e au court circuit le plus lev potentiellement g n r par d autres quipements tels que la barre d alimentation de la sous station 56 ES Technologie du photovolta que mWirenac renewables academy 2 12 M thodes obligatoires de gestion du r seau 7 M thodes obligatoires de gestion du r seau in renac renewables academy a Contr le de la puissance active par fr quence BT amp MT Contr le de la puissance r active par points pr d finis BT amp MT a Limitation de la puissance active sur demande BT amp MT Support dynamique du r seau Alimentation sans panne MT www renac de Les onduleurs solaires contr lent les param tres du r seau public et doivent tre d connect s du r seau en cas de probl mes ou de d faillances de celui ci ou encore en cas de maintenance des lignes S il n y a qu une faible quantit d nergie g n r e et distribu e par des sources locales cela ne repr sente pas un probl me pour le r seau Les centrales PV qu elles soient petites ou grandes peuvent g n ralement tre consid r es comme des sources locales Les centrales nerg tiques conventionnelles peuvent tre assimil es de grandes centrales nerg tiques fournissant toute la r gion en lectricit S il existe une grande part d lectricit inject e localement dans le r seau lectrique alors ces centrales lectriques doivent tre incluses dan
32. d onduleurs triphas s En outre le raccordement au r seau est plus facile d abord parce que moins de raccordements sont n cessaires et ensuite parce que les configurations monophas es sont utilis es dans les syst mes basses tension et pour des applications plus petites Les onduleurs triphas s sont utilis s pour des plus grandes applications et peuvent aussi utiliser des niveaux de tension sup rieurs Ils s alimentent naturellement dans un syst me lectrique triphas Des installations grande chelle utilisent g n ralement des onduleurs triphas s Un avantage des configurations triphas es est que la triphase fournit un flux d nergie total constant Par cons quent les besoins en stockage d nergie concernant le condensateur de liaison CC sont r duits 43 CoO Technologie du photovolta que lirenac renewables academy CA in renac Comparaison entre les onduleurs avec ou sans transformateur renewables academy gt Rendement lev Onduleurs sans transformateur Poids et taille Wi gt Pour les onduleurs de branche et de module La tension du r seau PV r duction de l installation en DC doit tre l g rement sup rieure la valeur de cr te de la tension du qui re Diet one EE E gt Equipement de protection n cessaire Disjoncteur DC DC n ont pas t mis DC courant de d faut de terre en place afin Les parties sous tension doivent tre prot g es d augmenterla t
33. de Les onduleurs peuvent incorporer des transformateurs ou en tre d pourvus La diff rence principale r side dans le fait que les transformateurs fournissent une isolation galvanique entre le r seau public et la matrice PV De plus les transformateurs peuvent causer des pertes allant jusqu 2 et comportent un noyau m tallique ainsi que des enroulements suppl mentaires Les onduleurs sans transformateur ont donc un rendement sup rieur sont 50 70 plus petits et sont moins chers produire Sans transformateur le syst me PV doit tre capable de fournir directement une tension sensiblement sup rieure au pic de tension du r seau public soit directement depuis la matrice PV soit par des convertisseurs DC DC Ces convertisseurs causent galement des pertes Les onduleurs solaires centraux fonctionnent g n ralement avec un transformateur Y Dans les transformateurs l nergie est transf r e par induction d un champ magn tique dans le noyau m tallique du c t de l entr e premier enroulement ce qui induit une tension dans le second enroulement Par cons quent il n existe pas de chemin direct de conduction ce qui est plus connu sous le nom d isolation galvanique Certaines technologies de modules comme les technologies de modules PV film fin ou base de silicium multicristallin requi rent une isolation galvanique elles ne sont donc pas appropri es pour les onduleurs sans transformateur En l absence d isolation
34. de ce syst me Il est toujours avantageux d avoir un c blage sym trique pour tre conforme la norme et pour quilibrer les pertes lectriques Cela peut tre r alis sur tous les modules d une seule rang e d une cha ne ou sur tous les modules d une table enti re ou sur deux rang es adjacentes de deux tables de modules qui forment une cha ne De cette fa on le syst me PV est construit de mani re sym trique ce qui contribue faciliter la planification l achat l installation la surveillance et l entretien et permet galement d obtenir une meilleure performance lectrique du syst me Ainsi les donn es de performance peuvent tre facilement compar es entre plusieurs parties de la centrale PV ou entre diverses centrales PV 100 C2 Technologie du photovolta que lirenac renewables academy CA S lection des composants angle d inclinaison du cadre D renac renewables academy L angle d inclinaison id al d pend de plusieurs param tres emplacement temp rature du module Angle d inclinaison a charges de vent et de neige Distance au solc Hauteur h de la structure La r gle dor pour un angle d inclinaison est environ 0 9 fois la latitude avec toujours un angle d inclinaison minimum de 10 15 pour pouvoir vacuer l eau et enlever la poussi re Calcul de l angle d inclinaison l aide du logiciel comme le PVSyst recommander e Dist
35. e Garanties de rendements Fiche de rendement R f rences Source L deke Freund F Hampl N amp Flink C para tre Bancabilit des projets photovolta ques in B ttcher J d Projets solaires les aspects conomiques techniques et jundiques Munich Oldenbourg Les crit res de bancabilit sont plus ou moins les m mes pour les diff rents groupes de parties prenantes La taille de l entreprise la structure juridique et le type d organisation sont les indicateurs g n ralement pris en consid ration pendant la d termination de la situation financi re L ge de l entreprise peut en outre tre un indicateur de l exp rience du savoir faire du personnel qualifi de la bonne r putation ou de la notori t Autres indicateurs couramment utilis s d une entreprise prosp re sont les bilans et la structure de l actionnariat Pour d finir la position de l entreprise dans le domaine des affaires d autres aspects tels que les produits et les mat riaux utilis s les capacit s de d veloppement et les partenariats d affaires sont aussi importants que les r alisations prouv es par des r f rences La confiance dans l entreprise sera davantage stabilis e par les bonnes relations avec les banques et les investisseurs les garanties des modules et les garanties de rendement des installations PV existantes Une fois que les promoteurs de projets sont tablis dans des projets de grande
36. en courant continu de plusieurs cha nes travers une barre omnibus pour courant continu et fournit une puissance CA un seul emplacement Ils ont la plus grande puissance nominale par comparaison d autres concepts e Les onduleurs cha ne convertissent la puissance CC d une cha ne et s alimentent dans une barre omnibus pour courant alternatif En comparaison aux onduleurs centraux le nombre d onduleurs cha ne est sup rieur dans un syst me de taille gale e Les onduleurs module fournissent directement la puissance CA l arri re du module 45 Zo Technologie du photovolta que HI Frenac renewables academy Chacune de ces configurations a ses avantages et ses d fauts la s lection d un concept d onduleur d pend non seulement de la taille du syst me mais aussi d aspects suppl mentaires et des exigences du syst me Plus l onduleur est proche du module moins le c blage CC est long En outre moins il y a de modules connect s par onduleur plus le point de puissance maximum peut tre suivi individuellement et mieux les effets d ombrage la contamination et le d faut d adaptation du module peuvent tre r duits au minimum D autre part un nombre moins important de grands onduleurs peut tre une solution conomique car les prix au kW baissent en g n ral proportionnellement l augmentation de la sortie de puissance Les optimisateurs de puissance une technologie relativement nouvelle
37. es environ 70 de la puissance maximale qu un c ble peut supporter Les normes internationales doivent tre respect es lors du dimensionnement des c bles en conditions normales de fonctionnement ainsi que les extr mes auxquelles les c bles peuvent tre expos s Toute valeur produite au del de cette r gle doit tre g r e par un syst me ad quat de protection des c bles noter que le principal r le d un fusible est de prot ger le 121 Zo Technologie du photovolta que HI Frenac renewables academy c blage d un tat de surcharge susceptible de provoquer un incendie une fusion et endommager les autres appareils Toujours sur le c t du c blage CA le co t du capital investissement initial bas en grande partie sur la section transversale du mat riau doit tre quilibr aux co ts d exploitation des pertes techniques dans le c ble signifient que moins d nergie est livr e et vendue au r seau D un point de vue technique une chute de tension maximum de 2 est acceptable sur le c t CA mais il arrive que les pertes de c ble fassent l objet d une n gociation fond e sur des arguments conomiques L quation ci dessus montre comment calculer la section transversale du c ble sur le c t CA ainsi que les pertes qui se produisent dans le c ble 122 ES Technologie du photovolta que mWirenac renewables academy 3 7 Dimensionnement de la bo te de junction et du commu
38. et les technologies de modules PV base de c Si contact arri re doivent tre rigoureusement prises en compte De tels syst mes doivent tre install s avec un kit de mise la terre additionnel int gr l onduleur Par exemple le p le n gatif des modules couche mince peut tre reli au syst me mis terre vs le p le positif dans le cas des technologies de modules PV base de c Si contact arri re Donc les instructions du fabricant d onduleurs doivent tre suivies de fa on rigoureuse Les tiges de mise la terre doivent tre plac es proximit des bo tes de jonction des dispositifs de protection contre les surtensions et des onduleurs Souvent la r glementation locale exige que les tiges de mise la terre soient galement espac es travers le site Si les structures de montage sont enfonc es dans le sol alors les tiges de support intervalles r guliers des cadres offrent galement un point d entr e la mise la terre Dans tous les cas les r gles de mise la terre sont strictement r glement es par pays et les normes locales doivent tre rigoureusement suivies Une tude professionnelle de mise la terre devra souvent tre men e par un organisme agr Une telle tude inclut des tests de conductivit r sistivit au sol et des simulations logicielles en cas de d fauts et d v nements de natures diverses De cette fa on les potentiels de toucher et de pas peuvent tre va
39. gt rupture au niveau des angles Section transversale standard pour le c blage C ble de cha ne bo te de jonction de la cha ne 2 5 4 et 6 mm Bo te de jonction de cha ne coffret de raccordement 35 50 70 ou 90 mm Coffret de raccordement onduleur 300 400 500 630 mm ou des combinaisons multiples de ces c bles 2 x 300 mm par exemple www renac de Selon la norme DIN CEI 60364 7 712 qui correspond la norme VDE 0100 712 les pertes totales de c blage du c t DC ne doivent pas d passer 1 L quation ci dessus montre comment calculer le c ble de cha ne la cha ne de l onduleur ou au bo tier de jonction du champ AJB On notera que les pertes dans le c ble d pendent directement de la quantit de courant qui circule dans le c ble A la longueur du c ble m la surface de section transversale du c ble mm ainsi que la conductivit lectrique sp cifique du mat riau s lectionn du c ble m Qmm NB rappelez vous que la r sistivit sp cifique est l inverse de la conductivit Donc on peut donc galement dire que les pertes d pendent de la r sistivit sp cifique du mat riau du c ble Le cuivre a une conductivit plus lev e r sistivit inf rieure par rapport l aluminium Par cons quent les c bles en cuivre auront moins de pertes et sont galement beaucoup plus co teux noter qu un courant plus lev sur la ligne conduit des
40. insectes dans le coffret de raccordement Un des l ments qui r sultent de ces observations est qu une v rification sp cifique pourrait tre int gr e la liste de contr le de l examen visuel au cours des saisons o beaucoup d insectes apparaissent par exemple Comme mesure pr ventive toutes les mesures effectu es pendant la mise en service du syst me doivent tre contr l es nouveau apr s 3 ou 4 ans dans le but de d tecter des probl mes pr visibles Le syst me de surveillance peut afficher un bon rendement nerg tique sans d faillance aucune mais l isolation des c bles par exemple pourrait avoir d j souffert des conditions environnementales La maintenance pr ventive y compris ces mesures permettent d att nuer les d fauts pr visibles avant m me qu ils ne surviennent Conform ment au contrat de service les onduleurs centraux seront v rifi s par le personnel d entretien du fournisseur de l onduleur 190 Co Technologie du photovolta que mrenac renewables academy co Service de maintenance mi renac renewables academy D faillances de fusibles Le fusible doit tre applicable au PV Le porte fusible doit tre adapt Source Renac Source Renac Puisqu un fusible ne peut pas remplir sa fonction s il n est pas fiable ils doivent tre r guli rement v rifi s et remplac s selon les recommandations du fabricant m me s ils ne se sont pas ab
41. l ensemble du syst me peut alors tre augment e en r parant ou en rempla ant l onduleur Pour assurer un fort retour sur investissement il est important que le syst me photovolta que fonctionne sans interruption La surveillance du syst me aide la d tection des dysfonctionnements un stade pr coce ce qui en cons quence permet de minimiser les pertes de production d nergie Une des clauses du contrat de maintenance doit tre une garantie de r ponse rapide en cas de dysfonctionnement du syst me PV La r ponse rapide aux d faillances pendant la p riode de garantie de 20 ans et encore plus sur 158 En Technologie du photovolta que TRES Ir re renewables academy la dur e de vie du syst me peut se traduire par une augmentation significative du rendement nerg tique global Certains syst mes de surveillance des PV sont dot s de cam ras d observation ou de syst mes d alarme pour alerter le personnel du site de la d faillance du syst me ou pour dissuader ou identifier les voleurs GZ Param tres de surveillance II renac renewables academy Donn es environnementales Param tres du champ PV Transformation et contr le et de Tonduleur du r seau e clairement direct diffus See puissance tension et e alimentation en nergie r fl chi spectral 8 courant CA et CC facteur de puissance Bet temp ratures e temp rature du Gia e vitesse et direction du ven
42. les modules individuels Les diodes court circuit es cr ent un pont sur les cha nes de cellules et r duisent la sortie du module Pour identifier les modules d fectueux il faudra d abord proc der la mesure de toutes les cha nes Une fois que la cha ne d fectueuse est identifi e chaque moiti de la cha ne est mesur e Une fois que la moiti d fectueuse est identifi e une autre moiti est ensuite mesur e et ainsi de suite jusqu ce que le module d fectueux soit trouv Un court circuit dans la bo te de jonction du module du l humidit peut galement tre une raison pour laquelle le courant d un champ est plus faible que pr vu dans des conditions de rayonnement solaire lev Un dommage aux modules ou aux cellules caus par la foudre peut ne pas tre visible Par cons quent la sortie du module doit tre v rifi e et il peut tre n cessaire de remplacer des modules Une d gradation du module peut tre d cel e en comparant les mesures des cha nes et des modules avec celles effectu es lors de la mise en service et avec les donn es de la feuille de donn es et des donn es en flash Etant donn que cela pourrait indiquer un cas de violation de la clause de garantie la v rification de la puissance de cr te du module doit tre effectu e par des instituts agr s et des laboratoires ind pendants tels que le T V Rheinland PI Berlin DGS PV Plan Fraunhofer ISE etc 176 C Technologie d
43. maximum 3 1 SE 3 gt 0 03 gen 0 06 heen 0 13 gegen 0 1 age 0 48 son 0 2 Segel i 1 www renac de Les pertes au niveau de l onduleur doivent tre r duites au minimum car les pertes d nergie se traduisent directement en perte d argent Par cons quent l efficacit des onduleurs doit tre aussi lev e que possible L onduleur doit tre en mesure de g rer le maximum de puissance de sortie du champ qui se produit dans de tr s fortes conditions d irradiation Pendant l essentiel du temps l irradiation est inf rieure en fonction de l heure de la journ e de la saison ou des nuages par exemple Les onduleurs fonctionnent donc rarement leur puissance nominale ils sont le plus souvent en tat de fonctionnement charge partielle Le graphique illustre comment l efficacit change en fonction du rapport BD Par cons quent l efficacit puissance nominale peut tre d une valeur informative limit e 33 Zo Technologie du photovolta que mWirenac renewables academy Afin d valuer plus pr cis ment l efficacit il faut d finir l efficacit de sorte tenir compte du comportement charge partielle des onduleurs ainsi que des conditions climatiques L efficacit europ enne a t d finie par le Centre commun de recherche se fonde sur le climat Ispra en Italie Neuro 0 03 Ns 0 06 N10 0 13 N20 0 1 730 0 48 Nso 0 2 100 Cette d finitio
44. mise la terre ou la masse du syst me fournit galement un point de tension de r f rence z ro tous les autres composants du syst me En th orie la terre doit pouvoir absorber une quantit illimit e de courant sans pour autant changer son potentiel Ce qui n est pas le cas en r alit Mais des tudes de mise la terre servent aussi pr dire la hauteur laquelle le potentiel terrestre pourrait augmenter dans le cas d un ph nom ne extr me de surcharge de courant Si la hausse du potentiel terrestre est dans les limites acceptables le risque de choc lectrique est alors maintenu un minimum acceptable En tant qu une tension de r f rence z ro le conducteur la r f rence de tension z ro doit tre reli la terre Sur le c t CC il s agit du conducteur n gatif alors que ce sera le conducteur neutre sur le c t CA noter que les liaisons CC sont g n ralement situ es l int rieur des onduleurs centraux ou dans des dispositifs de protection contre les d fauts la terre Il n y a g n ralement qu un seul conducteur au sol pour le c t CC et un autre conducteur pour le c t CA Les c t s CC et CA peuvent tre reli s au m me syst me d lectrodes de mise la terre tiges de mise la terre 135 Zo Technologie du photovolta que IH Frenac renewables academy Si des tiges de mise la terre s par es sont utilis es elles doivent alors tre li es ensemble
45. ne Des conditions diff rentes par ex irradiation orientation temp rature ombrage pour diff rents g n rateurs partiels sont acceptables Hautes tensions et courants inf rieurs 10A Pas d armoire de raccordement du g n rateur www renacde C bles courts Conception de g n rateur simple Courant MPP similaire pour tous les modules requis gt Placer les modules semblables sur une m me cha ne www renac de Les syst mes photovolta ques avec onduleurs cha ne sont de conception modulaire Les onduleurs cha ne sont connect s une seule cha ne et ont en g n ral une puissance nominale inf rieure 10 kW Uonduleur peut tre proche de la cha ne afin de r duire au minimum les longueurs du c ble CC Les lignes CC peuvent avoir un plus diam tre plus important et peuvent donc tre plus ch res et plus difficiles poser Comparativement aux concepts d onduleur central les pertes totales sur la ligne peuvent tre semblables En raison de la proximit la cha ne il est souvent n cessaire d installer l onduleur l ext rieur c est dire sur les murs les poteaux ou sur les structures de fixation des modules etc Lorsque vous utilisez des onduleurs cha ne de type module l orientation et le pas ainsi que l ombrage et les temp ratures peuvent varier entre les cha nes Comme un MPP est suivi par cha ne un type de module doit tre utilis par cha ne e
46. nes et la distance galement appel e jeu C en m entre les modules environ 0 02 m sont les facteurs d terminants pour le calcul de la dimension d un cadre standard galement appel table d un module Normalement les cadres sont pr vues en troite collaboration avec le fournisseur des structures de montage Ils disposent de fiches de planification qui permettent de recueillir toute information n cessaire au calcul d taill des cadres La composition et stabilit du sol est galement importante pour la longue dur e de constitution de la construction et le fournisseur doit fournir un calcul statique bas sur la distribution de la masse pr vue Cette information permet de d terminer la solution d une installation ad quate Le nombre de rang es d une table d pend de beaucoup de facteurs les charges de vent la latitude pour les calculs de l ombrage les conditions g ographiques surface ondul e etc mais varie g n ralement entre 3 5 rang es par table Ici le co t est un facteur important tant donn que le nombre de rang es par cadre va directement affecter la longueur distance entre les cadres en raison de ombrage de m me que le nombre de cadres poser dans une zone particuli re Par cons quent une optimisation de ce param tre va impliquer un quilibre entre le co t des structures de montage y compris les co ts et la complexit de l installation les pertes dues l ombrage et le nombre tota
47. passage au sol d une fuite la terre entre le parc PV et les transformateurs ou les g n rateurs sur le r seau lectriques 112 Zo Technologie du photovolta que mWirenac renewables academy S lection du transformateur I renac renewables academy Le transformateur est il convenable la MLI modulation de largeur d impulsions Recommandable laisser le fabricant d onduleurs fournir le transformateur l vateur pour s assurer de la correspondance de l quipement www renac de Le transformateur s lectionn doit fournir des caract ristiques de tension et de puissance de sortie qui r pondent aux exigences de l exploitant du r seau local En outre le choix du transformateur doit se faire en coop ration avec le fabricant de l onduleur Ils savent comment trouver un transformateur appropri et certains d entre eux fournissent galement le bon transformateur l vateur pour s assurer de la correspondance de l quipement Comme indiqu les transformateurs sont valu s en puissance apparente kVA La puissance apparente est constitu e de la puissance r elle W et de la puissance r active var Alors que la puissance r elle est n cessaire tout type de travail la puissance r active elle est n cessaire au bon fonctionnement d un r seau en CA et doit tre correctement quilibr e par les op rateurs de r seaux Dans certains pays le Gestionnaire du r seau de distrib
48. pertes plus lev es comme on peut le voir dans l quation simplifi e UU Perte I R Par cons quent une tension plus lev e sur la ligne va conduire une perte relativement faible parce que la tension est inversement proportionnelle l intensit comme on peut le voir dans l quation de base P I V et donc l P V 116 Zo Technologie du photovolta que mWirenac renewables academy Le calibrage de la section transversale du c ble d pend directement de la longueur du c ble et du courant maximum qui passe dans le c ble Baue est la perte de puissance acceptable dans le c ble laquelle perte est directement li e la chute de tension elle doit galement tre 1 maximum ou 0 01 de la puissance totale transmise sur la ligne Le fait que le pourcentage de la perte de tension soit directement gal au pourcentage de la perte de puissance peut tre vu dans la comparaison de base suivante qui indique une baisse de 1 P I V et donc P 0 99 I V 0 99 Pour les besoins de protection les fusibles de cha ne sont dimensionn s 1 25 fois Isc STC et la section transversale du c ble doit tre calcul e de fa on r sister un courant plus lev que le fusible noter que le but d un fusible est de prot ger le c ble contre la surchauffe et qu il doit donc tre dimensionn de fa on que sa capacit de charge soit inf rieure en fonction de la capacit de charge maximale d
49. peuvent augmenter par deux la capacit d alimentation dans les r seaux suburbains dens ment peupl s et avec forte densit de syst mes photovolta ques Dans les r seaux ruraux qui sont moins peupl s et ont des lignes lectriques plus longues avec pour cons quence des baisses de tension plus importantes la capacit d alimentation peut tre augment e par un facteur allant jusqu quatre En termes d investissement les transformateurs variables locaux sont une solution conomique aux probl mes de tension par rapport d autres approches telles que l extension du r seau ou la limitation de la puissance active Pour ce qui est de ce dernier des compensations doivent tre prises en compte Transformateur variable de puissance locale I renac renewables academy Les transformateurs variables de puissance locale peuvent g n ralement tre install s dans des stations de transformations existantes L extension du r seau peut tre vit e l utilisation des lignes existantes tant optimis e La capacit d alimentation des r seaux suburbains peut tre augment e par un facteur de 2 ce facteur pouvant aller jusqu 4 en zones rurales Source M Hasibeck M Sojer T Smolka O Br ckl Mehr Netzanschtusskapazit t durch regelbare Ortsnetztransfommatoren www renac de 82 Zo Technologie du photovolta que mWirenac renewables academy 3 Conception de syst me PV raccord au r
50. pour d terminer le type d anomalie www renac de G n ralement l alerte d anomalie sp cifie l v nement en cours Parfois la cha ne affect e est m me identifi e Si une alerte de panne n est pas sp cifique il faudra d abord v rifier la connexion au r seau en regardant le compteur d alimentation Puis on proc de la v rification de l onduleur Si onduleur est en marche alors il pourrait y avoir une d faillance de transmission des donn es Les capteurs et l enregistreur de donn es doivent tre v rifi s Parfois les messages d erreur sont transmis Si les donn es de surveillance r currentes ne correspondent pas toujours aux valeurs attendues une inspection du site du PV peut aider d celer une d faillance dans le syst me de surveillance Une anomalie peut tre d tect e en comparant les donn es transmises au cours des 30 derniers jours avec les valeurs de r f rence de ce que l installation PV aurait d produire L amplitude la dur e et le d veloppement de toutes les diff rences ainsi que la corr lation avec le rayonnement la temp rature et l heure de la journ e sont pris en consid ration afin de d terminer le type de d anomalie Les carts sont compar s aux mod les d erreurs typiques caus s par des facteurs tels que l ombrage la d gradation la salissure la couverture de neige o une d faillance des composants du syst me 183 Zo Technologie du photovolta
51. que tous les g n rateurs injectent leur puissance apparente maximale en m me temps Les lignes lectriques les transformateurs et autres quipements ont des limites de charge constante de courant ne devant pas tre d pass es lorsque la puissance maximale de tous les g n rateurs est inject e En cas de court circuit les quipements du r seaux seront soumis des courants tr s lev s jusqu au d clenchement des dispositifs de protection contre la surintensit Bien que ce ph nom ne ne se d roule qu en quelques dixi mes de seconde les contraintes thermiques et m caniques peuvent tre tr s importantes Les quipements de r seau sont con us pour r sister de telles intensit s de courant mais bien entendu uniquement dans certaines limites physiques Dans la plupart des cas les courts circuits les plus lev s auront lieu au niveau de la barre d alimentation de la sous station cette derni re faisant le lien entre les niveaux de moyenne et de haute tension Bien qu un syst me PV puisse th oriquement inject un courant de court circuit dans la majeur partie des cas il sera beaucoup plus faible que celui des courts circuits ayant lieu au niveau du de la barre d alimentation de la sous station Par cons quent en prenant comme r f rence le pire des cas la Directive allemande de moyenne tension assume par exemple que pour les syst mes PV seule la charge de courant nominale charge constante de courant au point de
52. r seau Le signal est transmis travers les lignes lectriques elles m mes Si le contr le par fr quence audio est utilis dans le r seau en question il faut s assurer que la centrale solaire ne provoque pas de tension parasite pouvant d former le signal Des solutions techniques pour ce probl me comme les suppresseurs de fr quences audio sont disponibles Le papillotement longue dur e est actuellement consid r par la Directive allemande de moyenne tension comme tant n gligeable dans le cas de l nergie solaire et ne sera donc pas d crit plus en d tails Le Heuck K Dettmann K D amp Schulz D 2010 Elektrische Energieversorgung Wiesbaden Vieweg Teubner Verlag 63 Technologie du photovolta que IH Frenac renewables academy CA Soutien dynamique du r seau Alimentation sans panne D renac renewables academy a Une chute de tension a lieu Si la capacit de g n ration est d connect e du r seau ou a Siles lignes de transmission sont interrompues ou qu un court circuit d connecte des l ments du syst me Durantles chutes de tension sur un r seau de haute tension les centrales d nergie renouvelable et conventionnelle doivent Rester connect es durant la d faillance Maintenir la tension en fournissant de la puissance r active pendant la d faillance Consommer la m me puissance r active apr s le d pannage a Les conditions de transmission r gl
53. ration et les possibilit s de raccordement e Les fiches techniques pr sentant les sp cifications techniques des dispositifs y compris celles de la centrale de g n ration doivent galement inclure les certificats disponibles des onduleurs e En outre le sch ma du circuit doit tre fourni Il doit contenir toutes les installations lectriques les fiches techniques des quipements l information sur les lignes de moyenne tension du propri taire de la centrale les dispositifs de commutation la longueur des c bles les quipements de protection etc e Les donn es concernant le transformateur comme la capacit nominale la tension d imp dance relative et le taux de transformation 72 Zo Technologie du photovolta que mWirenac renewables academy e L information propos du courant de court circuit de la centrale solaire au point de connexion avec l exploitant du r seau e V rification des propri t s lectriques interactions avec le r seau puissance d alimentation comportement de la centrale lors de son raccordement au r seau contribution du courant de court circuit puissance active de sortie soutien dynamique du r seau fonctionnement en puissance r active dans des conditions normales d exploitation du r seau propri t s des quipements de d connexion et conditions de connexion Sources e Generating Plants Connected to the Medium Voltage Network BDEW 2008 e Technical Conditions for Conn
54. rayonnement ne pr sente aucune correspondance Par cons quent il n y a probablement pas de nuages en passage En cas de raccordements desserr es qui d connectent une partie du syst me les pics seraient soit plus intenses soit plus courts Dans cette courbe une puissance de cr te pr sente une largeur d environ une heure ce qui pourrait s expliquer par des ombrages ou un dysfonctionnement temporaire s de l onduleur 181 Technologie du photovolta que TIRE re renewables academy C2 Surveillance PISE D tection des anomalies D faillance D connexion au r seau Arr t de l onduleur Aucune transmission de donn es Appareil d fectueux Autres Solution Message d erreur Inspection au site du PV www renac de 182 Zo Technologie du photovolta que mWirenac renewables academy N Surveillance I renac renewables academy D tection des anomalies Comparaison des valeurs de r f rence des 30 derniers jours par rapport ce que le syst me PV aurait d produire Les carts sont compar s aux mod les d erreurs typiques caus es par des facteurs tels que l ombrage la d gradation la salissure la couverture de neige ou une d faillance des composants du syst me L amplitude la dur e et le d veloppement de toutes diff rences de m me que la corr lation avec le rayonnement la temp rature et l heure du jour sont pris en compte
55. re du soleil est suffisante les composantes de la partie CC doivent alors tre v rifi es la tension aux disjoncteurs CC r v le s ils sont d fectueux c est peut tre qu ils sont tout simplement dans la position ouverte les bo tes de jonction et les coffrets de raccordement sont par la suite v rifi s les fusibles de cha ne peuvent tre grill s C est peut tre un signe d un coup de foudre ou d une surtension la prochaine tape est donc de v rifier le surpresseur de surtension parafoudre Si les fusibles sont en bon tat il pourrait y avoir un circuit ouvert ou un court circuit dans le champ Un examen visuel peut aider d celer les c bles ou les modules endommag s S il y a une tension CC l entr e de onduleur elle pourrait tre inf rieure l entr e CC minimum de l onduleur en raison d un faible rayonnement qui peut alors tre v rifi au moyen d une mesure du rayonnement ou en utilisant la fiche technique de l onduleur et un voltm tre si la tension l entr e de l onduleur est correcte mais qu il n y a pas de sortie et que l onduleur n affiche rien c est pour confirmer une d faillance de l onduleur et le fabricant doit tre contact 8 I renac newables academy Cat gories de dysfonctionnements probl mes de r seau Cat gorie aucune sortie du syst me au cours de la journ e Il 8 Panne Fusibles Anomalie au Arr t de l onduleur g n rale
56. rement lorsqu une temp rature de cellule est en augmentation Ce courant de court circuit maximal Lens d un module est aussi le courant de court circuit maximal de chaque cha ne Avec les modules reli s en s rie dans une cha ne le courant de la cha ne va rester le m me partout Le nombre de cha nes reli es en parall le peut tre maintenant calcul en comparant le courant de court circuit maximal Loss d une cha ne au courant maximal d entr e CC de l onduleur Ce courant de court circuit maximal d un sous champ PV est la somme du courant de cha ne Laus de toutes les cha nes reli es en parall le Des cha nes peuvent tre ajout es en parall le pourvu que le courant maximal du plus grand sous champ lcmax qui en r sulte demeure inf rieur au courant d entr e nominale de l onduleur 94 Zo Technologie du photovolta que IH Frenac renewables academy noter que le calcul de ce dimensionnement du courant maximal utilise le Lena et non le plus bas Imppmaxw parce qu cette tape nous sommes pr occup s par le courant maximal possible limite sup rieure que l onduleur peut transporter et non l tat du fonctionnement normal 95 Technologie du photovolta que ES mi renac renewables academy 3 3 Cadres S lection des composants cadre standard z5 ii renac renewables academy E La longueur et la largeur d une table sont calcul es comme suit Liabte N X Lmoa
57. renac de L interrupteur sectionneur CC est situ l entr e CC de l onduleur Il d branche le syst me PV de l onduleur et doit donc tre en mesure de commuter la pleine charge PV y compris la tension totale du champ Vo mesur e 10 C ainsi qu un courant de 1 25 fois le I Le sectionneur CC doit tre cadenc un fonctionnement CC et tre capable de g rer ais ment le courant CC le plus lev produit par l ensemble du champ branch l onduleur noter que la commutation de l alimentation CC n cessite diff rentes exigences techniques contrairement l alimentation CA tant donn que l alimentation CC a tendance former un arc lorsqu elle est commut e Lorsqu ils sont bien situ s et utilis s selon leurs cotes approuv es les disjoncteurs qui peuvent tre manuellement r gl s et red marr s peuvent servir la fois de dispositifs de d connexion et de protection contre les surintensit s Il est important de souligner que le sectionneur CC doit tre bidirectionnel ce qui signifie que les c t s positif et n gatif doit tre tous les deux allum s en m me temps Certains fabricants d onduleurs int grent leur propre sectionneur CC dans l onduleur ou fournissent des quipements correspondants en se basant sur les entr es admissibles de l onduleur 126 Zo Technologie du photovolta que mWirenac renewables academy CA S curit lectrique les composants c t CC D r
58. renewables academy co Service de maintenance iii renac renewables academy Exploitation et maintenance vue d ensemble des activit s Inspection sur place Entretien des espaces verts p turages etc Maintenance pr ventive Onduleurs Structure de montage syst me de surveillance V rification de la cha ne Services de maintenance non planifi e Maintenance de la basse haute tension Surveillance et rapports continus de l installation Nettoyage du champ solaire optionnel www renac de L image ci dessus donne un aper u des activit s d exploitation et maintenance au cours d une ann e Une surveillance et reporting d une installation ainsi des inspections visuelles r guli res ont continuellement lieu tout au long de l ann e Le nettoyage du champ solaire est facultatif et d pend des conditions environnementales Les syst mes PV dans des climats secs fortes concentrations de poussi re vont n cessiter un nettoyage tr s r gulier Les zones de climat humide et froid auront plus d un probl me pour maintenir les modules l abri de la neige pendant l hiver Par cons quent il est recommand de commencer par nettoyer chaque mois et par la suite adapter la proc dure sur la base de l exp rience acquise sur le site Certaines mesures telles qu un contr le g n ral de s cha ne s pourraient tre n cessaires deux fois par an La structure de montage ou le syst me
59. ses composantes directe diffuse et r fl chie Les donn es sont transf r es soit au moyen des services Web des t l chargements FTP soit par courrier lectronique Les donn es pr cises de tous les sites travers le monde peuvent ne pas tre disponibles Une analyse co t b n fice va aider d cider des param tres surveiller et de la m thode de surveillance adopter Par exemple il n est pas conomiquement rentable et utile de mener un suivi exhaustif sur un petit syst me PV mont sur le toit des d faillances au syst me peuvent tre simplement d tect es en observant le statut de l affichage de l onduleur Par ailleurs la surveillance extensive d un grand syst me PV pr sente un fort avantage de co t puisque les anomalies ou les contre performances peuvent ainsi tre rapidement identifi es et corrig es gt o Surveillance II renac renewables academy Cat gories de surveillance L Lecture sur site des valeurs de l onduleur affich es sur cran ll Surveillance en ligne des param tres de londuleur P V 1 Suivi des donn es environnementales rayonnement temp ratures vent Surveillance en ligne des onduleurs des cha nes de la m t o des compteurs d nergie lll Contr le du r seau www renac de 160 Zo Technologie du photovolta que mWirenac renewables academy Les valeurs de l onduleur sur l cran et sur le compteur d alimentation peuvent tre v
60. sont souvent d fectueuses Il y a un nombre consid rable de diff rences de qualit disponibles sur le march Les fabricants de modules de qualit ont tr s rarement des probl mes de diodes d fectueuses La plupart des pannes survenant dans les syst mes PV sont dus une mauvaise installation Comme exemples de d fauts d installation typiques on peut citer l utilisation des composants qui ne r pondent pas aux sp cifications de conception l ombrage ainsi qu un mauvais num ro de crochets de toit et des pinces de modules non fix es pour ce qui est des syst mes mont s sur le toit Cependant la plupart des d fauts d installation sont li s des probl mes de c blage Les causes les plus fr quentes d une anomalie du syst me PV sont des c bles suspendus avec une isolation endommag e des raccordements desserr es et un mauvais sertissage Une des causes de survenance de ces anomalies est une proc dure d essai incomplet ou absent la fin de l installation 184 Zo Technologie du photovolta que mWirenac renewables academy N D pannage I renac renewables academy D gradation du module Aucune r gle g n rale ne peut tre tablie Certaines tudes font tat d une d gradation consid rable alors que d autres tudes montrent des performances tr s stables au fil du temps La d gradation peut tre due l humidit qui p n tre dans les cellules ou aux r actions chimiques dans l
61. 0 cable losses V MaxmPP at inv V MaxModMPP x N modules per string O Vminmppatnv t Vuaxmppatns V sont les tensions minimale et maximale de MPP l onduleur A noter que ces valeurs doivent tre potentiellement corrig es avec la chute de tension sur le c t CC si les distances Tonduleur sont grandes A noter que des valeurs l g rement plus lev es de Vmaxmppatny Sont acceptables car cette valeur va diminuer au fil du temps en raison de la d gradation des modules PV www renac de 92 Zo Technologie du photovolta que mWirenac renewables academy N Dimensionnement de la cha ne longueur de la cha ne I renac renewables academy Nombre de modules qui composent une cha ne Modules par cha ne V MaxMPP at inv V MaxModMPP N modules per string V MinMPP at inv gt m Pertes de c bles V minmoampp X 1 cable losses En g n ral pr f rez un nombre gal de modules pour faire simple pendant l installation lectrique et la conception de la table gt arrondir par exc s ou par d faut un nombre gal s il remplit les crit res de conception Voc et Vuppv www renac de Nous pouvons calculer la tension maximale en Voc par la m me quation La tension maximale en Voc doit tre inf rieure la tension maximale d entr e CC de l onduleur m me lorsque la temp rature des cellules est plus basse pendant les p riodes o la temp rat
62. 0 Wc est 243Wc 263 Wc La plage de puissance nominale pour la classe de puissance 255 Wc est 247Wc 268 Wc La plage de puissance nominale des modules d un lot de l ensemble de la production est donc de 238 Wc 268 Wc et la plupart des modules auront une puissance nominale moyenne de 252 We En cr ant trois classes de puissance le fabricant inclut le lot de l ensemble de la production et fournit toujours des modules ayant une puissance l g rement sup rieure en moyenne Les fabricants de cellules cr ent des classes de puissance semblables afin que la fabrication soit aussi homog ne que possible Les fabricants de modules PV qui poss dent leur propre production de cellules sont galement en mesure de produire des modules qui soient aussi homog nes qu ils puissent ainsi r duire les tol rances Les fortes tol rances de 10 provoquent des pertes de d sadaptation lorsque les modules sont connect s en cha ne Mais aujourd hui la plupart des fabricants de modules de qualit proposent des tol rances de puissance inf rieures 5 et peuvent m me offrir ce que nous appelons des tol rances positives au point qu ils sont m me de garantir au minimum une puissance nominale ayant une tol rance positive Ce qui permet d tablir avec certitude des hypoth ses de rendement nerg tique La garantie de puissance du module est d finie pour une dur e 10 et 30 ans avec un certain pourcentage de puissance initiale suiv
63. 08 Technical Guideline Generating plants connected to the medium voltage network Guideline for generating plants connection to and parallel operation with the medium voltage network Berlin BDEW Bundesverband der Energie und Wasserwirtschaft e V 53 Zo Technologie du photovolta que IH Frenac renewables academy CA Capacit de charge des quipements du r seau In renac renewables academy G n rateur PV G n rateur PV Nouveau existant g n rateur PV Sch ma RENAC www renac de 54 En Technologie du photovolta que mWirenac renewables academy Capacit de charge des quipements du r seau mre nac renewables academy G n rateur PV Transformateur Points de s paration g n ralement ouverts Barre d alimentation Ligne de moyenne tension Transformateur Sch ma R seau de moyenne tension g n rique RENAC Cas 2 Court j circuit Barre d alimentation D Cas Charge de courant i constante Sous station Nouveau g n rateur PV G n rateur PV existant Charge lectrique www renac de L une des questions essentielles devant tre r solue lors de la connexion au r seau d une centrale PV est de savoir si les quipements de ce dernier peuvent absorber la charge suppl mentaire Les quipements du r seau incluent les lignes lectriques les transformateu
64. EE Iii renac renewables academy Technologie du photovolta que Zo Technologie du photovolta que mWirenac renewables academy 1 Cellules et modules E 3 1 1 Qualit et norms des modules inserer 3 E ZE 12 2 ONCE D nd Oa 17 2 1 Oe ln E EECH mine mdr mariianr ire Mar tannins literie lan idee e 17 2 2 Modulation de largeur d impulsion MLI is 21 2 3 l ments d fonduiedr ss ne nd onu 24 2 14 Topeloglesglelong lesten eegene Re ne RME 27 2 5 Onduleurs pour modules film fin sisi 30 2 6 Efficacit d l ondul uf sin sense e e EE rene tienne 32 2 7 Fiche technique de l onduleur iii 37 2 8 Tension d entr e en E 41 2 9 Comparaison des topologies d onduleurs ss 43 2 10 Concepts d onduleur EE 45 2 11 Soinion LR TE 52 2 12 M thodes obligatoires de gestion du r seau 57 2 13 Perturbations s r l r seau nice cnnatiiie ar aa ae E talent ti aus 62 2 14 Documentation n cessaire au raccordement au r seau sssesssssssssrsesrsssrsssrresrnssrnssrnssrnssrnssrnssrns 67 2 15 ele dun ET E 76 3 Conception de syst me PV raccord au r seau sssssesssesssesssscsescssecsseccsecosssesseessssssesesesoe 83 3 1 Champ PV dimenssionnement de Tonduleur ss 83 3 2 Dimensionnement de l Cha n 225 Mesrine hu ntm EERSTEN ec 84 E D ele EC 96 3 4 Dimensionnement de l onduleur sise 103 3 5 Dimensionnement du transformateur iii 108
65. I est la faible perte de puissance dans les dispositifs de commutation Dans le cas de la modulation de largeur d impulsion sinuso dale un comparateur compare la tension d un signal haute fr quence porteuse celle d un signal de r f rence pour les PV raccord s au r seau ce serait la tension du r seau Les interrupteurs sont contr l s par des comparateurs si le signal de r f rence est sup rieur au signal triangulaire le comparateur ferme synchroniquement les interrupteurs S et S produisant ainsi une tension positive en sortie Un second comparateur utilise un signal triangulaire invers et ferme les interrupteurs S et Ss produisant ainsi une tension n gative en sortie 22 Zo Technologie du photovolta que HI Frenac renewables academy Les impulsions produites par S et S4 forment la moiti positive du signal sinuso dal alors que S et S forme la moiti n gative Le sch ma repr sente une demi p riode de la comparaison des deux signaux ainsi que le signal de sortie r sultant la moyenne de se dernier se comportant comme une onde sinuso dale Pour des raisons de repr sentation la fr quence de la porteuse est consid rablement inf rieure la r alit La porteuse est g n ralement de forme triangulaire avec une fr quence comprise entre 10 et 100 kHz minimisant ainsi les effets ind sirables comme le bruit les courants ondulatoires et la distorsion harmonique La MLI est d crite l
66. PV tant K a IEA l d pendante de la temp rature les cas extr mes doivent tre pris en compte Courant PV A www renac de Tension PV V een d Plage MPP de Tonduleur d Plage de fonctionnement de l onduleur www renac de La temp rature a un effet n gligeable sur le courant photovolta que mais elle affecte la tension photovolta que et donc aussi la puissance de sortie Comme le montre les courbes LV dans le diagramme la tension photovolta que baisse au fur et mesure ou augmentent les temp ratures En raison de l effet sur la tension les sc narios de temp rature la plus extr me doivent tre pris en compte lors du choix de l onduleur Pour ce qui est des basses tensions deux param tres doivent tre pris en compte la tension CC minimale est la plus basse tension laquelle l onduleur est capable de fonctionner La tension de d part est la valeur laquelle onduleur commence fonctionner ex le matin ou apr s une d connexion en raison d une panne sur le r seau La tension minimale est inf rieure la tension de d part En plus d une baisse de tension due la temp rature la d gradation des modules et leur tol rance de tension doivent tre prises en compte En outre la tension minimale d entr e est li e la tension du 41 Zo Technologie du photovolta que HI Frenac renewables academy r seau L alimentation doit tre possible m m
67. Une alerte automatique par e mail ou par SMS est envoy e en cas de d faillance des modules ou des onduleurs Les barres bleues indiquent le rendement nerg tique de l ensemble du syst me obtenu toutes les deux heures pendant 3 jours allant du 5 au 7 avril 2010 Les lignes de couleur repr sentent les diff rents onduleurs La ligne verte qui correspond l onduleur G3 suit directement la forme des barres bleues La ligne rouge repr sente l onduleur G1 et son rendement nerg tique est inf rieur celui de l onduleur G3 mais la forme de la courbe de rendement nerg tique correspondant au rendement nerg tique du 165 Zo Technologie du photovolta que mWirenac renewables academy syst me Uonduleur G3 peut afficher un rendement plus faible car il a moins de modules connect s Au matin du troisi me jour la ligne bleue qui correspond l onduleur G2 affiche un rendement sup rieur celui de l onduleur G2 Ce qui sugg re que les modules connect s l onduleur G2 sont orient es plus vers l est Les donn es obtenues des capteurs du rayonnement pourraient tre parall lement analys es aux rendements de l onduleur pour comprendre la raison de la diff rence des rendements m me si les onduleurs ont la m me puissance nominale La ligne jaune qui repr sente l onduleur G4 est compl tement couverte par la ligne rouge du G1 Ce qui signifie que les deux onduleurs g n rent le m me rendement nerg tique
68. a nes Elle contient des fusibles de cha ne pour les c bles positifs et n gatifs bas s sur le courant maximal Isc d une cha ne donn e Les disjoncteurs sont g n ralement de 40 80 A et sont choisis en fonction du courant maximal disponible manant des multiples cha nes reli es l AJB Selon le plan con u la section transversale du c ble est s lectionn e sur la base du calcul des pertes CC la GJB ou onduleur M32 M40 et M50 sont des exemples de dimensions du c ble au niveau de l AJB Certaines AJB sont dot es de connecteurs multicontacts pour les cha nes entrantes et d autres disposent d une cascade en option pour les modules couches minces Les modules couches minces ont g n ralement un courant de cha ne Isc lt 3A Ainsi par rapport aux modules cristallins le nombre de cha nes connect es en parall le pour r pondre la sortie de l onduleur peut tre trois fois plus lev Les bo tes de jonction avec cascade permettent de raccorder plusieurs cha nes en parall le avec une certaine facilit de manipulation 124 Zo Technologie du photovolta que TIRE re renewables academy SO Dimensionnement du c ble Bo te de raccordement du g n rateur m renac coffret de raccordement renewables academy Dimensionnement de la capacit de charge de courant du c ble et du fusible MCB selon la norme CEI 60512 Partie 3 courant admissible au c ble l 1 gt l co
69. a section des c bles De nombreux trackers MPP www renac de 50 Kg Technologie du photovolta que Ill I renac renewables academy d EZ Onduleur de cha ne vs onduleur central Installation lirenac renewables academy Onduleur de cha ne Onduleur central Fonctionnement Fonctionnement Maintenance et permutation faciles des Mi et permutation des onduleurs ME plus complexes Pas de contrat de garantie n cessaire Contrat de garantie avec le fabricant de avec le fabricant de l onduleur londil ur necasas D faillances Si un onduleur tombe une petite partie du r seau de panneaux PV D faillances Si un onduleur tombe une est concern e mais la probabilit d une grande partie des panneaux PV est d faillance est plus lev e concern e mais la probabilit d une d failance est tr s faible www renac de Les tableaux ci dessus r sument les avantages et les inconv nients des configurations cha ne et centraux d onduleurs Les onduleurs cha ne favorisent une conception flexible de syst mes plus grands peuvent tre constitu de mani re modulaire Quant eux les syst mes onduleur central n cessitent que l ensemble du syst me soit canalis par un point unique onduleur central avant qu ils ne puissent tre raccord s au r seau public L installation d onduleurs cha ne est plus complexe car il y a plus de composants impliqu s tandis que l
70. able du r seau lectrique 114 ES Technologie du photovolta que IH Frenac renewables academy 3 6 Dimensionnement des c bles CC et CA CA Dimensionnement du c ble c t CC In renac renewables academy Le total des pertes de c blage c t CC ne doivent pas d passer 1 A noter que cela fait l objet de n gociations de RP gt les faibles pertes impliquent des n gociations PR de haut niveau mais galement un prix lev du syst me Dimensionnement du c ble de cha ne l AJB chute de tension de 1 Section transversale mm Acnaine cc 2 2 Leane ce X 12 VX Pohamp K Pertes de c bles W P 2 x Li cc laine Ac bie principai ce K K conductivit lectrique m Qmm2 x Cuivre 56 Aluminium 34 Dimensionnement du c ble de bus CC le c ble principal CC et les c bles de bus doivent r sister au courant maximum produit dans le champ PV Habituellement calibr 1 25 fois Isc STC www renac de 115 Zo Technologie du photovolta que mWirenac renewables academy Dimensionnement du c ble c t CC In renac renewables academy Les valeurs sont calcul es et arrondies l exc s la prochaine classe standard Les mat riaux du c ble sont g n ralement le cuivre et l aluminium L aluminium n est pas toujours disponible mais permet de faire plus d conomies L aluminium pr sente quelques probl mes de pose
71. ai de courant de fuite en milieu humide Le module est compl tement immerg dans un r servoir d eau l exception des entr es des c bles des bo tes de jonction qui ne sont pas con us pour tre immerg es inf rieure IPX7 Entre les connecteurs de sortie court circuit e et l eau il est appliqu pendant 2 minutes une tension d essai allant jusqu la tension maximale du module Ensuite la r sistance di lectrique est nouveau test e Les statistiques de r ussite et d chec soulignent que la plupart des chantillons d fectueux des modules laissent appara tre des chauffements localis s ou un d laminage suite aux essais de cycle de temp rature ou au cours des essais de chaleur humide Cela montre que la garantie de la fiabilit dans des conditions climatiques diff rentes est le plus difficile d fi des producteurs de modules D autres causes fr quentes d chec sont l isolation et la mise terre lectriques insuffisantes ainsi que la qualit m diocre des diodes de d rivation Si deux ou plusieurs chantillons chouent l un des essais alors le module ne sera pas admissible la certification Si un seul chantillon choue l un des essais alors deux autres chantillons vont tre soumis la proc dure d essais complets Si l un de ces deux chantillons choue l un des essais alors le module ne pourra pas tre certifi Si les deux chantillons additionnels r ussissent tous
72. aide de deux param tres l indice de modulation m et l indice de modulation de fr quence ms L indice de modulation est le ratio des amplitudes des deux signaux Vre f Ve My L indice d amplitude contr le l amplitude du signal de sortie L indice de modulation de fr quence compare les fr quences des deux signaux ada fref Tir Plus la fr quence de la porteuse est lev e plus la forme d onde de sortie devient sinuso dale Afin de pouvoir fonctionner avec un facteur de puissance diff rent de 1 c d que l onduleur fournit de la puissance r active le signal MLI doit tre en avance ou en retard sur celui de la tension du r seau Le d phasage est obtenu en retardant le signal provenant des comparateurs Th oriquement il est possible d obtenir un d phasage compris entre 180 et 180 Cependant en pratique l angle est limit cause de distorsions apparaissant pour des angles de phase lev s De plus afin de pouvoir supporter la puissance r active un flux de puissance inverse d AC vers DC est n cessaire L nergie provenant de la puissance r active doit pouvoir tre achemin e travers les ponts de puissance et ensuite stock e dans un condensateur avant d tre r inject e dans le r seau En fournissant de la puissance r active les syst mes PV sont capables de r guler et de stabiliser la tension du r seau Le flux de puissance r active diminuant la transmission de puissance acti
73. ains composants de syst me principalement les fusibles et les diodes doivent tre remplac s au bout de quelques ann es d utilisation tant donn que la perte de puissance de ces dispositifs peut mener la surchauffe et les rendre finalement dysfonctionnels D autres comme l onduleur sont plus durables mais devront d tre remplac s au moins une fois au cours de la dur e de vie du syst me A noter que la plupart des fabricants d onduleurs proposent de prolonger leur garantie 20 ans pour le m me prix de l onduleur De nouvelles exigences r glementaires peuvent entrer en vigueur pour exiger m me la modification des syst mes existants On peut citer comme exemple le probl me des 50 2Hz en Allemagne face un nombre croissant de syst mes PV les onduleurs ne pourraient plus tout simplement s teindre des fr quences sup rieures 50 2 Hz tant donn qu une trop grande partie de la capacit de g n ration serait instantan ment perdue Des onduleurs ont t modifi s pour viter ce sc nario Les modifications peuvent impliquer des co ts suppl mentaires qui doivent tre prises en consid ration 186 Zo Technologie du photovolta que mWirenac renewables academy Il existe une m thode tablie et approuv e pour d velopper des proc dures de d pannage sp cifiques des plans d essai et des proc dures de maintenance qui incluent un nettoyage et des inspections visuelles effectu s sur un
74. ance minimum au sol de gt 0 5 m recommand e www renac de 101 Zo Technologie du photovolta que mW renac renewables academy S lection des composants distance entre les cadres I renac renewables academy Couramment calcul e par projection d ombre midi la date du 21 d cembre Angle d inclinaison de l axe de la terre B 90 Latitude Earth s Axial Tilt Angle 66 56 Latitude sena d W x cosa tanf Plus basse position du Soleille21D c 12heures Largeur W dela table Se d Asile de 5 kK mee lt N P HE f H Angle d inclinaisona Distance de la rang ed Certains EPC de syst mes PV rapprochent de tr s pr s les rang es pour viter les co ts de c blage et de surface occup e En cons quence l ombrage mutuel augmente gt co t tr s pr cis et analyse de l ombre n cessaire www renac de L angle d inclinaison id al d pend principalement de la latitude de l emplacement du syst me L angle d inclinaison peut tre calcul par l quation simplifi e ci dessus pr sent e Toutefois l aide du logiciel PVSyst par exemple il est galement possible de simuler l angle d inclinaison optimale d un emplacement donn pour atteindre le rendement nerg tique maximal d une ann e enti re Certaines bases de donn es en ligne tels que PVGIS fournissent galement une analyse de l a
75. ans certains cas les transformateurs sont directement incorpor s dans le bo tier de l onduleur Si I renac newables academy S lection du transformateur triphas C t haute tension Sch ma de c blage C t basse tension Rapport Symbole connexion en triangle connexion en toile de tension E r N Source Renac www renac de Le graphique ci dessus montre les symboles de raccordement des transformateurs triphas s selon la norme DIN VDE 0532 Pour les syst mes PV les transformateurs dits en triangle toile sont couramment utilis s Autres configurations des transformateurs triphas s sont entre autres les couplages triangle triangle toile toile et toile triangle Pour les connexions lectriques triphas s il existe deux configurations de base le couplage triangle et le couplage toile Alors qu un couplage en triangle ne n cessite que trois fils pour la transmission le couplage en toile peut utiliser un quatri me fil Le transformateur triangle toile couramment utilis dans les syst mes PV est un type de conception du transformateur qui utilise des enroulements connect s en toile sur sa bobine primaire c t basse tension et des enroulements connect s en triangle sur sa bobine secondaire c t haute tension raccord au r seau L un des principaux avantages de cette configuration est une isolation galvanique totale entre les bobines primaire et secondaire qui emp che le
76. ant de fuite en milieu humide Examen visuel D termination Certification du PPM STC Une exigence sp ciale de la CEI 61730 est ou avant de proc der des essais de s curit proprement dits les chantillons d essai doivent tre pr conditionn s par des essais d exposition aux facteurs environnementaux tels que d crits par la norme CEI 61215 et la norme CEI 61646 Pour la qualification il est donc recommand que les essais prescrits par les normes CEI 61215 et CEI 61646 soient combin s aux essais de la norme CEI 61730 De cette fa on les chantillons d essai qui ont d j t soumis aux essais d exposition des facteurs environnementaux d crits par les normes CEI 61215 et CEI 61646 peuvent alors tre utilis s dans les essais de s curit de la norme CEI 61730 Une telle combinaison donne lieu un arbre d essai comme le montre l image ci dessus qui couvre les deux normes de fa on optimale l essai de cycle thermique simule les diff rentes temp ratures de la journ e et de l ann e pour ainsi simuler les influences environnementales sur le module Les modules sont constitu s de diff rents mat riaux qui pourraient r agir diff remment des changements de temp ratures La temp rature ambiante est chauff e jusqu 55 C puis refroidie jusqu 25 C Un cycle est un intervalle de chauffage et de refroidissement situ entre cette diff rence de temp rature de 30 C L essai de cycle the
77. ant un temps d fini Il est assez courant que la puissance initiale soit tablie 90 au bout de 10 ans et 80 apr s 25 ans Ce pourcentage de puissance garantie se r f re aux donn es en flash qui avec le num ro de s rie du module fait partie du rapport de contr le de qualit livr avec les modules La garantie de puissance du module est ainsi d finie pour une puissance de cr te indiqu e par les donn es en flash Dans les tol rances les donn es en flash diff rent de la puissance nominale 10 Zo Technologie du photovolta que mWirenac renewables academy N Un module n est pas un module ua ee Essais de fiabilit pour comprendre la d gradation a Essais des modules lectroluminescence Indicateur clignotant de la courbe l V a Cam ra infrarouge a Essais de qualification tendus Shaker transport Tr s importants pour le financement et la bancabilit www renac de La documentation fournie avec les modules n est que l une des garanties de la qualit du module Les donn es en flash associ es au num ro de s rie ainsi que le plan de d installation du module de l installation PV devraient constituer une partie du manuel d installation Disposer de la documentation compl te du syst me fait galement appel une due diligence technique Selon la norme CEI 62446 la documentation du syst me comprend toutes les fiches techniques et les certificats des composants les conditi
78. ateurs g n rent un d phasage entre les courbes sinuso dales de courant et de tension Si le courant suit la tension la charge se comporte comme un inducteur ou est sous excit e par ex les moteurs lectriques les transformateurs ou les lignes lectriques soumis une forte charge Si la tension suit le courant la charge se comporte comme un condensateur ou est surexcit e c est le cas si par exemple les lignes lectriques sont soumises une faible charge Le d phasage est indiqu par l angle de diff rence de phase dh phi Si un d phasage est appliqu le produit de la tension et du courant c d la puissance oscille entre des Valeurs positives et n gatives Cela signifie qu une certaine fraction de la puissance oscille d avant en arri re Cette soi disant puissance r active n est pas capable de r aliser de travail et met le r seau lectrique rude preuve Les pertes ohmiques dans les lignes lectriques sont galement caus es par la puissance r active provoquant des courants plus lev s ce qui signifie qu une puissance r active additionnelle provoque galement des pertes r sistives En d autres termes si la puissance r active est compens e ces pertes ohmiques peuvent tre r duites La puissance r active capacitive peut compenser la puissance r active inductive et vice versa Dans la plupart des cas et particuli rement pour un r seau de moyenne tension auquel sont souvent connect s de nombreu
79. ation vont elles se produire La seconde partie de la question d termine de combien le champ photovolta que peut tre surdimensionn et quelle fr quence l onduleur va s arr ter 3 coefficients de temp rature des modules la temp rature des modules influence la tension et la sortie de puissance du champ photovolta que 36 Technologie du photovolta que Kg mrenac renewables academy 2 7 Fiche technique de l onduleur Fiches techniques d un onduleur R Entr e DC Puissance DC Max cos 1 1320 W 1850 W 100 V 320 V 147 V 320 V 120 V 180V tension de d marrage 100 V 120 V 139 V 180 V ee par branche 126A 126A 126A 126A Nombre de trackers MPP branches par tracker MPP 1 2 1 2 Sortie AC 1200 VA 4700 VA 220 230 auv 220 230 240 V 180 V 265 V 50 60 Hz Green 50 60 Hz 4 5 Hz Coup tie max 6 1 A 86A Facteur de puissance cos ei 1 1 Conducteurs de phase phases de connexion 111 1 1 Rendement Rendement max Euro eta 92 1 90 9 93 5 91 8 www renac de c9 mii renac renewables academy Source SMA 37 Zo Technologie du photovolta que mi renac renewables academy 7e Fiches techniques d un onduleur I renac renewables academy a Dispositifs de protection Protection d inversion de polarit DC e e Interrupteur sectionneur ESS e e Protection contre court circuit AC D 2 Contr le de d faillance de la mise terre e
80. bjectif Maintenir stable la tension du r seau En modifiant le facteur de puissance de l onduleur la tension passe en inductif et est compens e partiellement par limp dance r active gt Uinv Un diminue _ L approvisionnement dynamique en Coso 1 Coso 0 7 puissance r active d pend de la tension ou I I de la puissance du r seau a Les onduleurs PV doivent tre e surdimensionn s gt co ts suppl mentaires U uU mais inf rieurs ceux d autres formes d approvisionnement en puissance r active Les centrales solaires peuvent fournir des services auxiliaires pr cieux www renac de 60 Zo Technologie du photovolta que HI Frenac renewables academy Les fabricants d appareils lectriques con oivent leurs produits pour qu ils fonctionnent une tension nominale sp cifique afin d atteindre des performances lev es et de respecter les normes de s curit Dans le but de parvenir une tension stable au niveau des terminaux des consommateurs la tension de tous les n uds d un syst me lectrique doit tre maintenue dans des limites bien d finies La principale mesure de maintien de la stabilit de la tension est l apport de puissance r active qui est une fonctionnalit caract ristique des onduleurs solaires modernes Dans les circuits de courant alternatif la puissance r active est caus e par la pr sence d inducteurs ou de condensateurs Les inducteurs ou les condens
81. c de Les onduleurs sont soit autonomes soit non autonomes Non autonome signifie que la tension du r seau d termine la commutation de l onduleur en utilisant des thyristors en tant qu interrupteurs les thyristors ne pouvant tre que ferm s le passage de la tension du r seau les ouvre de nouveau En l absence du r seau lectrique ce type d onduleur ne fonctionne donc pas Les onduleurs non autonomes produisent un signal de sortie AC de forme d onde carr e poss dant une faible qualit nerg tique et un niveau d harmoniques lev Les onduleurs autonomes utilisent des dispositifs semi conducteurs pouvant tre ouverts et ferm s Ils peuvent tre utilis s dans des applications autonomes tout comme dans des syst mes PV raccord s au r seau Dans les applications reli es au r seau la commutation doit tre synchrone ce dernier Les onduleurs aliment s partir d une source de courant une source de courant constant quelle que soit la charge sont d nomm s onduleurs de courant Un onduleur de tension est aliment par une source de tension laquelle les modules PV peuvent tre assimil s Dans les applications PV les onduleurs autonomes de tension sont g n ralement les plus utilis s 18 Zo Technologie du photovolta que mWirenac renewables academy c5 Principe de fonctionnement de l onduleur Wi renac renewables academy Principe de fonctionnement Forme d onde de sortie Voc
82. ce actuels offrent non seulement des fonctions de surveillance et d alarme mais aussi ils permettent une optimisation de la conception du syst me ainsi que des intervalles d entretien Une surveillance long terme permet galement de veiller au suivi des engagements de garantie www renac de Il y a beaucoup de raisons pour lesquelles il est utile de surveiller un syst me PV Le rendement nerg tique peut tre r guli rement et simplement contr l partir du compteur d alimentation Toutefois des informations plus d taill es sont n cessaires l analyse des donn es de rendement annuel de l nergie ou pour aider la recherche d une anomalie De mesures exhaustives doivent tre effectu es pour identifier la cause d une anomalie que ce soit la panne d un onduleur ou la d faillance des c bles des raccordements ou des fusibles La surveillance permanente permet galement de suivre sur le long terme l tat de fonctionnement des modules et des onduleurs Si le rayonnement et autres param tres m t orologiques sont galement surveill s alors les rendements nerg tiques r els et attendus peuvent tre compar s en permanence La surveillance permanente peut aider maximiser le rendement nerg tique C est l un aspect important de la qualit Par exemple la performance des diff rents onduleurs peut tre compar e et une baisse de l efficacit peut tre rapidement identifi e L efficacit de
83. certificats d expertise technique inspirent confiance aux investisseurs et autres partenaires de projets En outre une documentation appropri e est n cessaire pour pouvoir pr senter le projet aux investisseurs potentiels si par exemple le projet est destin tre revendu Des partenariats en cours bas s sur la confiance peuvent conduire plus de contrats r guliers et une baisse des co ts ex pour la standardisation des contrats et la v rification technique pr alable 143 C7 Technologie du photovolta que mrenac renewables academy 4 2 Test d une centrale PV CS Documentation technique ali Planification et installation Dessin technique Modules Syst me de Sp cification du Onduleur e Sp cification montage c ble CC CA Sp cification e Num ro de s rie i Num ro de s rie Conditions de garantie ke Conditions de garantie Inscription requise 3 Raccordement au r seau Codes r seau Protection Calculs statiques Directives lectrique Toit Structure de montage LG www renac de La plupart des documentations techniques peuvent et doivent tre v rifi es avant la mise en service La documentation de planification pr par e avant la phase de construction l exemple des dessins techniques les calculs statiques du toit et de la structure de montage le raccordement du module et de la cha ne la d finition de l unit solaire et le calcul ou la simulation du rendeme
84. chnologie du photovolta que IH Frenac renewables academy 2 15 Transformateurs CS Transformateurs NH renac renewables academy D finitions Premier enroulement la tension est appliqu e Second enroulement la tension est induite OU Premier enroulement c blage haute tension Second enroulement la tension est induite gt Dans le cas d un transformateur l vateur pour Sr Ja De PV ces d finitions se contredisent U n 72 _ 2 transformateur U gei CH id al Rapport de tours rapport du nombre de tours Formule de la d enroulement nz fes De lectromotrice www renac de 76 C2 Technologie du photovolta que mMrenac renewables academy www renac de a Dot mclure les protections suivantes co Transformateurs II renac renewables academy Utilisation en ext rieur Sous sol Interrupteur d alimentation BT Alimentation lectrique R cup ration de l huile si n cessaire Photo A Tiedemann Protection contre les substances chimiquement actives 77 C2 Technologie du photovolta que mrenac renewables academy 8 Irenac newables academy Types de transformateurs l 8 Construction a Transformateurs sur socle a Transformateurs en int rieur Transformateurs en enclos Remplissage Transformateur ext rieur en enclos Photo A Tiedemann Type sec a Immerg Phases Monophas
85. cipalement la temp rature e caract ristiques de l emplacement ombrage altitude etc www renac de Le dimensionnement initial du champ est ensuite fortement d pendant des conditions m t orologiques locales De multiples sources de donn es m t orologiques doivent tre tudi es et prises en compte En sp cifiant la latitude et la longitude du site diff rentes sources de donn es m t o peuvent ainsi fournir une vari t d informations sur le site Le rayonnement solaire la temp rature les indices de n bulosit etc sont g n ralement enregistr s et moyenn s sur plusieurs ann es afin de minimiser le risque d erreur Les sources qui utilisent une vari t de donn es sur une p riode plus longue doivent tre pr f r es puisqu elles offrent un plus grand chantillon 84 Zo Technologie du photovolta que HI Frenac renewables academy De plus les sources qui utilisent des stations au sol fournissent g n ralement plus de pr cision que les sources qui reposent uniquement sur l observation par satellite Il est g n ralement recommand de consulter diverses sources et ne pas se fier une seule source Au minimum les informations suivantes sont n cessaires e moyenne journali re du Rayonnement global horizontal GHI kKWh m2 jour e temp rature moyenne journali re C Pour plus de pr cision et si le site conna t des conditions m t orologiques extr mes telles que les conditio
86. ction Certains fabricants d clarent que seule la version en ligne de la fiche technique sur leur site internet est jour il s agit pour eux d viter des r clamations cons cutives l utilisation de fiches techniques qui ne sont pas jour La fiche technique d crit l entr e du c t du CC qui est utile au calibrage du syst me et aux calculs du rendement Dans l exemple dans la diapositive l onduleur a un suiveur MPP qui est capable de supporter deux cha nes 38 Kg Technologie du photovolta que ll I renac rE wables academy Les param tres CA d crivent la les tension s de sortie qui doivent tre adapt s la tension du r seau public En outre la tension de sortie est donn e en puissance r elle W et en puissance apparente VA Dans l exemple toutes deux sont identiques car l onduleur n est pas capable de fournir une puissance r active facteur de puissance constant cos phi 1 L onduleur peut tre utilis dans un syst me ayant une fr quence r seau de 50 Hz et 60 Hz L efficacit maximale de l onduleur ainsi que l efficacit telle que d finit par Euro eta est donn e Les fiches techniques d crivent aussi les dispositifs de protection de l onduleur Pour la s lection et l installation de l onduleur les donn es g n rales telles que les dimensions le poids la plage de temp rature de fonctionnement la cat gorie climatique et le concept de refroidissement sont importa
87. d Les valeurs typiques de ces sections transversales de cha ne sont 2 5 4 et 6 mm allant de la cha ne la bo te de jonction du champ et 16 25 35 70 ou 90 mm allant de la bo te de jonction du champ un coffret de raccordement La section du c ble allant du coffret de raccordement galement appel e bo tier de raccordement du g n rateur GJB ou bo te de d rivation du g n rateur l onduleur peut tre aussi grand que 300 400 500 630 mm ou plusieurs combinaisons de ces c bles Par exemple 2 x 300 mm en fonction de la quantit de courant et des pertes acceptables 117 Zo Technologie du photovolta que mWirenac renewables academy Ea Dimensionnement du c ble c t CC li renac renewables academy a berte c bie lt 1 U MPP e 500 Typiquement faite D r duit E 450 automatiquement 4po ii les efforts de l m 800V 550 V conception e 350 m 750 V 500 V 2 m 700 V 450 V logiciel libre de E 300 s 650V es A00 V c blage SMA 5 m 600 V T 250 des tableaux 2 dans diff rents 200 S livres S 150 des hi e i graphiques S a 2 S 50 0 C ble en cuivre de 6 mm p 0 0176 Omm m 3 4 5 6 T Courant de cha ne A www renac de Le graphique ci dessus montre la longueur maximale du c ble qui en fonction du courant de cha ne peut tre r alis e avec un c ble en cuivre de 6 mm et calcul e pour une plage de tensions diff
88. de Nous avons d j parl du syst me de documentation et de l avantage des feuilles de planification des certificats d ach vement et des rapports de test En fait tout ce qui est planifi calcul v rifi et mesur doit tre document Des listes de contr le et des rapports de test aident beaucoup s assurer que des informations compl tes et suffisantes sont disponibles L utilisation de diff rents formulaires pr par s pour le syst me en question est vivement recommand e Au d but de la Loi sur les nergies renouvelables EEG en Allemagne les autorit s en mati re d nergie envoyaient un ing nieur pour d marrer l exploitation d un syst me PV Cet ing nieur installait le compteur d alimentation et inspectait le syst me afin de s assurer qu il tait conforme aux r glementations et aux normes en vigueur Alors que de plus en plus de syst mes taient install s les employ s des autorit s en nergie furent compl tement d bord s Depuis lors ils ont mis au point un protocole de r ception afin que l lectricien responsable d un projet puisse certifier par sa signature que le syst me PV est conforme aux r glementations et aux normes en la mati re Selon les r glementations allemandes le protocole de r ception confirme la date laquelle le syst me est mis en service 154 Zo Technologie du photovolta que HI Frenac renewables academy Le protocole de r ception commence par une insp
89. de l tat 2 produit une tension n gative en sortie La p riode T repr sente la dur e d un cycle Sachant que f 1 T et que la fr quence du r seau vaut 50 Hz la dur e d un cycle est de 0 02 seconde Les tats 3 et 4 ne produisent aucune tension en sortie car le circuit n est pas ferm durant ces tats 20 21 Technologie du photovolta que Zo mi renac renewables academy 2 2 Modulation de largeur d impulsion MLI Modulation de largeur d impulsion MLI z II renac renewables academy E G n ration DC solaire www renac de Kg Technologie du photovolta que Ill I renac wables academy rE Modulation de largeur d impulsion MLI I renac renewables academy Ae IIe AU A S I Porteuse K utile DAMME i Signal MLI www renac de L utilisation d onduleurs d livrant une tension AC de forme d onde carr e est limit e aux charges r sistives ayant de faibles exigences en mati re de qualit nerg tique comme les ampoules lectriques Pour les onduleurs alimentant le r seau ou des applications AC autonomes il est essentiel que la tension et le courant aient une forme d onde sinuso dale La modulation de largeur d impulsion MLI est une technique utilis e pour produire des ondes d impulsions rectangulaires de tr s courte dur e dont la tension moyenne se comporte de la m me mani re qu une onde sinuso dale Le plus grand avantage de la ML
90. de la journ e car le soleil du matin pourrait ne pas arriver la plage de tension d entr e de l onduleur De plus l onduleur va arr ter de fonctionner plus ou moins t t dans la soir e lorsque le courant PV tombe nouveau en dessous de la plage de la tension de fonctionnement de l onduleur 86 Zo Technologie du photovolta que IH Frenac renewables academy En hiver l onduleur ne peut convertir qu une puissance d entr e minimum pendant les jours tr s brumeux et nuageux parce que le rayonnement n est pas suffisant pour g n rer un courant qui correspond la plage de tension d entr e de l onduleur Plus loin dans le texte nous verrons que la baisse de l efficacit de fonctionnement d un onduleur en conditions de charge partielle pourrait avoir un effet plus n gatif sur la performance globale compar e celle d un onduleur surcharg qui d croche pendant les p riodes de rayonnement intense CS Dimensionnement de la cha ne temp rature m renac renewables academy La temp rature d une cellule est calcul e comme suit Teen Tair NOCT 20 x S 80 si O s Teer C est la temp rature int rieure des cellules s Tar C est la temp rature ambiante NOCT C est un param tre de cellule donn par un fabricant de cellule module S mW cm2 est le niveau d isolation www renac de Comme nous l avons appris les cellules solaires fonctionnent une
91. de la GJB doit correspondre l entr e de l onduleur De m me que les cha nes sont reli es en parall le au niveau de l AJB le c blage de l AJB est connect en parall le au niveau de la GJB pour ainsi maintenir l amplitude de tension et additionner en m me temps les sorties de courant En g n ral les GJB sont dot es entre autres de disjoncteurs mais ne sont pas dot es de fusibles en g n ral alors que les AJB sont souvent dot es des fusibles de cha ne entre autres 123 Zo Technologie du photovolta que TIRE re renewables academy CA Dimensionnement du c ble Bo te de raccordement du g n rateur coffret IH renac de raccordement n renewables academy Le dimensionnement des bo tes de jonction des champs d pend du nombre de cha nes par table 3 6 cha nes en g n ral Lesdisjoncteurs sont g n ralement de 40 80 A gt s lectionner le fusible selon le courant maximal disponible au niveau de l AJB Fusibles de cha ne pour la borne positive et n gative bas s sur le courant de cha ne Dimensionnement de la sortie de c ble bas sur les pertes CC la GJB gt Les dimensions standard sont M32 M40 et M50 Connecteur multicontacts pour les cha nes entrantes Cascade en option pour les modules couches minces www renac de Le dimensionnement des bo tes de jonction des champs d pend du nombre de cha nes par champ ou par table g n ralement 2 6 ch
92. de suivi pourraient tre v rifi s en m me temps Ce type de maintenance peut tre combin des services d entretien impr vus ou autre entretien courant tels que la coupe d herbe D autres v rifications pourraient tre n cessaires au d but et la fin de l hiver ou autres saisons o il y a un changement significatif des conditions environnementales En Europe du Nord les dispositifs lectroniques tels que les onduleurs sont nettoy s et v rifi s en m me temps Les pi ces m caniques en mouvement sont tr s sensibles aux conditions environnementales La dur e d intervalle des travaux de maintenance va donc d pendre de l emplacement 188 Technologie du photovolta que IH Frenac renewables academy C2 Service de maintenance WU renac renewables academy P riodes de maintenance Maintenance V rification de la liste Quotidienne Onduleur Fonctionnement sans perturbation Rendement Syst me de surveillance analyse des donn es Bo tiers de Y a t il de d humidit l int rieur raccord regroupement Y a t il des insectes l int rieur Suppresseur de surtension parafoudre C bles V rifier s ils sont endommag s v rifier les connexions Tous les 6 mois v rifier galement apr s les orages Intact www renac de 189 Kg Technologie du photovolta que ll I renac rE wables academy N Service de maintenance II renac renewables academy
93. diff rents syst mes de surveillance La plupart d entre eux disposent d un portail Web de surveillance pour leurs clients www sunnyportal com par exemple Les donn es de l onduleur ainsi que les ventuelles donn es environnementales additionnelles sont transmises des serveurs centraux et visualis es par des services Web Dans le but de fournir en temps r el une v ritable comparaison des donn es du syst me PV aux donn es m t orologiques certains de ces syst mes de logiciel de surveillance sont connect s des dispositifs de mesures satellitaires du rayonnement comme SPYSE www spyce ch ou d autres services m t orologiques Souvent ce sont les clients web qui se chargent de la surveillance par visualisation des installations PV grande chelle Ils disposent de leur propre serveur de stockage des donn es qui peut utiliser un logiciel autonome L image ci dessus montre un exemple de visualisation et de surveillance de toute l installation Il est possible de surveiller en m me temps un maximum de 500 onduleurs provenant de diff rents fabricants Toutes les informations importantes de la centrale ainsi que les mesures et les dysfonctionnements sont regroup s et interpr t s Ce syst me offre une cartographie topologique de la centrale des sous groupes de la centrale et de l onduleur Il assure la surveillance et l enregistrement des donn es de toute la centrale 164 Zo Technologie du photovolta que
94. doubl e du r seau Les onduleurs d crits jusqu maintenant ne produisent qu un seul signal de sortie monophas s Les onduleurs triphas s produisent trois signaux avec une diff rence de phase de 120 entre chaque phase Les onduleurs monophas s pour les applications basse puissance peuvent tre connect s l une des phases d un syst me triphas Pour les applications moyenne et haute puissance les onduleurs triphas s sont utilis s pour viter la d stabilisation du r seau 27 Technologie du photovolta que CS I renac renewables academy Les onduleurs triphas s pr sent s dans la diapositive comportent six dispositifs de commutation Dans chaque conducteur une forme d onde AC est g n r e gr ce la modulation de largeur d impulsion Onduleurs quip s d un transformateur I renac ewables academy EE a solation galvanique entre le r seau de panneaux solaires et le r seau Diff rentes configurations des montages en pont pour les hautes et basses fr quences www renac de 28 Zo Technologie du photovolta que HI Frenac renewables academy N Onduleurs sans transformateur mi renac renewables academy Topologie H4 a Moins de pertes du c t du transformateur 2 en moyenne plus l gers et moins chers Pas d isolation galvanique pas adapt s aux technologies de modules film fin et base de silicium multi cristallin www renac
95. duleur Liste de contr le Niveau de Disjoncteur DC Fusibles de Suppresseur de Circuitouvertou rayonnement branche surtension court circuit dans le champ c bles ou modules Le E De gs en s endommag s Ze ms Photos RENAC Adaptation Photovoltaics for Professionals 170 CoO Technologie du photovolta que mrenac renewables academy 7 Cat gories de dysfonctionnements in renac renewables academy Cat gorie aucune sortie du syst me au cours de la journ e 1 Tension l entr e de l onduleur non affich e par l onduleur Niveau de Onduleur rayonnement d fectueux Photos RENAC Adaptation Photovoltaics for Professionals Ici il faut distinguer entre les 3 cas r soudre absence totale de sortie du syst me sortie du syst me plus faible que pr vu et sortie du syst me inf rieure ce qu elle tait S il n y a aucune sortie de syst me l onduleur et le compteur d alimentation doivent tre v rifi s S il n y a aucune sortie de l onduleur et donc aucune injection dans le r seau lectrique la tension d entr e manant du champ doit tre v rifi e S il n y a aucune tension CC l entr e de l onduleur les mesures du rayonnement peuvent alors r v ler qu il n y a pas assez de lumi re du soleil pour g n rer l nergie 171 C2 Technologie du photovolta que mrenac renewables academy Si la lumi
96. e la tension r seau la plus lev e autoris e ex 230 V 10 SL Pour ce qui est des hautes tensions la temp rature ambiante la plus faible doit tre prise en compte Le diagramme montre deux plages de l onduleur la plage de fonctionnement et la plage MPP En g n ral l onduleur doit tre en mesure de fonctionner dans sa plage MPP afin de faire en sorte que le champ fournit sa puissance maximale possible Cependant Tonduleur ayant une plus grande efficacit mais qui n atteint pas le MPP dans toutes les conditions peut produire un rendement sup rieur celui d un onduleur ayant une moindre efficacit qui fonctionne toujours dans sa plage MPP Si la tension MPP du champ chute en de de la tension d entr e de l onduleur le syst me continue fonctionner la tension d entr e minimale qui est sup rieure l actuelle tension MPP du champ Ceci entra ne une perte d nergie Si la tension du circuit ouvert du champ chute en de de la tension de d marrage par exemple en raison des temp ratures lev es de midi l onduleur ne sera pas en mesure de se reconnecter en cas de perturbations Ceci va entra ner une baisse significative de la puissance de sortie Par cons quent dans tous les cas la tension du circuit ouvert du champ photovolta que doit tre sup rieure la tension de d marrage de l onduleur Le d passement de la plage de tension MPP de l onduleur ne repr sente pas une menace p
97. e base r guli re Cette m thode peut constituer la base du contrat de maintenance Ed Service de maintenance II renac Exploitation amp maintenance O amp M effegti Rendement lev Faible co t d exploitation Aucune panne g n rale ees de rechange Livraison rapide des PT 2 due ni L S c OO gt DI 2 o kk G Ye A E Se Ss ef K ZS v 6 Ba E get o www renac de Une gestion efficace de l exploitation et maintenance favorise un rendement nerg tique lev en vitant ou en raccourcissant la dur e de d connection d un syst me au r seau La maintenance pr ventive implique principalement des mesures de base Un syst me de surveillance distance facilite une r paration rapide des d fauts Les composants peuvent tre remplac s rapidement si les pi ces d tach es ou m me des onduleurs de cha ne de rechange sont gard s en stock La vitesse de livraison des pi ces de rechange d pend du contrat d entretien avec le fournisseur du composant Afin d assigner un contractant externe la maintenance du syst me des proc dures de maintenance et de d pannage de doivent tre d finies Si des pi ces de rechange sont en stock et que des partenaires fournisseurs de service fiables sont engag s le rendement nerg tique d une installation PV est alors assur un haut niveau de s curit 187 Zo Technologie du photovolta que mWirenac
98. e cas la valeur ajouter sera probablement positive parce que la temp rature ambiante la plus basse sera probablement inf rieure la temp rature STC de 25 C La plus haute tension MPP Vuppmax t la plus faible tension MPP Vuppmax du champ doivent toutes les deux se situer dans la plage de tension MPPT de l onduleur 90 Co Technologie du photovolta que lirenac renewables academy CA Dimensionnement de la cha ne tension maximale HN renac renewables academy D terminer la tension maximale d une cha ne que l onduleur va conna tre la tension varie selon la temp rature gt Ma est la max la plus basse T VocMaxMod Voc Tminceu 25K X Te of voc Vocmax at Inv VocmaxMod xN modules per string V input Max Inv gt Vocmaxat Inv Vocmaxvoa V est la VOC max qu un seul module aura sur un certain site et elle correspond la plus basse temp rature connue Vocmaxatinv V est la tension max d une cha ne donn e l entr e de l onduleur Vinputmaxnv V est la tension d entr e maximale admissible d un onduleur et est donn e par le fabricant www renac de 91 C2 Technologie du photovolta que lirenac renewables academy Gs Dimensionnement de la cha ne plage de tension MPPT I renac renewables academy Le nombre de modules dans une cha ne est d termin par la plage MPPT V minmPPatinv VminmoamPP X N modules per string 10
99. e parce que nous voulons nous assurer que nous n allons pas endommager notre onduleur alors nous devrions consid rer la tension la plus lev e possible qui se produira savoir la Voc du champ Cependant si nous calculons la plage des tensions qui se produiront pendant le fonctionnement normal parce que nous voulons nous assurer que la tension va rester dans la plage MPPT de l onduleur alors nous pourrions d cider de calculer la tension ajust e en fonction de Vu tant donn que cela d termine la sortie de tension pendant le fonctionnement normal Etant donn que la tension diminue lorsque la temp rature de la cellule augmente pour calculer la plus basse tension MPP nous allons ajuster la tension en soustrayant la perte de tension manant de la tension MPP STC en utilisant le coefficient de la temp rature fix e V wp K ou Vupp MV K Tmaxcei 25K d termine la diff rence entre la temp rature maximale extr me de la cellule compar e la temp rature STC Cette diff rence peut aussi tre appel e AT ou deltaT Etant donn que le coefficient de temp rature est not mV K nous la multiplions avec A T pour conna tre la tension soustraire de la tension MPP STC Vu Le r sultat de l entre crochets est n gatif parce que le coefficient de temp rature est n gatif De la m me mani re nous calculons la plus basse tension MPP en calculant la tension ajouter la tension MPP STC dans c
100. e technique du module Dans l quation ci dessus S mW cm2 est le niveau de rayonnement instantan Pour calculer les conditions journali res de fonctionnement extr mes des modules tension minimale tension maximale courant maximal par exemple bas sur la NOCT le rayonnement instantan ainsi que la temp rature ambiante peuvent tre tablis de fa on correspondre aux valeurs journali res maximales ou minimales Ces temp ratures extr mes des cellules seront utilis es pour calculer la tension MPP du module la tension minimale et maximale en circuit ouvert Voc et le courant de court circuit maximum Le dans des conditions diff rentes Gi Dimensionnement de la cha ne tension ii renac renewables academy V minmoamprr V mpP CT mazcei 25K XTcof Voc V maxmoampr V mpe T minceu 25K X Te of voc O s V p V est la tension au point de puissance maximale STC VmMinmoampp V est la Vue ajust e la plus basse temp rature de module exp riment e sur site VMinmogmpp est la Vue ajust e la plus haute temp rature de module exp riment e sur site Voc V est la tension en circuit ouvert du module les fiches techniques des modules peuvent ne pas inclure un coefficient de temp rature de la Vue gt dans la premi re approximation prenez Te de voc K qui est le coefficient de temp rature du module pour la tension en circuit ouvert Tuaxcen t Tmincen T
101. ection to the Medium Voltage Network BDEW 2008 73 Kg Technologie du photovolta que II I renac renewables academy Certificat pour onduleur solaire en Allemagne II renac renewables academy F 2 Einheiten Zertifikat er L exploitant du r seau exige un Gs certificat pour les onduleurs solaires garantissant leur RE E conformit au Technische Richtlinie Erzeugungsanlagen am Mittelspannungsnetz Directive es o i technique pour le raccordement de centrales de production aux r seaux de moyenne tension R glementation sur la stabilit statique du 01 07 2010 R glementation sur la stabilit transitoire alimentation sans panne du 01 01 2011 www renac de Les onduleurs solaires raccord s au r seau en Allemagne doivent tre conformes aux conditions techniques pour le raccordement au r seau de moyenne tension du BDEW BDEW Technical conditions for connection to the medium voltage network qui incluent le contr le et les communications du g n rateur le contr le de la fr quence le soutien r actif dynamique le soutien dynamique du r seau et la certification Les g n rateurs doivent offrir un contr le sur place ou distance de la sortie du g n rateur et une plateforme de communications vers les quipements lectriques Les onduleurs doivent fournir un contr le de la fr quence un facteur de puissance variable afin de contr ler les hausses de tension un courant r actif dura
102. ection visuelle de tous les composants tels que les modules l onduleur les c bles la structure de montage les bo tiers de raccordement du g n rateur les chemins de c bles L utilisation d un formulaire pr par pour le syst me en question pour effectuer l inspection visuelle peut faciliter la comparaison de l installation avec la conception technique du syst me L accessibilit des pi ces appropri es du r seau doit tre contr l e et la liaison quipotentielle ainsi que les dispositifs de protection doivent tre inspect s Le compteur d alimentation doit tre galement inspect tant donn que son bon fonctionnement est la base des compensations l exemple du tarif de rachat garanti TRG Le rapport de test final et le protocole de r ception compl tent la documentation du syst me Veuillez noter que le syst me doit tre mis en service par temps ensoleill afin de pouvoir v rifier le bon fonctionnement du syst me PV g n rateur solaire et onduleur En outre le syst me doit tre mis en marche par partie afin de rendre progressive la circulation initiale du courant dans le r seau et faciliter ainsi le d pannage en cas de probl mes Une tierce partie institut certifi peut aussi signer le protocole de r ception effectuer les mesures n cessaires v rifier la puissance install e et faire l inspection Il y a plusieurs instituts certifi s et laboratoires ind pendants pr ts fournir ces services N
103. ectivit et de l efficacit de d veloppement des produits de m me que les rapports des donn es de rendement long terme renforcent la perception d une marque tablie Les fabricants de modules qui r alisent et font preuve d une solidit financi re en s tablissant dans d autres branches en finan ant des projets sur fonds propres ou en offrant des assurances augmentent la fiabilit des garanties et donc la confiance dans d autres projets Goetzpartners amp COLEXON eds 2011 Hampl N L deke Freund F Flink C Olbert S amp Ade V auteurs Le mythe de la bancabilit d finition et gestion dans le contexte de financement des projets photovolta ques en Allemagne 15 Zo Technologie du photovolta que IH Frenac renewables academy Une bonne relation avec les banques et les investisseurs et des partenariats exclusifs avec des fabricants de modules haut de gamme aident les promoteurs de projets entrer sur le march Les r f rences solides et une r putation acquise dans d autres domaines d activit sont des preuves additionnelles de comp tence qui renforcent la confiance des banquiers et des investisseurs 16 Zo Technologie du photovolta que IH Frenac renewables academy 2 Onduleurs 2 1 Fondamentaux TS Principe de fonctionnement de l onduleur d renewables academy L onduleur convertit le courant DC en courant AC en commutant la tension d entr e
104. effort d installation d un grand onduleur unique est moindre Les onduleurs cha ne fournissent d j la surveillance de la cha ne laquelle doit tre ajout e lorsque l on utilise des onduleurs centraux Les pertes CC dans les concepts centraux sont plus lev es comparativement aux onduleurs cha ne et se font avec les c bles CC alors que l essentiel du c blage dans un concept d onduleur cha ne est un c blage CA Lorsque vous utilisez des concepts cha ne un plus grand nombre de suiveurs MPP sont impliqu s Par cons quent les effets d ombrage sont faciles r duire au minimum lorsque vous utilisez les onduleurs cha ne car ils sont capables de suivre le MPP de la cha ne et viter des pertes dues aux d fauts d adaptation entre les cha nes 51 C2 Technologie du photovolta que lirenac renewables academy Plusieurs concepteurs pr f rent installer les onduleurs cha ne m me pour de grandes installations en raison de leur redondance et la facilit d entretien S il y a un d faut dans la cha ne seule cette cha ne arr te de fonctionner tandis que le reste de l installation continue fonctionner En outre les onduleurs cha ne de secours peuvent facilement tre conserv s en stock afin que le remplacement d onduleurs d fectueux se fasse plus facilement Le dispositif d fectueux peut tre renvoy au fabricant pour r paration tandis que le syst me continue de fonctionner plein
105. els types de perturbations peuvent tre provoqu es par un syst me PV o Quelles sont les limites acceptables e Comportement des centrales PV en cas de perturbation du r seau o En cas de perturbation du r seau de quelles fonctionnalit s actives et automatiques de contr le le syst me PV doit il disposer afin de soutenir le r seau ou viter d autres effets n gatifs Il est important de comprendre que l valuation de la connectivit et de la compatibilit d une centrale PV surtout pour les plus importantes avec un r seau lectrique d pend fortement de l am nagement des conditions et des caract ristiques du segment du r seau sur lequel la centrale est install e Cela d pend galement de l implantation de la capacit ainsi que des param tres lectriques de la centrale PV elle m me Par cons quent une analyse g n rale de la connectivit et de la compatibilit des centrales PV n est pas possible La connectivit et la compatibilit doivent tre valu es individuellement par les exploitants du r seau local Une bonne r f rence propos de ces questions est la Directive technique allemande Raccordement et 2 Cette directive technique est exploitation de centrales de production au r seau de moyenne tension disponible gratuitement en anglais Elle peut tre t l charger sur http www bdew de internet nsf id A2A0475F2FAE8F44C12578300047C92F Sfile BDEW RL EA am MS Netz engl pdf 7 BDEW 20
106. ement Pr paration du certificat de la centrale 4 Exploitant du r seau Point de connexion au r seau V rification et d cision finale www renac de La conformit des unit s de g n ration par rapport la Directive allemande de moyenne tension doit tre certifi e par un certificat sp cifique au type de l unit En d autres termes pour les applications PV raccord es au r seau chaque type d onduleur doit avoir son propre certificat d unit Ce certificat est d livr par un institut de test accr dit Le certificat est accompagn d un mod le de simulation permettant l valuation du comportement de l onduleur en cas de perturbation En Allemagne une centrale doit fournir un certificat d s que la puissance apparente totale d un g n rateur d passe 1 MVA ou d s que la ligne reliant la centrale solaire au point de raccordement au r seau mesure plus de 2 km 27 Le sch ma d crit le processus de connexion et montre quelles tapes les certificats de centrale et d unit doivent tre fournis 34 SMA 2013 March 18 BDEW Mittelspannungsrichtlinie Retrieved from http www sma de loesungen pv netzintegration bdew mittelspannungsrichtlinie html 3 BDEW 2008 Technical Guideline Generating plants connected to the medium voltage network Guideline for generating plants connection to and parallel operation with the medium voltage network Berlin BDEW Bundesverband der Energie und Wasserwirtschaf
107. ement primaire une tension est appliqu e l enroulement secondaire une tension y est induite E OU Z E SS enroulement primaire c blage haute tension enroulement secondaire une tension y est induite gt Dans le cas d un transformateur l vateur pour PV ces d finitions sont contradictoires 1 N1 U N2 Rapport de tours rapport de tours d un enroulement U2 __ M2 transformateur n E a id al See 1 na n www renac de Les transformateurs convertissent et transf rent l nergie par induction r sonance magn tique Comme le montre la diapositive les transformateurs disposent de bobines primaire et secondaire enroul es autour d un noyau magn tique Lorsque l lectricit en CA oscille travers la bobine primaire il induit un champ magn tique Ce champ magn tique cr e un flux magn tique dans le noyau et oscille avec le courant CA dans la bobine primaire Les oscillations du flux magn tique travers le noyau induisent une tension oscillante dans la bobine secondaire Si la bobine secondaire est alors connect e comme un circuit lectrique cette tension va entra ner un flux du courant dans le circuit secondaire Dans un transformateur id al sans perte le ratio de la tension dans la bobine secondaire par rapport la bobine primaire est gal au ratio du nombre d enroulements dans la bobine secondaire VS le nombre d enroulements dans la bobine primaire En termes simples la
108. ement solaire la tension augmente tr s rapidement et puis reste relativement constante par rapport au rayonnement Afin d arriver la plage de tension MPP qui est un param tre indiqu sur la fiche technique de l onduleur nous devons calculer l aide du coefficient de temp rature du module les tensions les plus lev es et les plus faibles qui seront produites par le champ PV 89 Zo Technologie du photovolta que HI Frenac renewables academy Les coefficients de temp rature de la tension et du courant aux conditions STC sont indiqu s sur la fiche technique du module et parfois le fabricant du module donne m me les donn es NOCT Dans ce cas l quation peut tre adapt e la NOCT indiqu e Si la fiche technique du module ne mentionne pas le coefficient de temp rature de Vip alors le Te de Voc MV K qui est le coefficient de temp rature du module de la tension en circuit ouvert peut tre utilis comme dans l quation ci dessus Si le coefficient de temp rature Tc est donn pour Muss MV K il doit alors tre utilis dans le calcul de la Vue ajust D un point de vue technique un objectif majeur du processus de conception est de tester les limites du syst me et de s assurer que les composantes vont toujours fonctionner en toute s curit et ensuite optimiser les performances du syst me dans des conditions normales Si nous calculons la tension la plus lev e possible qui puisse se produir
109. ementent les d tails techniques www renac de 64 Zo Technologie du photovolta que TIRE re renewables academy Soutien dynamique du r seau Alimentation sans panne m renac renewables academy D faillance 100 Limite 2 U Uc Pas d obligation de rester connect au r seau 0 150 700 1500 3000 Temps ms Pas de d connexion durant 150 ms pendant une chute de tension 0 de U Selon Technische Richtlinie Erzeugungsanlagen am Mittelspannungsnetz a Les creux de tension au dessus de la limite 2 doivent tre surmont s www renac de L une de formes dynamiques de support du r seau est le fault ride through L alimentation sans panne Jusqu en 2011 en Allemagne les syst mes photovolta ques devaient s arr ter imm diatement en cas de chute de tension importante et soudaine La raison pour laquelle cette solution fut adopt e tait pour viter l lotage L lotage est dangereux car les ouvriers r alisant des maintenances sur la ligne peuvent ne pas se rendre compte qu un circuit reste sous tension Cependant avec la connexion de plus en plus d unit s de production d nergie renouvelable l arr t simultan de toutes ces unit s en cas de perturbation g n ralis e sur le r seau est devenu inacceptable Par cons quent en 2003 les exploitants du r seau allemand furent les premiers inclure l alimentation sans panne particuli rement da
110. emin es vers les onduleurs L onduleur convertit le courant CC du PV en courant CA et fournit la bonne combinaison des caract ristiques de la qualit de l alimentation afin qu elle puisse tre introduite dans le r seau d alimentation lectrique Afin de bien dimensionner le champ et l onduleur il y a lieu de clarifier les facteurs globaux de limitation qui affectent la conception de la centrale lectrique De plus les caract ristiques et les limites sp cifiques de fonctionnement technique des composantes s lectionn es vont directement d terminer l amplitude de la tension et du courant susceptible de circuler travers chaque partie du syst me Ce qui par cons quent informe sur les limites li es la conception du syst me Plus fondamentalement les conditions climatiques ambiantes du site vont d terminer l apport solaire disponible et les conditions de fonctionnement des modules PV qui auront une incidence directe sur leur rendement et la production Lors de la conception d un syst me PV les principaux facteurs limitatifs doivent tre clarifi s d s le d part S il y a suffisamment de terrains disponibles pour une centrale alors il y aura probablement d autres facteurs limitatifs tels que le budget et la capacit d obtenir un permis de raccordement au r seau lectrique local Si l emplacement sp cifique est connu alors une carte du site doit tre mise disposition Cette carte doit fournir autant de d tails
111. emp chant ainsi la corrosion La corrosion de l OTC est irr versible cette derni re devenant laiteuse et voyant sa conductivit diminuer 2 Par cons quence la corrosion de l OTC repr sente un risque permanent de diminution de la puissance de sortie du module 2 Technical information Module technology Duennschicht TI UEN114630 Version 3 0 SMA 31 C2 Technologie du photovolta que mrenac renewables academy 2 6 Efficacit de onduleur D Rendement d un onduleur Ii renac ewables academy Kc D finition du rendement Euro Eta d un onduleur Lesrendements pond r s sont d finis pour diff rents climats afin de prendre en compte les diff rentes conditions climatiques a Lesrendements pour six conditions diff rentes de charge partielle sont pond r s pour repr senter le climat d Europe centrale Rendement en www renac de Ps Ba Ban Pai Pin Pij Puissance relative de l onduleur P Pnom Euro 0 03 Ns 0 06 710 0 13 720 0 1 730 0 48 Nso 0 2 1100 32 Zo Technologie du photovolta que TIRE re renewables academy CA Rendement d un onduleur In renac renewables academy Afin de tenir compte de l effet de la tension DC sur le rendement les rendements pour diff rents niveaux de tension devraient tre pris en compte selon IEC 61683 a Umin tension d entr e minimum Unom tension nominale ogmax 20 de la tension d entr e
112. enac renewables academy Les l ments suivants sont couramment install s a Coffrets de raccordement a fusibles de cha ne suppresseur de surtension surtension disjoncteur CC a Sectionneurs CC www renac de Des composants de protection lectrique peuvent tre install s n importe quel niveau du syst me modulaire PV Les coffrets de raccordement et les bo tes de jonction du champ ne servent pas uniquement la gestion appropri e des c bles mais ils peuvent galement int grer des composants CC de protection s curit tels que les sectionneurs les fusibles de cha ne et des dispositifs de protection contre les surtensions ou m me des dispositifs de surveillance 127 Technologie du photovolta que CoO mrenac renewables academy Fusibles de cha ne Les fusibles de cha ne et les MSB disjoncteurs miniatures sont con us pour prot ger le c blage lectrique auquel ils sont reli s Us sont principalement utilis s dans les syst mes plusieurs cha nes o des d fauts peuvent mener des courants inverses moins de trois cha nes en parall le gt aucun fusible n est requis Les fusibles PV sp cialement d velopp s sont plus adapt s que les fusibles standards CC _Il est conseill de surveiller distance l tat des fusibles Etant donn qu ils s usent progressivement cette usure peut l occasion mener des situations dangereuses
113. ension gt Interf rences lectromagn tiques plus lev es Avec transformateur S curit basse tension possible du c t DC Lestension d entr e et gt Longue dur e de vie de sortie sont gt R duction des interf rences lectromagn tiques lectriquementisol es e N cessaire pour les technologies film fin Courant chez les Pertes dues au transformateur onduleurs centraux Courant chez les onduleurs de cha ne et de module gt Poids et taille sup rieurs www renac de Les technologies d onduleur actuellement disponibles ont un transformateur int gr pour les unes et pas pour les autres c est dire avec ou sans isolation galvanique Les onduleurs sans transformateurs sont de plus petite taille et plus l gers En outre ils ont des efficacit s sup rieures par rapport aux onduleurs transformateur en raison de l absence de pertes dues au transformateur qui sont de l ordre de 1 2 Les convertisseurs CC CC dans les onduleurs sans transformateur annulent les avantages de la perte Sans les convertisseurs CC CC le champ photovolta que doit directement fournir un niveau de tension qui est au dessus de la tension du r seau afin d alimenter le r seau en lectricit Il n y a pas de s paration galvanique entre les c t s CC et CA dans les onduleurs sans transformateurs Cela signifie qu il y a un chemin direct de conduction de courant de l entr e jusqu la sor
114. ent la conception et les sp cifications des dispositifs de commutation ainsi que les protections requises Les normes IEEE et ANSI sont utilis es en Am rique du Nord et les normes CEI sont communes l chelle mondiale CEI 61439 pour les tableaux lectriques basse tension CEI 62271 pour les appareillages haute tension avec souvent des codes nationaux locaux portant sur les modifications ou variations sp cifiques par rapport aux codes internationaux 133 ES Technologie du photovolta que II renac renewables academy Mise la terre la masse II renac renewables academy a Limite les tensions dues a la foudre la surtension des lignes lectriques au contact involontaire avec les lignes haute tension Offre un chemin de courant pour la circulation du surplus d lectricit sur la terre a Deux types de mise la masse a Mise la terre de l quipement joindre toutes les pi ces m talliques expos es du syst me PV l lectrode de mise la masse a Mise la masse du syst me un point attacher la masse un conducteur de charge de courant SG WR N Source Frank Jackson c t CC du syst me gt N gatif la masse a c t CA du syst me gt Neutre la masse 134 Technologie du photovolta que wables academy Mise la terre la masse II renac renewables academy En g n ral un seul conducteur de raccordement co
115. envergure ils peuvent d velopper des strat gies telles que la cr ation des partenariats avec des fabricants de modules pour la production de modules PV OEM exclusivement destin s leurs projets Une fois que ces modules ont r ussi se classer sur les listes blanches des banques les promoteurs de projets auront alors plus de flexibilit et de stabilit faire face la p nurie de demande par exemple ce qui conduit des hausses de prix sur le march Goetzpartners amp COLEXON eds 2011 Hampl N L deke Freund F Flink C Olbert S amp Ade V auteurs Le mythe de la bancabilit d finition et gestion dans le contexte de financement des projets photovolta ques en Allemagne 14 Zo Technologie du photovolta que mWirenac renewables academy cS Bancabilit 111 ua he ee OO O OTE ra KENE TNS H Producteur de module Promoteur du projet ee g l il Certification et essais l Relations i I gn o e Certification ex TUV VDE CEI ISO e Relations avec les banques et I A D e Essai du produit au del des normes l i les investisseurs Aerer a l e Partenariats exclusifs avec les l ESCH e 8 l 1 fabricants de modules haut de Rapports des donn es de rendement long gamme l y terme i i Strat gie d entr e i Autres aspects i R f I Am lioration continue de l effectivit et dei 7 l efficacit du d veloppe
116. es doivent tre configur s sur la base des conditions locales angle d inclinaison et azimut installation E W condition g ographiques surface ondul e www renac de 98 Zo Technologie du photovolta que mWirenac renewables academy Les panneaux photovolta ques sont une technologie tr s modulaire qui peut convenir un large ventail de solutions allant des microwatts aux m gawatts et quelquefois m me un ventail de gigawatts Aussi bien pour les grandes que pour les petites installations il est avantageux de maintenir le caract re modulaire de la technologie Le concept de conception de syst mes m me l chelle du m gawatt est donc un concept d assemblage des unit s solaires Une unit solaire est la table du cadre ou du module constitu e d un certain nombre de modules d une structure de montage du c blage de la bo te de jonction CC ou de l onduleur de cha ne selon le concept de l onduleur Un certain nombre de ces unit s solaires seront reli es ensemble pour former un sous champ PV reli un onduleur central ou de cha ne selon le concept d onduleur Quelle que soit la dimension un syst me PV doit tre toujours sym trique et b ti avec le m me nombre de modules sur un cadre ou sur une cha ne Par cons quent le courant et la tension de sortie peuvent tre facilement compar s et interpr t s De cette fa on une unit solaire sera reproduite plusieurs fois dan
117. es sont connect s Etant donn que le courant d entr e est directement d pendant du rayonnement il est important que le dimensionnement soit r alis selon le niveau de rayonnement mensuel du site d installation Uun des objectifs est que l onduleur commence fonctionner en d but de la matin e de sorte que m me avec un niveau de rayonnement faible le courant manant du champ PV aura d j atteint la plage de tension d entr e de l onduleur De plus midi durant le rayonnement maximal l onduleur doit continuer fonctionner et donc fonctionner pleine charge Si le dimensionnement de l onduleur a t trop petit il se d connecte lorsque la tension de cr te des niveaux de rayonnement vient d passer la puissance d entr e CC et est donc sup rieure la capacit de l onduleur C est ce qu on appelle l cr tage parce que l onduleur coupe les pics de puissance cr te disponibles qui sont alors perdus en chaleur pour prot ger l onduleur de la surchauffe En r sum si onduleur est trop surcharg il ne pourra pas fournir la totalit de la puissance disponible pendant les moments de rayonnement de pointe Ce qui est susceptible d avoir un effet consid rable si un pourcentage lev de l nergie solaire totale disponible sur le site se produit pendant les p riodes de rayonnement intense D autre part un onduleur qui a t trop grandement dimensionn d marre lentement au d but
118. es sont dispos s partager leur exp rience et aider sur ces quations Une installation typique sur un toit aura une distance de s paration de 0 5 m par exemple Si la distance de s paration ne peut tre respect e alors un dispositif de protection de type 1 contre la foudre doit galement tre install 138 Zo Technologie du photovolta que mWirenac renewables academy Comment prot ger un syst me PV I renac renewables academy a dispositifs de protection contre la foudre avec des tiges et parafoudre type 1 b dispositifs de protection contre les surtensions avec limiteur de surtension type 2 pr s de la table par exemple dans le coffret de raccordement et si n cessaire en fonction de la distance proximit du l onduleur dans le circuit CC Source RENAC www renac de L image ci dessus montre des exemples des diff rents dispositifs de protection le parafoudre type 1 et le suppresseur de tension type 2 Il existe trois cas distincts de diff renciation 1 S il n y a pas de parafoudre ext rieur un limiteur de surtension type 2 est recommand mais son installation sur le c t CC n est pas obligatoire pour prot ger l onduleur Sur la ligne d entr e CA un limiteur de surtension type 2 sera install si le b timent est dans une zone expos e des impacts lev s de foudre 2 S il y a un parafoudre ext rieur et que la distance de s paration est re
119. est facilement r alisable Sources e Parc solaire en Jordanie Exemple de centrale et de conception de syst me pour syst mes PV raccord s au r seau RENAC 2014 Jens Photovoltaic based energy farming in Jordan Sample plant and system design for grid connected PV systems RENAC 2014 Jens e Generating Plants Connected to the Medium Voltage Network BDEW 2008 33 BDEW 2008 Technical Guideline Generating plants connected to the medium voltage network Guideline for generating plants connection to and parallel operation with the medium voltage network Berlin BDEW Bundesverband der Energie und Wasserwirtschaft e V 66 67 Technologie du photovolta que CS in renac renewables academy 2 14 Documentation n cessaire au raccordement au r seau Certification d une centrale PV 1 8 I renac ewables academy 1 Demandeur du raccordement Candidature avec Formulaire standard contenant les informations techniques sur l unit de g n ration pr vue Certificats d unit 2 Exploitant du r seau D termination du point de connexion appropri au r seau D signation de la puisance de court circuit et de l angle d imp dance du r seau www renac de Zo Technologie du photovolta que mWirenac renewables academy Certification d une centrale PV Il Mre nac renewables academy 3 Demandeur du raccordement Dimensionnement du r seau du demandeur du raccord
120. eurs d nergie additionnels raccord s Les alertes d anomalie due aux carts entre les donn es du rayonnement et le rendement nerg tique ou entre deux parties gales de l installation PV entre deux cha nes par exemple peuvent tre envoy es par SMS ou par courrier lectronique L image ci dessus montre une comparaison journali re du rendement nerg tique calcul par rapport au rendement nerg tique r el du syst me PV Les barres grises correspondent au rendement nerg tique calcul en kWh sur la base des donn es provenant d un capteur de rayonnement Les barres rouges correspondent la production r elle de l nergie communiqu e par l onduleur Nous pouvons voir que le syst me PV produit plus ou moins le rendement nerg tique calcul sur plusieurs jours Du 7 au 26 jour le rendement nerg tique du syst me est beaucoup plus lev que la pr vision faite laquelle pr vision a m me chut z ro au 8 et au 19 de ce mois l m me si le rendement nerg tique du syst me affiche une sortie tr s lev e au cours de ces jours Cela peut tre d une anomalie dans le syst me de surveillance probablement un c ble de communication d faillant du capteur de rayonnement Ce type d anomalie de surveillance ne se produira pas si le logiciel compare les donn es m t orologiques d un fournisseur de services externe accompagn es du rendement nerg tique en temps r el du syst me PV Ici les ale
121. foudre ext rieure ou limiteur de surtension Un syst me de protection contre la foudre qui utilise des paratonnerres est ainsi con u pour attirer et capturer un coup de foudre d une temp te dans le but 1 d viter que la foudre ne frappe directement l quipement PV et 2 de g rer la tension et les surtensions ou pointes de courant une fois que la foudre a t attir e Par cons quent il est possible qu un tel syst me pr sente un risque de pics de tension dans les lignes des r seaux environnantes De tels pics de tension peuvent par exemple appara tre 2 km autour du premier coup de foudre Par cons quent des mesures de protection interne contre la foudre et les surtensions sont galement une bonne id e pour viter des dommages caus s par des hautes tensions induites sur les lignes de r seau 137 Zo Technologie du photovolta que IH Frenac renewables academy CA Protection contre la foudre II m renac renewables academy www renac de La distance de s paration est la distance allant de la zone prot g e au syst me de protection contre la foudre qui est constitu des paratonnerres et du conducteur lectrique qui le relie la tige de mise la terre La distance de s paration peut tre calcul e par l quation ci dessus Elle est fonction des mat riaux utilis s de la longueur de la tige de mise la terre et de la sym trie du syst me de protection Les fournisseurs de parafoudr
122. frets de raccordement selon la conception du syst me PV 191 Zo Technologie du photovolta que mWirenac renewables academy R f rences et lectures recommand es The Electrical Engineering Handbook Ed Richard C Dorf Boca Raton CRC Press LLC 2000 Sinusoidal Pulse width modulation A M Gole 2010 How Inverters Work Christopher Freitas HomePower Issue 135 February March 2010 Thin Film PV A System Designers Guide Rick Holz SolarPro Issued 4 1 Dec Jan 2011 Technical information Module technology Duennschicht TI UEN114630 Version 3 0 SMA Leitfaden Photovoltaische Anlagen DGS Handbook of Photovoltaic Science and Engineering A Luque S Hegedus Wiley Nachtarbeit m glich Photovoltaik 09 2014 192 CO I renac Renewables Academy RENAC AG renewables academy Sch nhauser Allee 10 11 10119 Berlin Germany Tel 49 0 30 52 689 58 70 Fax 49 0 30 52 689 58 99 E Mail www renac de
123. galvanique un dispositif diff rentiel courant r siduel DDR est n cessaire du c t AC 17 Leitfaden Photovoltaische Anlagen DGS 29 ES Technologie du photovolta que mWirenac renewables academy 2 5 Onduleurs pour modules film fin c5 Onduleurs pour modules film fin IL renac renewables academy Les onduleurs pour modules film fin doivent avoir une plage de tension d entr e plus large une plus grande diff rence entre la tension de circuit ouvert basses temp ratures et Vue hautes temp ratures comparativement aux modules en silicium variation de la tension durant les premiers jours d exposition la lumi re due la d gradation initiale des modules en silicium amorphe L Les fabricants de modules film S fin recommandent des onduleurs avec transformateur ou N S uniquement certains onduleurs sans transformateur avec une mise terre n gative du g n rateur PV Source RENAC adapt de Bruno Berger ISE 2007 www renac de Les modules film fin ont des caract ristiques de tension diff rentes de celles des modules bas s sur le silicium Par cons quent les onduleurs pour modules film fin devraient avoir une plage de tension d entr e plus large la diff rence entre la tension de circuit ouvert et la tension du point de puissance maximale est plus grande lors de l utilisation de modules film fin Compar s aux modules PV c Si les modules
124. garantie de l onduleur Le sectionneur de charge et ou le commutateur principal doivent tre test s charge et l onduleur doit tre mis en marche et l arr t en branchant et en d branchant le raccordement au r seau Il est essentiel de prendre les pr cautions appropri es lors de cette tape m me apr s la d connexion du champ de l onduleur en ouvrant le sectionneur de CC il peut y avoir une tension au niveau des terminaux d entr e pouvant persister pendant quelques minutes N essayez jamais de mesurer le courant entre le terminal positif et le n gatif de l onduleur lorsqu il est en marche Le condensateur d entr e de l onduleur ainsi que le courant du champ surchargeront et d truiront l instrument de mesure La v rification du V et du l des cha nes est la derni re opportunit de d celer des avaries ou des nombres incorrects de modules dans le champ ou encore des erreurs dans la configuration des modules Il faut noter que le courant d pend fortement de l irradiation lorsque le ciel est clair on aura 80 95 de l STC et seulement environ 10 de ce r sultat par temps nuageux 148 Zo Technologie du photovolta que HI Frenac renewables academy N Mesure du CC apr s la mise sous tension I ren ac renewables academy V rification puissance de CC install e puissance nominale sur la facture Avaries cellules cass es rendement r duit mauvais c blage prob
125. ge ventuel Si la cause de l ombrage ne peut tre r solue le rendement nerg tique peut tre augment e en installant un onduleur multi cha ne ou plusieurs onduleurs L onduleur ne fonctionne pas au PPM si les modules ne sont pas uniform ment align s tant donn que diff rentes inclinaisons ou orientations ont un impact sur le PPM des modules Le c blage de la cha ne doit tre v rifi et compar avec le plan de cha ne Peut tre que certaines cha nes ne sont pas correctement branch es dans les connecteurs ou qu il y a des raccordements desserr s S il n y a aucune tension aux bornes du coffret de raccordement du champ PV d une cha ne particuli re c est que la cha ne d fectueuse est identifi e et que l ventuel probl me de flux de courant inverse travers cette cha ne est mis en vidence Peut tre que l onduleur n est pas compatible avec le syst me Il doit tre v rifi s il se met en marche en fin de matin e et s arr te en d but d apr s midi ou s il se d connecte midi et n est donc pas en service au moment de la production de pointe Le circuit CC doit tre v rifi des mesures extensives peuvent aider d celer des pertes lev es sur le c t CC mais le calcul de c ble peut aussi tre d fectueux ce qui signifie que des c bles de diam tre insuffisant ont t install s CA Cat gories de dysfonctionnements probl mes de r seau I renac renewables academy
126. gment e Ce d faut peut tre d tect l aide d un multim tre La plupart des anomalies l exception des d faillances sur l onduleur peuvent tre d tect es par une combinaison d examen visuel de mesures faites au multim tre et des mesures de puissance de cr te Pour ce qui est de l onduleur l efficacit et la gestion du r seau peuvent tre v rifi es par des tests d entr e et de sortie Seuls les harmoniques les ondulations et les perturbations au r seau doivent tre v rifi s par le service du fabricant de l onduleur AS Surveillance Rd bee D tection d anomalies 700 600 500 400 300 200 100 I A d E 0 M Syst me de surveillance M Production d nergie Source Renac Production d nergie KWh Jours d Deux possibilit s a arr t des onduleurs b Surveillance d anomalies b est correcte La surveillance doit consister comparer au moins deux parties gales de l installation photovolta que deux onduleurs ou deux cha nes au moins www renac de 179 Zo Technologie du photovolta que mWirenac renewables academy Un logiciel de surveillance affiche non seulement le rendement nerg tique mais aussi analyse le syst me Les syst mes de surveillance bas s sur les donn es de l onduleur fournissent chaque instant des informations sur chaque cha ne les param tres m t orologiques et sur les compt
127. hanger chaque ann e Etant donn qu ils s usent progressivement cette usure peut l occasion mener des situations dangereuses Le remplacement des fusibles est l une des t ches les plus courantes effectu es au cours de l entretien d une centrale PV solaire Si les fusibles se d clenchent trop souvent il serait judicieux de revoir si leur dimensionnement a t trop petit pour le champ tant donn qu chaque fois qu un fusible fond il doit tre remplac avant que la cha ne affect e ne soit en mesure de produire de l lectricit nouveau 129 Zo Technologie du photovolta que mWirenac renewables academy De plus les fusibles ont des courbes de fonctionnement sp cifiques qui doivent tre tudi es lors du choix des composants M me leurs niveaux de courant nominal les fusibles vont souvent marquer un long d lai avant de se d clencher Cela est d aux propri t s physiques du fusible le filament de m tal chauffe avant de fondre et ce r chauffement se produit des rythmes diff rents selon la quantit de courant qui circule dans le filament et sert emp cher que le fusible ne saute inutilement Lorsqu ils sont expos s des charges de courant plus lev s les fusibles vont se d clenchera beaucoup plus vite pour viter qu une forte intensit du courant ne circule sur la ligne Enfin les fusibles ont galement une certaine limite d intensit de courant au del duquel ils sont suscept
128. ibilit aux rayures la tension d impulsion la surcharge de courant inverse et la d charge partielle sont test es ainsi que les impacts m caniques d un banc d essai de 45 5 kg nergie cin tique d environ 5400 Pai m et la capacit d une ventuelle gaine fix e au bo tier de jonction pour r sister une force de flexion D autres essais traitent de la r sistance au feu et des temp ratures diff rentes Compare T V Rheinland Immissionsschutz und Energiesysteme GmbH Renewable Energies a Qualification pour la s ret de fonctionnement des modules PV selon la norme CEI 61730 2004 EN 61730 2007 janvier 2009 6 CoO Technologie du photovolta que mrenac renewables academy M me les informations devant figurer sur les fiches techniques et les tiquettes des modules sont d finies par une norme europ enne EN 50380 Qualit et normes des modules In renac renewables academy Proc dure de qualification D termination de la R sistance Essai de courant de Examen visuel el 3 puissance max di lectrique fuite en milieu humide Cycles thermiques Chaleur humide NOCT coefficients Pr conditionnement TCS50 DH1000 de temp rature aux UV Exposition en site Essai de courant de naturel Cycles thermiques fuite en milieu humide TC50 Diodes by pass Humidit gel Tenue Robustesse des S gt stess Test de charge l chauffement sorties g Essai la gr le localis Essai de cour
129. ibles de se rompre Il est possible qu une intensit courant extr mement lev e puisse annuler la capacit isolante du fusible et ainsi continuer conduire le courant m me apr s que le fusible se soit d clench Pour garantir le m me potentiel de r f rence les disjoncteurs doivent avoir la m me mise la terre que l interrupteur sectionneur CC et l onduleur 130 CoO Technologie du photovolta que lirenac renewables academy 3 9 Securit lectrique N Mise la terre et protection contre la foudre I renac renewables academy a N cessaire pour prot ger le syst me PV des d charges lectriques du feu de la foudre des interf rences lectromagn tiques et de la d gradation des modules La mise la terre dun syst me PV est obligatoire sur les deux c t s CC et CA mise la terre du cadre du champ mise la terre du syst me conducteur CC Onduleur a parafoudres et limiteurs de surtension Les tiges de mise la terre doivent tre plac es proximit des bo tes de jonction des dispositifs de protection contre les surtensions et des onduleurs parfois inclus www renac de Une mise la terre ou la masse ad quate offre un point de continuit lectrique constant entre tous les composants du syst me PV si bien qu une charge lectrique dangereuse n e va pas appara tre l o elle ne devrait pas Lorsqu il est permis que diff rents n
130. ieu de s assurer que l onduleur fonctionne correctement avec le transformateur De plus la modulation de largeur d impulsion PWM utilis e dans l lectronique de puissance de onduleur ajuste rapidement un signal interne d chantillonnage du temps pour assurer que le niveau de tension la sortie de l onduleur est maintenu dans la plage de tol rance Si le transformateur n est pas adapt l onduleur de fa on appropri e il peut y avoir un cart entre la tension sur le circuit primaire du transformateur et la sortie de tension attendue de l onduleur ce qui pourrait entra ner une sortie du transformateur non satisfaisante aux caract ristiques requises du r seau ou provoquer une boucle de r action dans le syst me de commande de l onduleur qui peut potentiellement causer un mauvais fonctionnement de l onduleur ou m me causer des dommages aux composants Le transformateur doit tre adapt l onduleur autant que possible afin d assurer une performance optimis e Il est donc recommand de travailler en troite collaboration avec le fabricant de l onduleur lors du choix d un transformateur En fait beaucoup de fabricants d onduleurs vont se proposer d installer ou livrer un transformateur pr s lectionn pour leur onduleur Dans ce cas il convient de v rifier que le transformateur choisi par le fabricant fournit les caract ristiques de qualit de puissance requises par le GRD comp tent ou l autorit respons
131. if est appel ENS L onduleur doit galement se prot ger lui m me contre les surtensions et la surchauffe Afin de surveiller les performance de l onduleur les syst mes de contr le mesurent les param tres pertinents du syst me Les donn es peuvent tre stock es dans des enregistreurs de donn es ou encore directement communiqu es par ex l exploitant de la centrale lectrique PV Inverter Performance and Reliability What is the Role of the Bus Capacitor Jack D Flicker Robert Kaplar Matthew Marinella and Jennifer Granata Sandia National Laboratories 15 Handbook of Photovoltaic Science and Engineering A Luque S Hegedus Wiley 26 ES Technologie du photovolta que mWrenac renewables academy 2 4 Topologies de l onduleur CS Onduleurs triphas s mi renac renewables academy www renac de Les syst mes de transmission et de distribution d lectricit comportent g n ralement trois phases avec quelques exceptions dans le cas de la distribution Dans les syst mes triphas s il existe au moins trois conducteurs transportant le courant Les phases sont d cal es entre elles c d que les pics de courant de chaque conducteur sont retard s d un tiers de la p riode T 120 L avantage des syst mes triphas s r side dans la transmission d une quantit constante d lectricit alors que dans le cas des syst mes monophas s l lectricit transmise oscille avec la fr quence
132. imilaire une onde sinuso dale mais diff re d une onde sinuso dale id ale La d viation est d crite par le taux de distorsion harmonique total THD en anglais ce dernier devant tre inf rieur 5 Le THD repr sente donc la qualit nerg tique des onduleurs Il existe deux concepts propos des transformateurs les transformateurs basse fr quence BF modifient la tension de la sortie AC la fr quence du r seau g n ralement 50 Hz pour atteindre un niveau de tension diff rent Les transformateurs haute fr quence HF d autre part transforment un signal haute fr quence MLI dont la fr quence est diminu e un rythme de basse fr quence Les transformateurs HF sont plus petits et plus l gers que les transformateurs BF Ils incorporent un grand nombre de composants ce qui rend leur conception plus complexe pouvant r duire leur fiabilit Les deux options isolent galvaniquement les c t s AC et DC les onduleurs sans transformateur ne disposant pas de cette isolation Les onduleurs devraient disposer de dispositifs de s curit afin de contr ler la tension la fr quence et l imp dance du r seau public et pouvoir ainsi se d connecter en cas de perturbations Le but est d viter llotage c est dire un onduleur raccord au r seau alimentant une ligne hors tension et pouvant tre potentiellement dangereux pour les techniciens et emp cher la reconnexion d autres dispositifs En Allemagne ce disposit
133. iveaux de charge s accumulent sur une diversit de composants par exemple lorsqu une tension appara t entre un cadre et une cl ture du panneau PV le courant peut y circuler s ils viennent tre lectriquement reli s ce qui pourrait mener des lectrocutions et ou des dommages l quipement Une mise la masse ad quate des diff rents composants permet de parer l accumulation de ce potentiel et le raccordement de ce syst me de mise la masse aux c bles et tiges bien mis terre offre une sortie du surplus de courant devant circuler en cas de variations brusques ou de fuites de courant caus s par la foudre par exemple La mise la masse du syst me PV est obligatoire sur les deux c t s CC et CA La mise la terre du cadre du champ prot ge la structure m tallique et les modules PV de se charger pendant les orages Si l ensemble du syst me est reli la masse c est qu il est galement prot g des interf rences lectromagn tiques Les parafoudres et les limiteurs de surtension doivent galement tre mis terre Le syst me PV peut tre reli la terre sur les c t s cadre du module structure de montage en rack bo te de jonction du champ sectionneur CC et sur le c t onduleur 131 Zo Technologie du photovolta que mWirenac renewables academy Pour ce qui est du choix de l onduleur les recommandations des fabricants d onduleurs sur les installations de modules couche mince
134. ivent tre install s sur une fondation en b ton Comparativement un grand nombre d onduleurs cha ne la surveillance du syst me est plus facile Comme il n y a pas de redondance les pannes des onduleurs centraux entra nent une perte totale d nergie L entretien des onduleurs centraux d autre part est moins complexe tant donn qu il y a moins de composants entretenir 49 Zo Technologie du photovolta que HI Frenac renewables academy moins que l onduleur central ait de multiples entr es CC avec un suivi individuel de MPP le MPP de l ensemble du champ photovolta que est suivi ce qui n est l id al lorsqu on veut maximiser la sortie des modules individuels Par cons quent les conditions du module ex orientation temp rature et ombrage doivent tre aussi semblables que possible sur chaque endroit dans le champ et les modules doivent tre du m me type afin d viter les pertes li es aux pertes dues aux d fauts d adaptation Au lieu de suivre le MPP de tout le champ les onduleurs CC CC qui suivent le MPP des cha nes individuelles peuvent tre utilis s Dans ce cas une barre omnibus pour courant continu tension constant connecte les onduleurs CC CC et l onduleur central En outre les optimisateurs de puissance peuvent tre directement appliqu s aux modules Pour am liorer l efficacit charge partielle un concept ma tre esclave peut tre utilis Au lieu d utiliser un se
135. jets en voie d ach vement par exemple Beaucoup de promoteurs de projets prosp res ont donc adopt une strat gie par laquelle ils financent eux m mes les projets cl en main jusqu un stade avanc de d veloppement o ils les vendent des investisseurs en actions Alternativement les investisseurs sont souvent d sireux de cr er des partenariats long terme avec des promoteurs de projets sur la base de la confiance et dans le cas o les deux parties ont tout gagner travers des coentreprises futures Ils seront galement attir s par la possibilit de revendre un projet ou recevoir des gains en capital et des avantages fiscaux Les banques seront la recherche des flux de tr sorerie stables et pr visibles ainsi qu un environnement juridique fiable Cela pourrait signifier par exemple que les instruments et les m canismes comme un tarif de rachat garanti r gul sont en place pour veiller ce que l investissement soit s curis pour une dur e plus longue que la dur e pr vue du retour sur investissement du projet 13 Zo Technologie du photovolta que IH Frenac renewables academy Bancabilit 11 ch dense Profil de l entreprise e Taille de l entreprise Forme juridique Type d organisation Age de l entreprise Solidit financi re Structure de l actionnariat Bilans Ventes et service apr s vente Partenariats d affaires Garanties des modules
136. l me logiciel sur onduleur Listes flash Somme de la puissance puissance sur la facture Contrat si la puissance install e est inf rieure 3 de la puissance sur les listes flash le prix de l investissement baissera de Une tierce partie institut certifi peut effectuer des mesures v rification de la puissance install e ou mise en service T V Rheinland PI Berlin DGS PV Plan Fraunhofer ISE www renac de Beaucoup d avaries qui peuvent survenir peuvent tre d cel es pr cocement et g n ralement r solues gr ce un bon syst me de documentation et une bonne proc dure de pr mise en service Des avaries telles que celles caus es par des cha nes cass es micro fissures invisibles l il nu qui peuvent entra ner une r duction de la production du module peuvent tre r v l es au cours d une inspection optique sinon visuelle ou lors d un test de pr mise en service Un c blage inappropri peut tre d cel en faisant le test du syst me avant sa mise sous tension La liste de donn es flash qui fait partie de la documentation du syst me peut tre r sum e afin de v rifier si le Wp total livr est gal au co t sp cifique par puissance d clar e sur la facture du fabricant Apr s la mise sous tension des probl mes du logiciel d installation sur onduleur s il y en a peuvent tr s vite se r v ler La plupart des onduleurs affichent instantan ment les va
137. l de modules qui peuvent tre install s sur un site donn au regard de la solution de montage s lectionn e 97 Zo Technologie du photovolta que IH Frenac renewables academy Les modules sont g n ralement pos s dans un paysage o les effets d ombrage ont un impact moindre M me si le calcul de la distance entre les cadres est correctement effectu il arrive parfois que le sol soit instable ce qui peut entra ner une chute des cadres Dans ce cas un am nagement paysager est avantageux parce que seule la plus basse rang e sera ombrag e M me lorsque les modules ombrag s sont reli s aux modules non ombrag s l am nagement paysager par activation des diodes de d rivation garantit un rendement nerg tique plus lev en cas d ombrage Pour minimiser les tensions m caniques la plupart des fabricants de modules d terminent la position des serre joints sur le plus long c t du cadre du module Le syst me de montage doit prendre cela en compte et permettre une fixation des serre joints du module sur le plus long c t des am nagements paysagers E S lection des composants cadre standard m renac renewables academy Une table est un syst me mont normalis qui sera plusieurs fois reproduit dans une centrale grande chelle Les tables sont compos es de modules PV interconnect s en s rie parall le e bo te de jonction structure de montage standard Certains param tr
138. lement les ruptures de jonction Chaque cha ne et en cas de doute chaque module peut galement tre test par un analyseur mobile de courbe l V tant donn que certaines ruptures ne peuvent tre d tect es par contr le de la tension en circuit ouvert Pendant la mise en service et la maintenance une cam ra infrarouge peut afficher une grande r sistance s rie des chauffements localis s ou points chauds des diodes de d rivation surchauff es etc D autres tests et inspections de qualit pendant toute la dur e de vie de l installation PV pourraient tre d finis et document s ainsi que les donn es de surveillance Cette documentation est tr s importante pour le financement et la bancabilit et est souvent exig e par les investisseurs 1 2 Bankabilit cS in renac renewables academy Diff rents points de vue et d finitions de la bancabilit e m Pm e e e e e e pen en e Ss e ks wem mmm mmm mmm mm mmm mmm mm mmm mmm mmm mmm mmm mmm mmm mmm mm me KE H 2 a i Producteur de i Investisseurs i modules Qualit marchande du projet L Qualit certifi e i A incitations fiscales i l Stabilit financi re i 1e Garanties juridiques l R sultats techniques et conomiques l s A s A wen pen rm pn rm pm em pm pm pm pm rm pm vm gf Deene mm mi mi el h 4 V Flux de tr sorerie stables 1 Prestataires de Promoteure de service de la dett D p i i e t i ervice de la dette
139. les essais alors le module sera certifi e Compare Arndt Regan et Robert Puto Aper u des essais de la norme CEI appliqu s aux panneaux photovolta ques 2010 2012 http tuvamerica com services photovoltaics ArticleBasicUnderstandingPV Pdf 2010 7 Compare Arndt Regan et Robert Puto Aper u des essais de la norme CEI appliqu s aux panneaux photovolta ques 2010 2012 http tuvamerica com services photovoltaics ArticleBasicUnderstandingPV Pdf 2010 8 Zo Technologie du photovolta que HI Frenac renewables academy Qualit et normes des modules In renac renewables academy Tol rance et garantie de puissance a Tol rance de puissance a li e la production plage indiqu e 5 des tol rances lev es de 10 peuvent causer des pertes de d sadaptation des cha nes Garantie de puissance 10 30 ans habituellement 90 pour une p riode de 10 ans et 80 pour une p riode de 25 ans La garantie de puissance se r f re t elle la puissance nominale ou est elle la tol rance de puissance www renac de Les tol rances sur la puissance de sortie maximale sont li es au proc d de fabrication La puissance de sortie est v rifi e l aide de ce qu on appelle un clignotant qui expose chaque module d tach de la cha ne de production un rayonnement de 1000 W m en conditions normales d essai STC Les valeurs mesur es so
140. leurs de fonctionnement d un syst me PV telles que la tension en CC et en CA ainsi que le courant et le rendement nerg tique cumul Lors de l exploitation si les donn es de surveillance ne correspondent pas au rendement nerg tique attendu selon la planification et l installation bien document e du syst me alors une tierce partie institut certifi peut faire des mesures suppl mentaires pour v rifier la puissance install e et les performances ce qui constitue une double v rification de la conception du syst me de l installation et de la mise en service Ceci est important car il peut permettre d identifier un probl me se rapportant la garantie Les tests optiques ordinaires sont l lectroluminescence et l imagerie par infrarouge les deux pouvant m me tre 149 Zo Technologie du photovolta que TIRE re renewables academy r alis s sur site de nos jours alors que le syst me est en marche Certains laboratoires ont m me des modules de flashers mobiles et peuvent fournir des donn es STC avec certaines tol rances pour assurer des v rifications sur site On rencontre parfois des formulations contractuelles comme la suivante Si la puissance install e est inf rieure 3 de la puissance de la liste flash alors le prix de l investissement va baisser de Pour b n ficier de tels engagements les donn es flash d un laboratoire ind pendant peuvent tre fournies comme preuve Il y a plu
141. lit et faire confiance la bancabilit de leurs partenaires d affaires en amont et en aval Par exemple les fabricants de modules PV doivent tre assur s qu ils obtiendront des lingots de qualit sup rieure et que les promoteurs de projets qui ach tent leurs produits seront en mesure de payer Cette assurance peut tre largement satisfaite par la confiance et la transparence Les fabricants de modules PV doivent tre en mesure de prouver la qualit et la long vit de leurs produits afin d tre attractifs pour les promoteurs et ou investisseurs de projets et pour les banques Ils peuvent y parvenir par le biais de la certification et des garanties de qualit ainsi que par une bonne r putation dans le domaine Les promoteurs de projets sont la principale partie prenante des projets PV Ils ont un fort impact ainsi qu une forte influence sur la bancabilit du projet car ils sont responsables de la s lection des produits de l installation du syst me et souvent de l exploitation et maintenance O amp M L exp rience et la solidit financi re les rendent plus attractifs pour les investisseurs Ils doivent galement fournir des pr visions de performance du syst me et faire preuve d un haut niveau d assurance pour convaincre les investisseurs du faible risque de leur investissement Les investisseurs en actions vont g n ralement chercher des projets matures faible risque tels que les projets cl s en main ou les pro
142. lu s et des mesures additionnelles de mise la masse peuvent tre propos es Gi Protection contre les surtensions dispositif de commutation In renac renewables academy Interrupteur sectionneur et protection contre les courants de d faut la sortie de onduleur ou l entr e du dispositif de commutation Dispositif de commutation Jusqu 33 KV cabine interne m tallique avec barres isolation gazeuse et disjoncteurs sous vide ou SF6 Plus de 33 kV typiquement des barres isolation d air a Se r f rer aux codes locaux sur les dispositifs de commutation pour les protections requisses CEI 61439 pour les tableaux lectriques basse tension CEI 62271 pour les appareillages haute tension www renac de 132 Zo Technologie du photovolta que HI Frenac renewables academy Le terme dispositif de commutation englobe la combinaison des interrupteurs sectionneurs lectriques des fusibles ou des disjoncteurs utilis s pour contr ler prot ger et isoler l quipement lectrique Le dispositif de commutation prot ge des fuites non intentionnelles qui ont lieu en amont et en aval du syst me lorsqu un disjoncteur est d clench et ouvre le circuit par exemple Toutefois le dispositif de commutation est galement utilis pour volontairement d brancher et mettre hors tension le syst me en cas d incendie ou de maintenance entretien par exemple au moyen d un inter
143. m s Il est conseill de surveiller distance l tat des fusibles et de les changer chaque ann e Etant donn qu ils s usent progressivement cette usure peut l occasion mener des situations dangereuses o le fusible peut encore assurer la conduction mais ne peut plus saut Le remplacement des fusibles est l une des t ches les plus courantes effectu es au cours de la maintenance d une installation PV solaire Les fusibles et les porte fusibles doivent tre adapt s aux applications PV L image ci dessus montre un exemple de coffret de raccordement utilis dans un syst me PV raccord au r seau Le coffret de raccordement relie les modules PV au coffret de distribution CC ou l onduleur Il est conforme la norme IP65 pour une utilisation ext rieure et est dot de dispositifs de protection contre les surtensions SPD sp cifiques aux PV Le sectionneur CC et les fusibles sont fournis par des fabricants tablis Le coffret de raccordement a une large plage de tension d entr e CC g re des tensions allant jusqu 1000 V Le coffret de raccordement pourrait abriter des dispositifs int gr s de surveillance distance Ces dispositifs de surveillance peuvent tre int ressants pour les parcs PV de la classe des m gawatts des fins de comparaison avec les donn es transmises de l onduleur La plupart des fournisseurs de coffrets de raccordement sp cifient les produits personnalis s Ils assemblent les cof
144. mati re de probl mes r currents de r seau En collaborant avec le service en charge du r seau public ils savent comment identifier et r soudre ces probl mes Les onduleurs dot s de fonctions de gestion du r seau peuvent contribuer la stabilit du r seau Probl mes manant du r seau public I renac renewables academy a Tension fluctuante du r seau Tension du r seau trop lev e basse Autres installations PV situ es proximit Charges inductives une grande station de pompage d eau par exemple Tension d form e du r seau levage de b tail par exemple carts par rapport la fr quence nominale du r seau a Imp dance du r seau Un d passement de l amplitude maximale LZusl et de la vitesse de modification maximale dZ provoque une d connexion D I entr e d nergie d centralis e L onduleur peut tre r gl de fa on coop rer avec l op rateur de r seau www renac de 168 Zo Technologie du photovolta que HI Frenac renewables academy Une tension instable et fluctuante du r seau est principalement due un arr t d alimentation du r seau public en lectricit par l onduleur Cela peut tre caus par les autres centrales PV situ es proximit ou aux grandes charges inductives comme les scies Les pompes eau peuvent galement causer des variations de tension du r seau Exemple chaque fois que le
145. ment du produit d e R putation acquise dans dite fi P I d autres secteurs d activit Solidit financi re 1 l l ie ER m E EE EE d tt Strat gie d entr e i Autofinancement des projets i V I Ve Assurances Source Le mythe de la bancabilit d finition et gestion dans le S Bu contexte allemand de financement des projets photovolta ques Eege Colexon goetzpartners www renac de Le tableau montre des strat gies certaines sont similaires d autres sont diff rentes que les fabricants de modules et les promoteurs de projets adoptent en vue d assurer une bancabilit long terme La bancabilit d un projet d un produit ou d un service n est pas seulement fond e sur ses capacit s VAN TRI mais aussi sur ses r f rences juridiques et techniques Elle ne peut faire l objet d une mesure directe l instar de la qualit et doit donc tre valu e sur la base d un ensemble de crit res ou d indicateurs tels que la performance et les r alisations En d veloppant des certificats en troite coop ration avec les instituts techniques et les fournisseurs de services les fabricants de modules peuvent gagner la confiance des autres parties prenantes La certification et les essais de leurs produits contribuent la cr ation d une marque tablie L essai des produits au del des exigences de la norme augmente la confiance du march au produit Une am lioration continue de l eff
146. mentation de la tension en raison de l alimentation ces niveaux de tension doit tre pris en compte Des transformateurs locaux variables d couplent la basse tension et la moyenne tension en raison de leur rapport de transformation ajustable et donc augmentent la capacit d alimentation dans le niveau basse tension Variations de tension un niveau de basse tension Il renac renewables academy Transformateur conventionnel Transformateur variable taux de transformation constant R serve Requise pour l alimentation un Pas n cessaire gr ce au niveau de tension moyen transformateur variable Augmentation de la tension max due l alimentation en 3 11 2 BT 1 En Allemagne conf DIN EN 50160 2 Une plage de variation totale de 20 10 est disponible Source M Hasibeck M Sojer T Smolka O Br ckl Mehr Netzanschlusskapazit t durch regelbare Ortsnetztransformatoren www renac de 37 Selon DIN EN 60038 r gule les niveaux de tension en Allemagne 81 Zo Technologie du photovolta que IH Frenac renewables academy Les transformateurs variables locaux peuvent g n ralement tre install s dans les stations de transformation existantes en prenant la place des transformateurs classiques Ils repr sentent en outre une alternative l extension du r seau car avec eux l utilisation des lignes existantes est optimis e En terme d nergie les transformateurs variables locaux
147. mique et contre les surtensions ports de communication par ex RS232 RS485 www renac de Le pont de puissance constitu d interrupteurs et convertissant le courant continu en courant alternatif est l l ment central des onduleurs En plus des interrupteurs les onduleurs contiennent aussi des filtres pour le lissage du signal de la sortie AC des dispositifs de s curit et de contr le et peuvent galement contenir des transformateurs et des connexions de donn es Les dispositifs semi conducteurs de puissance trois terminaux comme les IGBT les MOSFET ou les GTO sont habituellement utilis s en tant qu interrupteurs Les IGBT Transistor bipolaire grille isol e sont utilis s dans les applications moyenne et haute puissance Ils sont compos s de trois terminaux grille collecteur et metteur Le courant provenant du module PV est inject dans le collecteur La sortie de l metteur est contr l e gr ce la grille Les MOSFET Transistor effet de champ grille m tal oxyde taient la meilleure solution d interrupteurs de puissance avant l apparition des IGBT Les MOSFET sont recommand s pour les basses tensions lt 250 V alors que pour les hautes tensions les IGBT sont plus appropri s Les MOSFET offrent des fr quences de commutation sup rieures celles des IGBT ces derniers tant recommand s pour des fr quences inf rieures 20 kHz De nombreux onduleurs ordinaires utilisent des fr
148. mise sous tension mrenac renewables academy G n rateur Les garanties sur Tonduleur ne couvrent pas sa destruction cha nes ou champ en suite une mauvaise polarit Polarit CC Le courant d pend de l ensoleillement lorsque le ciel est clair il est de 80 95 de l STC Il est d environ 10 par temps nuageux et sombre Derni re occasion A a N essayez jamais de mesurerle courant entre les bornes de d celer des e Mesure de la courbe IV ou Va etlsc 3 positives et n gatives de l onduleur avaries des i i nombres incorrects M me lorsqu on d connecte le champ de l onduleur en de modules dans le ouvrant l isolateur du CC il peut encore y avoir une tension champ ou de aux bornes d entr e capacit qui peut y demeurer pendant mauvaises configurations de modules plusieurs minutes e Fusibles disjoncteur en charge du c blage CC depuis le champ PV jusqu la bo te du combinateur bo tier de raccordement du g n rateur et l onduleur pour d celer tout court circuit avarie la masse et isolation d fectueuse www renac de Il est tr s important d effectuer des mesures de CC avant le raccordement l onduleur afin d assurer une bonne installation Tous les c bles doivent tre clairement identifi s par codes couleur mais des tiquettes physiques sont pr f rables Le ph nom ne de courant inverse est un ph nom ne qui sur
149. n tient compte des efficacit s de onduleur 5 10 20 30 50 et 100 de la puissance nominale Ces efficacit s sont mesur es en fonction de la fr quence d apparition des conditions d irradiation correspondantes dans 48 de leur temps de fonctionnement les syst mes photovolta ques produisent la moiti de leur puissance nominale Ispra On observe que le fonctionnement puissance nominale n est que de l ordre de 20 La d finition californienne de l efficacit tient compte de diff rents points de fonctionnement charge partielle et est adapt e au climat de Californie qui est plus ensoleill que le climat italien Ncec 0 04 10 0 05 N20 0 12 N30 0 21 N50 0 53 N75 0 05 n100 En sus de l nergie en CC l arriv e l efficacit de l onduleur est aussi affect e pat la tension en CC Il n existe pas de r gle g n rale sur la mani re dont la tension en CC influence l efficacit Pour tenir compte de diff rents niveaux de tension la d finition europ enne de l efficacit a t largie Neuro Vaut 3 diff rents Neuro tension d entr e minimale tension nominale et 90 de la tension d entr e maximale 2 Status and relevance on the DC voltage dependency of the inverter efficiency Baumgartner et al 22 European Photovoltaic Solar Energy Conference and Exhibition 2007 34 Zo Technologie du photovolta que IH Frenac renewables academy
150. nctionner suite une panne de r seau ou au r seau qui fonctionne en dehors des param tres programm s de l onduleur Les indicateurs de l onduleur tels que les diodes clignotantes ou un message d erreur sur l affichage attirent l attention sur ce genre d v nement Uonduleur doit se reconnecter automatiquement lorsque le probl me est r solu Si le probl me a lieu fr quemment l exploitant du r seau doit tre contact CA Cat gories de dysfonctionnements probl mes de r seau m renac renewables academy Cat gorie Il sortie du syst me plus faible que pr vue l EEEREEEEEEREEREEREEREEREEEEERREEREEREEEEEEEEREEEREEEEEREEEEEREREEERER EE EE Ee KER Ee EeE KEEN Liste de contr le EEEREEKEREEREEREEREEEREEEEREEEEEEEREEEEEEEEEREEEEEEEEEE RER EE EEREEREERE RER sed Installation Conception du syst me D sadaptation de onduleur et du champ MN B f Pertes chute de tension dans les c bles Photos RENAC Adaptation Photovoltaics for Professionals www renac de Alignement des modules 173 C2 Technologie du photovolta que mrenac renewables academy Si la sortie du syst me est plus faible que pr vue ou inf rieure un syst me comparable dans le m me emplacement alors la conception du syst me doit tre v rifi e ainsi que les composants et l installation Un examen visuel peut aider d celer ces erreurs d installation ainsi qu un ombra
151. nducteur de terre la masse pour le c t CC et un conducteur de raccordement pour le c t CA neutre la terre pour mise la masse du syst me Lecture recommand e s A noter que les raccordements CC sont g n ralementsitu s Photovoltaic Power Systems l int rieur des onduleurs centraux ou dans des dispositifs And the de protection contre les d fauts la terre 2005 National Electrical Code Suggested Practices Les conducteurs CC et CA des lectrodes de terre doivent tre correctement branch s John Wiles Southwest Technology Development Institute New Mexico State University PO Box 30001 MSC 3 SOLAR Corner of Research Drive and Sam Steel Way ils peuvent tre reli s au m me syst me d lectrodes de ER Acer PAS EE terre tiges de mise la terre s ils sont utilis s les lectrodes s par s doivent tre reli s ensemble www renac de Une mise la terre ad quate d un syst me PV permet non seulement d emp cher l accumulation de charges dangereuses dans des endroits o elles ne devraient pas appara tre c d dans des pi ces m talliques non porteuses de courant tels que les cadres du module et les structures de montage mais elle fournit galement un raccordement un vier th oriquement infinie o l exc s de courant peut circuler en cas de cr te de courant due la foudre par exemple Dans les syst mes d alimentation et de communication d lectricit une
152. ngle d inclinaison optimal des sites en Europe et en Afrique Cependant l angle d inclinaison va affecter directement l espacement entre les rang es Donc les EPC vont souvent utiliser des angles d inclinaison situ es bien en de de l angle d inclinaison optimal d un emplacement cela permet une augmentation consid rable de la quantit de puissance totale qui peut tre install e sur le site La deuxi me quation donne la distance entre les rang es n cessaires un alignement sans ombrage au solstice d hiver le 21 d cembre ou le 21 juin midi la plus basse altitude du soleil de l ann e Veuillez noter que cette base de calcul pr sente un compromis conomique et ne garantit pas une absence totale d ombrage pendant les mois d hiver Le soleil est son plus haut point midi donc le soleil des matins et soirs va toujours causer un ombrage entre les rang es En cas du doute une simulation du parc peut tre effectu e l aide les programmes de simulation PVSyst PVGIS par exemple pour quantifier les pertes de rendement 102 Zo Technologie du photovolta que IH Frenac renewables academy Il est galement important de prendre en consid ration la quantit totale d lectricit produite au cours des mois de faible rayonnement l hiver par exemple par rapport l lectricit globale qui peut tre produite au cours des mois o le soleil est plus haut dans le ciel Il peut tre plu
153. nique bonne ex cution et S gt EE Soe Transfert de E Test de performance final partenariat Test d ach vement Certificat d ach vement m canique m canique Certificat Test d ach vement d ach vement lectrique lectrique Certificat de r ception d finitive Raccordement z Mise en service eer bei o r seau de onduleur commerciale 142 Zo Technologie du photovolta que mWirenac renewables academy La qualit de l installation est tout aussi importante que celle des composants du syst me Des tests peuvent tre effectu s diff rents niveaux de l installation afin de v rifier la qualit de l installation Lorsque diverses entreprises d installation travaillent sur le m me site il est particuli rement fondamental d avoir les documents de mise en service l exemple des certificats d ach vement Un certificat d ach vement de l aspect m canique valide que la r alisation est conforme au programme de construction suite la v rification du nombre et des dimensions des fondations et la v rification des distances entre les rang es et celle des composants sp cifiques install s etc Alors que des tests tels que les calculs statiques de portance et les analyses du sol sont faits avant le d but de la construction dans le cadre du processus de planification et de v rification il arrive souvent que les plans valid s soient l g rement modifi s lors de la construction p
154. ns le cas des turbines oliennes ces exigences ayant t largies aux centrales solaires en 2011 L alimentation sans panne d crit la capacit des centrales d nergie renouvelable rester connect es au r seau pendant une p riode de temps sp cifique en cas de chutes de tension Le sch ma pr sente les caract ristiques de l alimentation sans panne et la mani re dont elle doit tre appliqu e selon la Directive allemande de moyenne tension La ligne rouge d finit la panne la plus s rieuse laquelle les g n rateurs doivent r sister ils doivent tre capables de r sister un incident de 0 5 seconde pendant lequel la tension chute de 30 et ne revient 90 de sa valeur nominale qu au bout de 1 5 seconde apr s la perturbation 65 Zo Technologie du photovolta que mWirenac renewables academy Les g n rateurs sont autoris s se d connecter si la chute de tension passe sous la ligne rouge Dans tous les cas les g n rateurs ne peuvent pas se d connecter pendant 150 ms si la tension chute 0 De plus durant ces p riode de basse tension les g n rateurs doivent alimenter le r seau en puissance r active afin de soutenir la restauration de l tat de fonctionnement normal du r seau 27 Aujourd hui la majorit des onduleurs solaires sont conformes aux exigences de r sistance aux pisodes de basse tension G n ralement l adaptation aux limites sp cifiques de certains r seaux ou d autres pays
155. ns particuli rement nuageuses ou particuli rement chaudes ou froides les donn es suivantes sont n cessaires e moyenne journali re des minima et des maxima du rayonnement solaire kW m2 e moyenne journali re du rayonnement diffus kWh m2 jour e moyenne journali re des minima et des maxima de la temp rature C e toutes les donn es ci dessus sont fournies pour chaque mois de l ann e Tout au long de l ann e la latitude va d terminer l angle du soleil dans le ciel Ce qui aide d cider de l angle d inclinaison des supports du champ PV et de l espacement entre les supports Une fois que les donn es climatiques locales ont t recueillies l tape suivante sera de commencer le dimensionnement de la cha ne lequel dimensionnement est directement limit par les conditions de fonctionnement de l onduleur Par cons quent les fiches techniques des modules PV disponibles ainsi que celles de l onduleur s lectionn sont n cessaires la suite des calculs Le dimensionnement de l onduleur peut tre galement entrepris En ajustant le courant CC l entr e de l onduleur par rapport sa puissance nominale CA la sortie de l onduleur l onduleur peut ainsi tre sous dimensionn ou surdimensionn Le fait de sous dimensionner l onduleur par exemple installer une capacit nominale CC sup rieure que l onduleur peut convertir en courant CA est galement connu sous le nom de su
156. nsion est l imagerie par infrarouge M me lors de l exploitation et de l entretien l imagerie par infrarouge du syst me peut tre utilis e comme technique de mesure facile destin e d celer des raccordements faibles des avaries dans les composants et une faiblesse de la soudure ou d autres causes d une r sistance lev e 151 Zo Technologie du photovolta que mWirenac renewables academy N Aspects s curitaires des champs PV I renac renewables academy Champs PV Produisent une tension lorsqu ils sont expos s au soleil Continueront produire une tension m me lorsqu il y a une avarie ou un court circuit Sont une source de courant limit e les fusibles et les disjoncteurs ne fonctionnent pas de la m me mani re qu ils fonctionnent dans les circuits de distribution de CA dans les utilitaires Sont souvent configur s pour produire une tension de CC relativement lev e et dangereuse L ouverture ou la s paration des contacts lorsqu un champ PV est sous charge peut causer des arcs lectriques qui ne s auto teignent pas www renac de Toute personne impliqu e dans les installations PV leur entretien et leur exploitation doit tre consciente des aspects de s curit sp cifiques prendre en compte Les champs PV g n rent toujours une tension lorsqu ils sont expos s la lumi re photo tension et cette tension va continuer appara tre en sortie m me lorsqu il y
157. nt CS Fiches techniques d un onduleur m renac renewables academy Ne s applique qu aux variantes IT Ne s applique pas toutes les d rogations nationales de TEN 50438 a standards Fonctionnalit s optionnelles V 400 V DC su Vy 480 V DC Eemer Source SMA www renac de 39 Zo Technologie du photovolta que HI Frenac renewables academy En plus de l efficacit de l onduleur est donn e dans la liste les fiches techniques peuvent aussi contenir les courbes d efficacit de l onduleur Dans ce cas la courbe d efficacit est affich e pour diff rentes tensions d entr e en CC Le diagramme montre qu en fonction de la tension d entr e en CC l efficacit peut varier d environ 2 certains modes de fonctionnement Le petit diagramme montre l efficacit Euro contre la tension MPP C est la plus lev e basses tensions tant donn que les onduleurs sont s lectionn s dans une gamme de produits existants mais que l entr e en CC est d termin e par la taille du champ photovolta que une adaptation id ale 1 1 de l onduleur et du champ est rare 40 Zo Technologie du photovolta que mWirenac renewables academy 2 8 Tension d entr e en CC Plages de tension de fonctionnement d un onduleur d renewables academy 3 5 La tension du panneau solaire et celle de l onduleur doivent s ajuster de fa on optimale l La tension du panneau
158. nt nerg tique attendu peuvent accompagner la documentation du syst me Les sp cifications du c ble de CC et CA doivent tre conformes aux normes lectriques appropri es Les Valeurs nominales des c bles des bo tes de jonction et des sectionneurs peuvent tre v rifi es par comparaison avec le plan de c blage Pour ce qui est du nombre et des sp cifications des composants d installation les listes d achat et de livraison les fiches techniques et les sp cifications pour les modules les onduleurs ainsi que les num ros de s rie et donn es flash doivent faire partie de la documentation technique Les conditions de garantie pour les diff rents composants tels que les modules les onduleurs et le syst me de montage doivent tre v rifi es et une preuve appropri e et document e de la couverture doit tre obtenue Le manuel d installation du module doit correspondre aux conditions d installation du syst me de montage et aux exigences du fabricant de l onduleur Les recommandations faites par les fabricants et les fournisseurs compl tent les conditions de la garantie 144 Zo Technologie du photovolta que mWirenac renewables academy Par exemple certains fabricants de modules ex First Solar demandent l enregistrement des num ros de s rie avant de rendre disponible la garantie de bonne ex cution Les r glementations les normes lectriques et les conditions de raccordement au r seau appliqu es doivent
159. nt document es et affect es au num ro de s rie du module et repr sentent la puissance de cr te c est dire la puissance nominale du module Chaque cellule du module d tach e de la cha ne de production est flash e et document e de la m me mani re Ensuite les cellules sont tri es en fonction de la puissance de sortie nominale et de la tol rance d finie D s lors les modules sont fabriqu s avec des cellules de m me puissance nominale La puissance de sortie manant d un lot de production des cellules et des modules suit une courbe gaussienne de distribution normale c est dire que la plupart des modules ont la m me puissance de sortie Seuls quelques modules affichent une puissance de sortie maximale et seul un certain autre nombre de modules affichent une puissance de sortie minimale d un lot de production Le fabricant de modules trie les modules en fonction de la puissance nominale et tablit des classes de puissance nominale Ces classes de puissance vont appara tre sur la fiche technique Zo Technologie du photovolta que mWirenac renewables academy Si par exemple la fiche technique affiche 3 classes de puissance nominale 245 Wc 250 Wc et 255 Wc avec des tol rances de 3 et 5 alors les plages de puissance nominale des trois classes seront La plage de puissance nominale pour la classe de puissance 245 Wc est 238Wc 257 Wc La plage de puissance nominale pour la classe de puissance 25
160. nt donn Le niveau de protection est plus lev pour les b timents publics comme les coles et les h tels de ville par exemple Le plus haut niveau de protection est d fini pour les industries et autres sites qui pr sentent un grand danger comme les installations radioactives Le niveau de protection d finit l angle de protection et la hauteur du paratonnerre tant l l ment m tallique le plus lev du site le paratonnerre attire la foudre et va directement diriger directement la tension sur la terre puisqu il est reli une tige de mise la terre Il est galement appel parafoudre ext rieur ou limiteur de surtension La haute tension attir e par un paratonnerre entra ne des courants de masse qui peuvent induire une tension dans des conducteurs mises sous terre et quelquefois dans des lignes de r seau Le cas ch ant une haute tension peut p n trer dans l installation PV via le r seau public Les dispositifs de protection contre les surtensions SPD peuvent viter des dommages l installation en court circuitant au sol toutes tensions ind sirables au del d un seuil de s curit Ces SPD relient le syst me la mise terre via une r sistance variable qui fait chuter imm diatement sa r sistance pratiquement z ro court circuit dans le cas d une cr te de tension De cette fa on tout flux de courant qui suit la cr te de tension sera dirig la mise la terre Il est galement appel para
161. nt les chutes de tension et le maintien de l alimentation au cours des pisodes de basse tension afin d emp cher la d connexion pendant les perturbations du syst me 74 Zo Technologie du photovolta que mWirenac renewables academy Afin de d montrer leur conformit les onduleurs doivent se soumettre un processus de certification bas sur des tests d finis et des mod les de simulation Le certificat est galement appel certificat d unit afin d tre diff renci du certificat de centrale qui fait r f rence une centrale lectrique compl te et non l onduleur lui m me Le certificat du DAR Conseil allemand d accr ditation ci dessus est un exemple de certificat d unit Ce certificat confirme que l onduleur respecte les exigences du Technische Richtlinie Erzeugungsanlagen am Mittelspannungsnetz Directive technique pour le raccordement des centrales de production au r seau de moyenne tension qui inclut la r glementation sur la stabilit statique du 01 07 2010 et la r glementation sur la stabilit transitoire L alimentation sans panne du 01 01 2011 Source Technical Conditions for Connection to the medium voltage network BDEW 2008 A zs Standards de r seau mi renac renewables academy R gule les param tres sur U F et l lotage International IEC 61727 ou EN 50438 USA UL 1741 Allemagne VDE 016 1 1 A1 et VDE AR N 4105 Royaume Uni G83 1 1 www renac de 75 Te
162. nt qu ils vont transporter Ils doivent galement comporter une forte isolation r sistante aux UV Un c blage positif et n gatif doit tre id alement r alis avec moins de distance possible entre les c bles pour ainsi r duire ce que l on appelle les boucles de c bles qui peuvent pr senter un risque accru de coup de foudre Les boucles de c ble peuvent induire des tensions pendant les orages et doivent tre vit es voir Protection contre la foudre et les surtensions Tel que repr sent dans la diapositive beaucoup d EPC utilisent ce qu on appelle c blage de papillon La principale raison de cette utilisation est conomique un meilleur ratio de remboursement peut potentiellement tre r alis en utilisant la plus basse rang e comme rang e sacrificielle pour mieux tol rer un ombrage inter rang e pendant quelques semaines de l ann e lorsque l angle d l vation de soleil est bas dans le ciel La distance entre les rang es peut donc tre diminu e et une plus grande puissance PV peut tre install e en rapprochant davantage les modules sur le site d installation En cons quence tous les co ts allant de la planification l installation qui sont calcul s sur un prix par puissance de base install e co t Wc seront positivement affect s Pour d terminer si cet avantage d passe le plus faible rendement nerg tique d ombrage les simulations de co ts doivent tre calcul es sur toute la dur e de vie
163. o Contr le du r seau SMA Grid Guard D e Galvaniquement isol unit de contr le du courant pour tous les p les sensibles aux eet e e Classe de protection cat gorie de surtension 17 LU Donn es g n rales Dimensions L H P en mm 440 339 214 440 339 214 Poids 23 kg 25 kg Plage de temp ratures de fonctionnement 25 C 60 C 25 C 60 C mission de bruit typique lt 41 dB A lt 46 db A Consommation interne nuit lt 0 1 W lt 0 1 W Topologie Transformateur BF Transformateur BF M thode de refroidissement Convection Convection F lectronique zone de raccordement selon IEC IP65 IP65 IP65 IP65 Cat gorie climatique selon IEC 60721 3 4 4K4H 4K4H Fonctionnalit s Connexion DC SUNCLIX e e Connexion AC barrette de raccordement connecteur terminal de type branche el le Affichage texte graphique ei e Interfaces RS485 Bluetooth olo olo 3 Garantie 5 10 15 20 25 ans el olololo elo ololo www renac de La fiche technique de l onduleur d crit onduleur en num rant tous ses param tres pertinents Les param tres lectriques sont n cessaires lors de la s lection des onduleurs et du calibrage du syst me les param tres m caniques tels que le poids doivent tre pris en compte lors de l installation de l onduleur et la fiche technique num re galement des caract ristiques suppl mentaires telles que les connexions de donn es et les dispositifs de prote
164. ombre de cha nes en parall le In renac renewables academy Le nombre de cha nes en parall le est limit par le courant d entr e maximal au niveau de l onduleur qui en aucun cas ne doit pas tre d pass pour viter des dommages permanents de l onduleur Il est calcul comme suit NS Imax Input Inv DC Entr e max CC onduleur q Isc Maxr22 ler Tmaxceu 25K x Te of ihel Max module s N estle nombre maximal de cha nes en parall le lentr e max ona cc A est le courant d entr e maximal de l onduleur Isc A est le courant de court circuit d un module STC Te isc K est le coefficient de temp rature de lsc Les onduleurs ont des fusibles leur entr e CC typiquement calibr e 125 160 200 250 315 400 A www renac de Alors que le nombre de modules reli s en s rie dans une seule cha ne va d terminer les caract ristiques de tension de votre sous champ le nombre de cha nes reli es en parall le va d terminer les caract ristiques du courant de votre sous champ Une fois que le nombre de modules qui composent une cha ne est d termin le nombre de cha nes reli es en parall le peut alors tre calcul l aide du coefficient de temp rature Te du courant Ici encore le courant de court circuit maximal Les est calcul avec la temp rature maximale de cellule Tmaxen La plus haute temp rature est utilis e parce qu une sortie de courant augmente l g
165. ong terme aux diff rentes conditions climatiques est test e L essai de chaleur humide expose les modules une temp rature d air lev e et l humidit Dans l essai de cycle thermique la temp rature est recycl e entre la chaleur et la r frig ration afin de simuler diff rentes saisons La diode de d rivation du module est test e en augmentant de 1 25 fois le courant de court circuit ec du module tel que mesur dans des conditions STC sur une dur e d une heure tout en maintenant une temp rature constante du module la suite de cet essai la diode doit toujours fonctionner correctement Le point de puissance maximale des modules a t test en conditions STC afin de s assurer que la puissance de sortie maximale en conditions STC n est pas inf rieure 90 de la valeur minimale sp cifi e par le fabricant Les coefficients de temp rature sont galement contr l s Dans les exp riences de charge m canique la simulation porte sur la r sistance la neige aux charges statiques ou de glace aux charges de vent et la gr le L essai de charge m canique est r alis avec un module ayant juste passer l essai de chaleur humide et qui peut donc tre consid r comme un module expos de fortes contraintes environnementales Les modules sont fix s selon les manuels d installation du fabricant de modules Cela est tr s important pour les modules couches minces sans ch ssis par exemple
166. ons de garantie ainsi que les informations relatives la connexion au r seau et aux codes de r seau correspondants la conception du syst me le rapport de reconnaissance du site et le plan c ble La documentation de l ensemble du syst me ainsi que le rapport des essais doivent tre remis au propri taire du syst me Se r f rer au Chapitre 04 Mise en service de syst mes PV documentation du syst me Certaines mesures visant assurer la qualit long terme d une installation PV sont donn es ici Un examen visuel des modules des palettes et des bo tes de transport doit tre effectu lors de la livraison S il est d couvert un dommage m me l ger ce dommage doit alors tre bien document et communiqu au fournisseur Les modules doivent tre test s pendant l installation afin de s assurer qu aucun module endommag n a t install La tension en circuit ouvert de chaque module peut tre mesur e et consign e de m me que sa polarit mais dans la plupart des cas la tension en circuit ouvert de chaque cha ne est suffisante 11 Zo Technologie du photovolta que IH Frenac renewables academy Certains chantillons provenant de chaque conteneur 100 kWc peuvent tre test s par lectroluminescence une bonne m thode d identification des fissures de micro cellules caus es par un emballage insuffisant et des vibrations chocs pendant le transport L lectroluminescence identifie ga
167. ormateurs sont fabriqu s avec des combinaisons courantes de tension de 13 8 KV 480 V par exemple La sortie de l onduleur peut ne pas correspondre aux combinaisons courantes de tension gt des rapports de tours habituels peuvent tre requis www renac de Un transformateur l vateur a plus de tours de fil sur l enroulement secondaire que sur l enroulement primaire ce qui se traduit par une plus grande tension induite dans la bobine secondaire On l appelle transformateur l vateur parce que la tension de sortie est sup rieure la tension d entr e elle est renforc e Si la bobine secondaire a deux fois autant de tours de fil alors la tension de sortie sera deux fois la tension d entr e dans un transformateur id al Dans le cas d un syst me PV la bobine primaire est sur le c t de l onduleur PV et la bobine secondaire c d le c t haute tension est raccord e au r seau public Les transformateurs traditionnels sont fabriqu s avec des combinaisons de tensions courantes comme la tension 480 V CA transform e 13 8 kV CA La sortie de l onduleur peut ne pas correspondre ces 111 Zo Technologie du photovolta que IH Frenac renewables academy combinaisons courantes de tension ce qui fait que souvent les fabricants d onduleurs qui fournissent des onduleurs centraux fournissent galement le transformateur d adaptation pour r pondre la tension du r seau D
168. otovolta que ES mi renac renewables academy 3 5 Dimensionnement du transformateur S lection du transformateur 8 IW renac newables academy 100 500 kW un transformateur par emplacement de l onduleur 500 kW 2 MW un transformateur par 1 4 onduleurs Zo Technologie du photovolta que HI Frenac renewables academy S lection du transformateur in renac renewables academy Puissance nominale exprim e en kVA puissance apparente puissances nominales typiques 500 kVA 1000 kVA 1500 kVA 2000 kVA 2500 kVA 5000 kVA puissance nominale g n ralement gale celles de l onduleur des onduleurs la temp rature du site est un aspect important www renac de Les transformateurs sont des dispositifs lectriques de conversion qui utilisent des bobines inductives et des aimants pour o augmenter ou baisser les niveaux de tension d un circuit primaire vers un circuit secondaire Alors que les convertisseurs lectroniques de puissance vont normalement produire une basse tension CA de 380 V CA par exemple les transformateurs sont utilis s pour augmenter la tension de sortie de l onduleur jusqu un niveau de tension n cessaire pour interagir avec un raccordement au r seau moyenne ou haute tension Ces niveaux de tension varient selon les pays et en fonction de l infrastructure de distribution environnante mais des exemples de tension a
169. ou disjoncteurs niveau du champ en raison de la baisse de disjoncteurs defuite panne de r seau tension du c t CA r seau public y Eagaga se Kaes IVAVAVA rave AN Leger Photos RENAC Adaptation Photovoltaics for Professionals www renac de 172 C7 Technologie du photovolta que Hirenac renewables academy Si l onduleur affiche une tension d entr e CC mais qu il n y a pas d alimentation en nergie au r seau public cela pourrait tre d une panne ou une baisse de tension du r seau Allumer la lumi re est une fa on de proc der une v rification rapide Lorsque le r seau est r tabli alors l onduleur devra continuer fonctionner S il n y a pas de panne g n rale la partie CA entre l onduleur et le r seau doit tre v rifi e V rifier galement qu il n y a pas un fusible qui a saut ou qu il n y a pas un disjoncteur ou un disjoncteur de fuite de terre qui a t activ V rifier aussi le fusible principal du r seau Si le c t CA ne pr sente aucune anomalie alors l entr e de l onduleur doit tre v rifi e Les cha nes du syst me PV doivent tre mesur es individuellement dans le coffret de raccordement du champ PV Pour identifier la cha ne d fectueuse une cha ne la fois peut tre d branch e et l onduleur redynamis Si l onduleur est toujours en marche alors l anomalie provient de la cha ne d fectueuse L onduleur peut cesser de fo
170. our l onduleur Par contre les tensions au dessus de la plage de fonctionnement peuvent provoquer des d g ts 7 Conception des centrales photovolta ques optimis es en vue d une efficacit conomique SMA Technical information SS Conception des centrales photovolta ques optimis es en vue d une efficacit conomique SMA Technical information 42 CoO Technologie du photovolta que mrenac renewables academy 2 9 Comparaison des topologies d onduleurs 2e Comparaison entre les onduleurs monophas s et triphas s I ren ac renewables academy Onduleur monophas Onduleur triphas e Alimentation en une phase e Injection en trois phases e Facile raccorder au r seau e Alimente des syst mes de basse tension et des r seaux lectriques de e e moyenne tension e Installation recommand e pour des petites applications e R duit la quantit d nergie stock e dans la liaison DC Avec 3 phases le e N alimente que des syst mes de flux d lectricit constant provenant basse tension du g n rateur ne requi re pas de composant de grande taille pour le stockage de l nergie Dans le cas des installations de grande taille les onduleurs triphas s sont n cessaires Les onduleurs monophase produisent un signal une phase qui alimente soit un r seau monophase soit une phase d un syst me trois phases Par cons quent ils sont de conception plus simple que ceux
171. our tenir compte des circonstances impr vues ou des caract ristiques du site Si un changement quelconque a eu lieu entre les plans valid s et la r alisation sur le terrain un tel changement doit tre consign en d tail dans la documentation conforme l ex cution et les dessins dans cette documentation les dessins pr c demment valid s sont mis jour en m me temps que les d tails sur la centrale afin de rendre compte de la mani re dont l installation est effectivement construite L installation lectrique peut tre test e avant et apr s le raccordement l onduleur conform ment IEC 62446 et le rapport du test sert de certificat d ach vement lectrique Le jour o le raccordement lectrique est r alis devient la date du d but de l exploitation commerciale et la phase de surveillance commence ce moment l De m me cette date marque aussi le d but de la garantie de bonne ex cution et d autres garanties Lors de l exploitation les donn es de surveillance sont analys es et interpr t es jusqu la fin de la p riode de garantie o il est d livr un certificat de r ception d finitive Les investisseurs en fonds propres cherchent g n ralement nouer des relations long terme avec leurs partenaires de projets Ces partenariats sont bas s sur la confiance et sont mutuellement b n fiques Des projets de r f rence bien document s ayant un certificat de r ception d finitive et des
172. ourt circuit Isc des cha nes et du champ doivent aussi tre mesur s ils constituent une partie importante de la documentation technique qui permet de faire la comparaison avec les valeurs mesur es Les fusibles doivent tre v rifi s et les disjoncteurs et le principal commutateur du CC doivent tre test s charge GZ Test de l onduleur II renac See Test Il Onduleur Sectionneur de charge commutateur principal Isolation r sistance entre la terre et plus ou moins du module r sistance gt 1 MOhm www renac de 147 Zo Technologie du photovolta que HI Frenac renewables academy La r sistance d isolement du champ et des c bles de CC peut tre test e avec des instruments de mesure appropri s Il existe des instruments de mesure sp cialement mis au point pour les syst mes PV ex PV1 1 Benning La r sistance d isolement entre la masse et la borne positive ou n gative du module doit tre gt 1 MOhm Le test de continuit et de r sistance du c blage pour CC du champ PV au bo tier de raccordement bo tier de jonction du g n rateur et l onduleur permettra de d celer tout court circuit toute avarie la masse et toute isolation d fectueuse La polarit du CC doit tre v rifi e avant le passage du courant lectrique afin d viter de d truire l onduleur Des d g ts cons cutifs un raccordement ayant une mauvaise polarit ne sont pas couverts par la
173. ous pouvons citer T V Rheinland PI Berlin DGS PV Plan Fraunhofer ISE ou des entreprises priv es principalement sp cialis es dans les services d exploitation et d entretien EN Protocole de r ception Allemagne mi renac renewables academy Dates en g n ral client EPC Prenez note de tous les composants Prenez note de toutes les inspections visuelles V rifiez les r sultats du test V rifiez la documentation ex num ros de s rie de tous les modules et de l onduleur V rification de plausibilit du fonctionnement du syst me PV Utilisez un syst me de surveillance Mise en uvre de l installation PV et ses composants Prenez la cl Recommandez un service E amp E Nom et signature des deux parties www renac de 155 Zo Technologie du photovolta que mWirenac renewables academy Le protocole de r ception contient des informations g n rales sur le syst me PV telles que l emplacement et les coordonn es de contact du propri taire du syst me du client et de l entreprise de services d ing nierie de construction et d approvisionnement Tous les composants du syst me sont mentionn s dans le protocole ainsi que la documentation de l inspection visuelle Les r sultats du test sont consign s ainsi que les num ros de s rie de tous les modules et de l onduleur La mise en uvre de l installation PV et ses composants est confirm e par le protocole de r ce
174. parent due une mauvaise mise la masse ou la bu e affecte particuli rement les modules en a Si et en E eebe e nn e e e mm Eege EE nn CdTe fabriqu s avec la technologie du Verre superstrat OCT wn Couche de l OCT devient irr versiblement laiteux conversion et perd sa conductivit photo lectrique par ex a Si CdTd Placage La mise la masse n gative est donc Agent d encapsulation fortement recommand e lors de l utilisation T de ce type de modules PV E Face arri re De nombreux modules film fin requi rent des onduleurs avec transformateurs ou encore des onduleurs sans transformateur dont le p le n gatif est mis la masse Cela est d au fait que la couche d oxyde transparent conducteur OTC peut se corroder si une configuration d onduleur inappropri e est utilis e La couche OTC est une couche transparente situ e entre le verre et la couche de conversion photo lectrique des modules film fin la radiation passant travers l OTC Elle est galement conductrice permettant ainsi le transport du courant Tous les modules film fin n incluent pas forc ment des couches OTC L une des causes de la corrosion de l OTC est la bu e pr sente dans le module une mauvaise mise la masse en tant une autre Avec la mise la masse du p le n gatif du panneau PV un champ lectrique est g n r repoussant les ions charg s positivement Na contenus dans le verre et
175. pri e In renac renewables academy O Subir un test de r ception formule O Inspection visuelle de tous les composants modules onduleur c bles structure de montage bo tes de jonction du g n rateur gaines de c ble O Comparaison de la configuration avec le concept O Accessibilit des pi ces pour le r seau O Inspection de la liaison quipotentielle O Inspection du compteur condition que le g n rateur ait produit au minimum 1 kWh il y a un droit la compensation TRG en Allemagne O Inspection d un dispositif de protection O Documentation compl te www renac de 153 Zo Technologie du photovolta que mWirenac renewables academy cS Protocole de r ception Allemagne IN renac renewables academy Confirme la date laquelle l exploitation du syst me a commenc e En plus de la demande de d marrage de l exploitation du syst me lectricien responsable du projet doit certifier que le syst me PV est conforme aux r glementations et normes en vigueur REMARQUE l exploitation du syst me doit se faire par temps ensoleill afin que le bon fonctionnement du syst me PV g n rateur et onduleur solaire puisse tre v rifi Contrat de vente tarif garanti n est pas n cessaire LSPV une tierce partie fait le test de r ception et ou le test s DGS T VRheinland T VS d ISE ou entreprises priv es sp cialis es dans les services E et E www renac
176. ps d ex cution compl te Les donn es sont recueillies au niveau d une station m t o de haute pr cision et l aide des compteurs d alimentation extr mement pr cis Ces stations sont quip es entre autres d un commutateur de r seau et d une alimentation sans interruption ASI et sont g n ralement install es dans une enceinte Les donn es sont transmises en temps r el par un modem cellulaire ou un routeur large bande qui fonctionne avec un plan de donn es Les stations de donn es pour les syst mes PV de plus de 5 MW sont install es dans plusieurs grandes enceintes et sont constitu es entre autres d un ou deux blocs d alimentation sans interruption ASI Les commutateurs fibre sont recommand s pour chaque MWc Les normes quantit s de donn es sont transmises via plusieurs passerelles avanc es 163 Zo Technologie du photovolta que mWirenac renewables academy N Surveillance I renac renewables academy Logiciel de surveillance s Service Web Donn es transmises au serveur central Offert par les fabricants d onduleurs ex www sunnyportal com Ou des organisations ind pendantes comme SPYSE www spyce ch mesure du rayonnement par satellite Logiciel autonome Serveur de stockage de donn es Client Web pour la visualisation Surveillance des installations photovolta ques grande chelle www renac de Les diff rents fabricants d onduleurs offrent
177. ption et une v rification de la plausibilit du fonctionnement du syst me PV travers l inspection des donn es du syst me de surveillance peut faire partie de la proc dure de r ception Enfin le protocole de r ception est sign par les deux parties c est dire le propri taire du syst me et le fournisseur du syst me c5 Protocole de r ception Ge renac renewables academy Pour les investisseurs les banques les compagnies d assurance et toutes les autres parties il est recommand d avoir un test de r ception normalis Ce protocole de r ception doit tre tabli par un institut solaire ind pendant Allemagne DGS BSW r ussi www renac de 156 C2 Technologie du photovolta que lirenac renewables academy Il est recommand aux investisseurs banques compagnies d assurance et autres parties prenantes de disposer d un test de r ception normalis En g n ral ils recherchent des partenaires de projet avec qui nouer des relations long terme qui sont bas es sur la confiance et des arrangements pouvant entra ner la baisse des co ts par ex pour les contrats Des projets de r f rence bien document s ayant un certificat de r ception d finitive inspirent confiance Bien souvent les banques engagent un tiers un cabinet de conseil pour v rifier le test de r ception Il est dans l int r t de l installateur du syst me et du promoteur du projet de coop rer autant que pos
178. que mWirenac renewables academy N D pannage In renac renewables academy Anomalies typiques d aujourd hui Sur la base de l exp rience a Composants fiables C blage CC CA interrupteurs bo tier de raccordement du g n rateur Fixation Onduleur la fiabilit a consid rablement augment e La plupart des d faillances au niveau du champ PV manent de ce qui suit une surveillance distance des composants de surveillance des diodes de d rivation ou de cha ne un mauvais dimensionnement une installation d fectueuse des conditions m t orologiques des modules www renac de L exp rience acquise au cours des 30 derni res ann es montre que les composantes du syst me PV tels que les interrupteurs CC et CA les bo tes de jonction du g n rateur les c bles et les raccordements sont tr s fiables Les structures de montage sont galement am lior es au cours des ann es suite l exp rience acquise dans les dommages caus s par les temp tes dans les syst mes ant rieurs Dans les premiers syst mes les d faillances proviennent des onduleurs mais la fiabilit des onduleurs modernes a consid rablement augment La plupart des alertes de d faillance dans les syst mes PV peuvent tre retrac es jusqu aux probl mes li s la surveillance distance et aux l ments de surveillance Aussi des diodes de d rivation ou de cha ne de mauvaise qualit
179. que possible sur la zone y compris les limites du terrain les objets d ombrage les maisons voisines les entreprises et les routes d acc s Aux fins de planification ult rieure les informations sur le c blage souterrain or a rien existant les canalisations d eau et de gaz le type et le risque de catastrophes naturelles telles que le niveau d inondation devraient galement tre obtenues avec autant de d tails que possible 83 Zo Technologie du photovolta que HI Frenac renewables academy Aussi les tudes d impact environnemental les mesures relatives la diversit biologique et les inspections arch ologiques constituent une partie importante du processus d implantation et d approbation de m me qu elles sont un apport pr cieux pour une bonne planification et gestion des terres et des ressources ces valuations doivent tre d taill es en coordination avec les autorit s locales et les experts en la mati re ce propos un conseil juridique est souvent n cessaire 3 2 Dimensionnement de la cha ne Dimensionnement de la cha ne in renac renewables academy l mya pas un nombre id al de modules par cha ne D pend des param tres suivants sp cifications techniques des modules sp cifications techniques des onduleurs c d la plage de suivi des points de puissance maximale valeurs min et max et la tension maximale admissible conditions m t orologiques prin
180. r gime Avec les onduleurs centraux une grande partie du syst me arr te de g n rer de l lectricit si une panne d onduleur survient Les pannes sont moins fr quentes mais l entretien et l change de composants est plus complexe et vorace en temps Par cons quent un contrat de garantie avec le fabricant de l onduleur est n cessaire 2 11 Conformit du r seau E Vue d ensemble des probl matiques de conformit du r seau mi renac renewables academy Capacit de charge des quipements du r seau Variations de tension dans un r seau stable Perturbations potentielles du r seau caus es par la centrale solaire Comportement des centrales solaires en cas de perturbations du r seau www renac de 52 Zo Technologie du photovolta que mWirenac renewables academy Afin d assurer pour les centrales PV une exploitation techniquement s curis e sans perturbation et en soutien du r seau les aspects suivants et les questions s y rapportant doivent tre pris en compte e La capacit de charge des quipements r seau o Le segment du r seau est il capable d absorber la puissance lectrique de la centrale PV tout moment e Variations de tension dans un r seau non perturb o La variation de tension due la centrale PV se trouve t elle dans des limites d finies o Comment peut elle tre limit e e Perturbations potentielles du r seau caus es par la centrale PV o Qu
181. r harmoniques T l commande centralis e par fr quence audio Papillotement de longue dur e www renac de Dans de le cadre de la production publique d lectricit c est la rotation m canique des centrales lectriques conventionnelles comme les turbines hydrauliques ou vapeur qui g n re une onde sinuso dale lisse et presque parfaite sur le r seau L exploitation d une centrale solaire peut provoquer certaines perturbations sur le r seau ces derni res doivent donc tre maintenues dans des limites acceptables Ces perturbations potentielles sont e Variations soudaines de tension e Harmoniques et inter harmoniques e T l commande centralis e fr quences audio e Papillotement de longue dur e 31 BDEW 2008 Technical Guideline Generating plants connected to the medium voltage network Guideline for generating plants connection to and parallel operation with the medium voltage network Berlin BDEW Bundesverband der Energie und Wasserwirtschaft e V 62 Zo Technologie du photovolta que HI Frenac renewables academy Les op rations de commutation sur un g n rateur provoquent des variations de tension Afin de pouvoir contr ler la tension il est important que le taux de variation de la tension n exc de pas certaines limites ou en d autres termes les variations brusques de tension doivent tre vit es La Directive allemande de moyenne tension d finit comme tant admissible un
182. r installation sur plateforme ciment e est simple installer surtout dans les parcs oliens au sol 79 Zo Technologie du photovolta que mWirenac renewables academy Comme la puissance de cr te d un parc solaire est en corr lation avec les temp ratures de pointe en journ e les caract ristiques thermiques des transformateurs isolant liquide sont bien adapt es pour cet objectif Comme ces types de transformateurs sont livr s en une pi ce l acc s au site et les caract ristiques du site doivent tre pris en compte d s le d but du processus de planification Les fabricants fournissent des informations sur les conditions de livraison et le processus d installation des sous stations par exemple La livraison se fait par un camion quipe d une grue de montage Pour cela les conditions suivantes doivent tre remplies e Route acc s rev tue e inclinaison max 4 e Largeur min 3 5 m e Garde au sol 0 25 mb CS Transformateur variable de puissance locale II renac renewables academy a Fait la conversion entre un r seau de moyenne tension et un r seau de basse tension D couple les basses et les moyennes tensions en raison du taux de transformation variable Diff rences de tension entre les contacts L PARN NM Permet l injection intensifi e de la puissance PV basse tension www renac de 2 Exigences d installation pour divers concepts de station
183. rcharger l onduleur Il est fondamental de garder l esprit que le dimensionnement du champ et de l onduleur est un process d optimisation Les meilleures pratiques existent mais les terrains individuels peuvent tre optimis s diff remment en fonction des conditions climatiques locales et du comportement des composantes s lectionn es 85 Zo Technologie du photovolta que HI Frenac renewables academy Pour ce qui est des sp cifications techniques de l onduleur les valeurs suivantes sont au moins n cessaires au dimensionnement correct du syst me e plage de tension du point de fonctionnement puissance maximale tension d entr e CC min et max dans la fen tre d exploitation MPPT e tension maximale d entr e CC e courant maximal d entr e CC e sortie CA et caract ristiques de la qualit de l alimentation n cessaires pour le raccordement au r seau elles doivent tre compl tement revues au d tail avec l autorit du r seau lectrique local L onduleur doit tre dimensionn de fa on ce qu il puisse g n rer un rendement lev Les courbes de rendement de l onduleur d pendent de la puissance d entr e instantan e en tant que rapport de la puissance nominale de l onduleur Par cons quent si la puissance de sortie CC du champ solaire fluctue en fonction du rayonnement solaire entrant il en sera de m me quant l efficacit relative de l onduleur laquelle les modul
184. re modifi par exemple 34 onduleurs ayant une puissance nominale totale de 17 MW peuvent suffire pour installer un syst me PV de 20 MWc Il est important de rappeler que des modules peuvent tre reli s en s rie jusqu la tension du syst me indiqu e sur la fiche technique du module de m me que la tension d entr e maximale de l onduleur qui toutes les deux sont normalement de 1000 V 104 Zo Technologie du photovolta que mWirenac renewables academy E5 Surdimensionnement ou sous dimensionnement de l onduleur In renac ni renewables academy Surdimensionnement plus de puissance de l onduleur que de puissance PV recommand pour les emplacements ensoleill s afin d viter de perdre les pics solaires dommages Tonduleur minimes gt dur e de vie plus longue plus faibles rendements dans des conditions de faible puissance www renac de 105 Zo Technologie du photovolta que mWirenac renewables academy Surdimensionnement ou sous dimensionnement de l onduleur I renac renewables academy Sous dimensionnement plus de puissance PV que pour l onduleur recommandable dans les pays faible rayonnement Zo co ts plus bas plus de dommages aux composants de l onduleur puisqu l fonctionne la limite de sa capacit maximale compense avec le temps d la d gradation du module 0 www renac de Po
185. relation entre les niveaux de tension sur chaque c t est li e la relation entre le nombre d enroulements sur chacune de ces c t s La proportion des enroulements n2 n1 est lt 1 pour les transformateurs abaisseurs U2 lt U1 et gt 1 pour les transformateurs l vateurs U2 gt U1 110 Zo Technologie du photovolta que mWirenac renewables academy Dans le cas d un onduleur connect un transformateur l onduleur envoie le courant CA transform du champ PV qui passe par le circuit primaire du transformateur pour arriver la bobine primaire une source de tension de 380 V CA par exemple Le courant CA oscille la fr quence donn e de 50 Hz en Europe et induit ainsi travers la bobine secondaire une tension ajust e de 33 kV par exemple laquelle tension va osciller la fr quence en CA Si une imp dance de charge par exemple un raccordement au r seau local d lectricit est reli au circuit secondaire du transformateur alors le courant CA g n r sera quivalent au courant d arriv e manant de l onduleur moins les pertes de transformation du transformateur au niveau de tension nouvellement transform e S lection du transformateur transformateur l vateur I renac renewables academy Tensions nominales primaire et secondaire l onduleur applique la puissance au c t basse tension c t haute tension tension de r seau MV p exemple Les transf
186. renewables academy N Documentation n cessaire au raccordement au r seau Ill II TenacC ewables academy ee S Concept de protection protection contre le d couplage du r seau Concept de contr le pour l approvisionnement en puissance r active et active Certificats et d clarations de conformit pour les quipements d exploitation Sources D Rosenwirth T V www renac de 71 Zo Technologie du photovolta que TIRE re renewables academy Documentation n cessaire au raccordement au r seau Ill mi renac renewables academy Sch mas des circuits des centrales de moyenne tension Donn es techniques concernant l installation des c bles les transformateurs et les quipements d exploitation dispositifs de commutation r gulateurs ou correction dynamique du facteur de puissance Formulaires de demande d informations exploitant du parc solaire exploitant du r seau Source D Rosenwirth T V www renac de Afin d obtenir une connexion au r seau certains documents doivent tre soumis l exploitant du r seau pour que le plan de raccordement puisse tre valu et que l exploitant du r seau puisse pr parer une offre de connexion Ces documents incluent e Plan du site il doit montrer l emplacement de la centrale y compris les rues autour de celle ci Les limites du site doivent tre sp cifi es tout comme l emplacement des unit s de g n
187. renewables academy Usage domestique Usage commercial Usage commercial Usage public Usage public petite taille grande taille sl enregistreur de base qui se connecte l onduleur et ou au compteur e portail Web de surveillance de base 1 passerelle qui se connecte l onduleur et ou au compteur compteur de base option station m t o de base bo tier de base facultatif portail Web de surveillance de base Source Surveillance des PV au niveau mondial les technologies les march s et les principaux acteurs GTM Research www renac de Les petits syst mes PV usage domestique dont la capacit atteint 20 kWc auront un enregistreur de donn es de base reli onduleur et ou au compteur d alimentation Cela permet une surveillance de base visualisable au portail Web du fabricant de l onduleur Ce portail est accessible via un ordinateur ou un smartphone Les donn es sont transmises par cartes SIM int gr es ou par connexion Internet Certains onduleurs sont dot s d un enregistreur de donn es incorpor et des ports de communication Le m me portail Web de surveillance de base est suffisant pour les petits syst mes PV usage commercial dont la capacit peut atteindre 50 kWc Il est toutefois recommand qu une certaine surveillance compl mentaire des donn es environnementales soit men e via une station m t orologique de base Les
188. rmique TC50 veut dire une exposition de 50 cycles 7 Zo Technologie du photovolta que HI Frenac renewables academy La mesure de la courbe l V y compris le Le la Voc et la Pmax est effectu e chaque diff rence de temp rature de 5 C L essai de chaleur humide DH1000 expose le module des temp ratures ambiantes lev es ainsi qu une humidit relative lev e de 10 heures en simulant ainsi l exposition un environnement extr me pendant 40 jours La d lamination et l humidit qui p n tre dans le module en raison d une tanch it insuffisante peuvent tre observ es si le module choue cet essai L essai de chaleur humide consiste galement pr parer le module pour l essai de charge m canique suivant puisqu il peut tre consid r comme ayant d j t soumis un stress suite son exposition la chaleur humide La r sistance di lectrique est test e l aide un testeur de r sistance di lectrique Elle applique une tension CC allant jusqu 1000V plus deux fois la tension maximale du syst me qui est de 1000V en g n ral Il ne devrait y avoir aucune panne et le module doit tre enti rement intact Pour les modules ayant une surface sup rieure 0 1 m la r sistance ne doit pas tre inf rieure 40 MQ pour chaque m tre carr La corrosion la fuite la terre ou d faut de masse et donc le risque de d charge lectrique peuvent tre soumises un ess
189. rs et d autres quipements Le sch ma illustre un r seau de moyenne tension tr s simple Il est constitu de deux boucles de moyenne tension connect es la sous station situ e gauche du sch ma Cette sous station fait le lien entre le r seau de moyenne tension MT et un r seau de haute tension HT Dans les boucles sup rieures et inf rieures des transformateurs relient les r seaux de basse tension BT aux r seaux MT respectifs L valuation de la capacit de charge doit tre r alis e par rapport au segment du r seau auquel la centrale PV sera raccord e Sur le sch ma la nouvelle centrale PV serait raccord e la deuxi me boucle situ e en bas Une telle valuation examine si le nouveau g n rateur peut parvenir augmenter suffisamment la charge des quipements du r seau au point de l endommager ou de le d truire Dans le cas des quipements r seau comme les lignes lectriques et les transformateurs le courant lectrique est la cause principale de contraintes thermiques et dans le cas de courts circuits de contraintes m caniques Il existe deux tats de fonctionnement causant la circulation du courant lectrique la charge constante de courant et la charge en cas de court circuit 55 Zo Technologie du photovolta que HI Frenac renewables academy La charge constante de courant provient de tous les g n rateurs connect s la ligne de moyenne tension Dans ce cas il est assum
190. rs favorable de surdimensionner l g rement l onduleur pour d placer le point de fonctionnement de l onduleur la partie gauche de la courbe c d loin du maximum Don Les faibles niveaux de rayonnement tels que P P seront rares pendant la journ e et au cours de l ann e Donc un faible rendement ce niveau est acceptable en p riodes de faible rayonnement parce que le pourcentage g n ral de l nergie produite pendant ces p riodes est faible par rapport aux p riodes de rayonnement moyen lev De plus la dur e de vie de l onduleur peut tre plus longue s il ne fonctionne pas tout le temps pleine puissance et s il se d connecte potentiellement en cas de surchauffe noter qu un onduleur d connect a un rendement gal z ro Le sous dimensionnement surcharge al signifie que la puissance nominale de l onduleur est sup rieure la puissance PV nominale Cette approche est g n ralement recommand e dans les pays faible rayonnement Un onduleur sous dimensionn fonctionne un niveau plus pr s de ses limites sup rieures en cas de rayonnement moyen fort Il y a donc un certain risque de d faillance et de r duction du cycle de vie Cependant les co ts initiaux sont avantageux parce que moins d onduleurs seront n cessaires De plus pendant les p riodes de faible rayonnement P Die etc par exemple qui sont fr quentes dans ces pays le point de fonctionnement de l onduleur
191. rtes d erreur sont plus fiables Gi Analyse des anomalies In renac renewables academy 1000 1000 900 900 800 800 700 700 600 600 500 500 400 400 300 300 200 200 100 100 0 0 0 2 4 6 8 10 12 14 16 18 20 22 0 2 4 6 8 10 12 14 16 18 20 22 Heur Heur 1000 1000 900 900 800 800 700 700 600 600 500 500 400 400 300 300 200 200 100 100 0 0 0 2 4 6 8 10 12 14 16 18 20 22 0 2 4 6 8 10 12 14 16 18 20 22 Heur Heur ES Eclairement W m2 M Puissance kW www renac de 180 Zo Technologie du photovolta que mWirenac renewables academy Les chiffres ci dessus montrent sur diff rents jours quatre diff rentes courbes de suivi pour le m me onduleur La courbe orange correspond au rayonnement global journalier et la courbe verte affiche le rendement nerg tique du syst me PV Les courbes situ es en amont indiquent une production d nergie qui suit parfaitement le rayonnement global Apr s 10 heures du matin lorsque les temp ratures de la cellule sont plus lev es le rendement nerg tique diminue l g rement mais la courbe aura toujours exactement la m me forme que la courbe du rayonnement global Dans la figure d en haut droite les pics que l on peut observer pour aussi bien la courbe du rayonnement que pour la courbe du rendement nerg tique correspondent des nuages qui passent au dessus du syst me et du coup font ombrage aux modules Sur la courbe d en bas gauche la production d
192. rtificats de module doivent tre pr sent s en tant qu un des l ments exig s pour obtenir une autorisation de raccordement au r seau public 4 Compare Geoffrey S Kinsey Essais de charge m canique dynamique ateliers de Solar Power International sur la bancabilit Chicago Illinois 21 octobre 2013 5 C2 Technologie du photovolta que lirenac renewables academy Qualit et normes des modules in renac renewables academy Normes applicables CE161730 Qualification pour la s ret de fonctionnement des modules photovolta ques PV a Partie 1 Exigences pour la construction Partie 2 Exigences pour les essais EN 50380 Sp cifications particuli res et informations sur les plaques de constructeur pour les modules photovolta ques www renac de La norme de s curit CEI 61730 d finit les caract ristiques de conception des modules telles que les distances minimales des parties conductrices du rebord des modules l paisseur de la paroi des bo tes de jonction etc ainsi que des exigences des mat riaux utilis s dans les modules stabilit aux UV param tres de temp rature classe de protection etc Les essais sont effectu s sur des modules solaires complets avec et sans ch ssis ainsi que sur des composants individuels des modules bo te de jonction grille arri re Diff rents risques lectriques tels que la r sistance di lectrique la continuit de masse la suscept
193. rupteur sectionneur bipolaire par exemple Un disjoncteur diff rentiel p ex galement sous forme de dispositifs lectroniques intelligents tels que les relais num riques est souvent install la sortie de l onduleur ou l entr e du dispositif de commutation Le dispositif de commutation peut galement tre combin l quipement de mesure de contr le et de protection Il va sans dire que le dispositif de commutation joue un r le essentiel dans la capacit de contr ler la sortie du syst me et d effectuer des t ches s curitaires et d entretien n cessaires Dans les postes lectriques tels que le point de raccordement entre un syst me PV grande chelle et le r seau lectrique le dispositif de commutation est situ sur les deux c t s haute tension et basse tension des transformateurs de puissance Le but est non seulement d assurer la redondance mais aussi de faire en sorte que le transformateur lui m me puisse tre isol des deux c t s des fins d entretien et de remplacement Les barres omnibus isolation gazeuse et les disjoncteurs coupure sous vide ou hexafluorure de soufre SF6 sont couramment appliqu s pour la gestion des lignes de 33 kV ou moins par des dispositifs de commutation Les dispositifs de commutation haute tension utilisent g n ralement des barres omnibus isolation d air Tout comme pour les normes de protection les normes nationales et internationales r gissent le classem
194. s une centrale grande chelle S lection des composants c blage de la table in renac renewables academy Le c blage efficace est tr s important pour faire des conomies de co t gt la longueur des c bles doit tre optimis e pour r duire la distance la bo te de jonction Le c blage de papillon est la norme standard de presque tous les EPC Dans 3 ou 5 tables d une rang e la plus basse rang e est utilis e comme rang e sacrificielle pour am liorer la tol rance l ombrage Cependant cette tol rance l ombrage augmente la longueur des c bles www renac de 99 Zo Technologie du photovolta que HI Frenac renewables academy Le c blage repr sente une partie consid rable des co ts g n raux li s l lectricit et par cons quent des pratiques de c blage efficient sont tr s importantes pour faire des conomies de co t La disposition de la table et le positionnement de l onduleur doivent tre optimis s afin de r duire la distance la bo te de jonction et l onduleur et de cette fa on la quantit de c ble n cessaire Le choix d un c blage de qualit est important non seulement pour r duire des pertes lectriques mais aussi pour viter des dommages et d faillances sur l ensemble de la centrale Par exemple les c bles doivent galement tre correctement dimensionn s pour pouvoir g rer la tension maximale et les caract ristiques du coura
195. s avantageux d orienter langle d inclinaison pour maximiser la sortie de puissance pendant les meilleurs mois de rayonnement de l ann e La distance minimale entre la partie inf rieure du module et le sol doit tre g n ralement sup rieure 0 5 m afin d assurer une bonne ventilation mais aussi pour viter son ombrage par la v g tation qui y pousse Certaines installations PV r alis es par des EPC laissent appara tre des rang es tr s rapproch es pour viter les co ts de c blage et de surface occup e Les calculs ont d montr que le rapport prix investissement du ratio de remboursement est avantageux sur une p riode de 20 ans m me s il y a des ombrages mutuels de l hiver sur la plus basse rang e En revanche la dur e de vie r elle peut tre plus longue que les 20 ann es habituellement calcul es ce qui signifie que plus d lectricit sera produite au cours de la dur e de vie r elle du parc par rapport ce qui est g n ralement pris en consid ration dans les calculs financiers 3 4 Dimensionnement de l onduleur Dimensionnement de l onduleur in renac renewables academy En g n ral le facteur de dimensionnement est 10 de la puissance nominale de l onduleur Prenons un onduleur de 500 KW il faut 40 unit s pour une centrale de 20 MW Avec des modules de 240 Wc la quantit de modules admissibles est la suivante facteur de dimensionnement 80 lt Pec max Pupp stro l
196. s de TRANSFORMER COMPACT STATION SMA Technical Information 80 Zo Technologie du photovolta que mWirenac renewables academy L enroulement et le rapport de transformation des transformateurs conventionnels est constant Le rapport de transformation d termine la diff rence entre les niveaux de tension Pour 400 V sur le c t basse tension et 20 kV sur le c t moyenne pression un rapport de transformation de 1 50 est n cessaire Dans les syst mes lectriques conventionnels ayant un petit nombre de producteurs grandes centrales lectriques raccord es des niveaux haute tension et les consommateurs connect s aux niveaux moyen et faible la direction du flux d nergie est presque exclusivement de haute tension basse tension Dans ce sc nario il suffit de r guler la tension dans la sous station entre haute tension et moyenne tension Le rapport de transformation entre haute tension et moyenne tension est constant Avec un couplage constant basse tension et moyenne tension la bande de tension de 10 7 est partag e entre basse tension et moyenne tension ce qui r duit la capacit d alimentation l alimentation de l lectricit augmente la tension Avec l augmentation du nombre de sources d nergie d centralis es l exemple des oliennes raccord es la moyenne tension et des syst mes photovolta ques raccord s la basse tension la direction du flux d nergie peut tre invers e et l effet de l aug
197. s la gestion du r seau par exemple travers le contr le de la puissance active et r active Les grands parcs de panneaux solaires peuvent tre contr l s par l exploitant du r seau ce dernier pouvant demander certains changements dans la puissance de sortie de la centrale par ex lorsque la production de puissance r active est n cessaire Cette situation est relativement courante en Allemagne o la p n tration des nergies renouvelables dans le r seau lectrique est importante 57 Zo Technologie du photovolta que HI Frenac renewables academy Les onduleurs solaires supervisent les param tres du r seau public et doivent tre d connect s du r seau en cas de d faillance de probl me ou en cas d intervention sur les lignes Dans le pass en Allemagne la majorit des onduleurs devait se d connecter du r seau 50 2 Hz afin de r duire la fr quence Tant que la capacit de production de l nergie solaire restait relativement faible cette r gle ne supposait aucun probl me Mais lorsque la capacit de production de l nergie solaire a atteint l ordre du Gigawatt l arr t soudain de centaines de milliers d onduleurs 50 2 Hz pouvait conduire une diminution de fr quence telle que celle ci passait sous un niveau acceptable conduisant des pannes d lectricit En Allemagne cette situation tait souvent nomm e le probl me des 50 2 Hz Afin d viter cette situation les conditions de raccordemen
198. s m thodes de test sont galement des quipements appropri s pour faire une v rification technique pr alable Liste de contr le O V rifiez toutes les fiches techniques et les certificats des composants et les conditions de la garantie O V rifiez la conception du syst me O V rifiez le rapport d tude du site O V rifiez les informations sur le raccordement au r seau et aux codes du r seau O Y a t il de sujets sp cifiques les modules film fin ne fonctionnement pas avec tous les types d onduleurs O D cision test de pr mise en service n cessaire Imagerie par IR imagerie par www renac de Autant une v rification est n cessaire pour ce qui est de l aspect financier autant elle est n cessaire pour ce qui est de l aspect technique afin de s assurer que l installation d un syst me PV est un investissement s r qui donnera les r sultats escompt s La documentation du syst me est vitale au processus de v rification technique pr alable Selon IEC 62446 la documentation du syst me comprend toutes les fiches techniques et les certificats de tous les composants ainsi que les exigences touchant la garantie les informations portant sur la connexion et sur les conditions de raccordement au r seau la conception du syst me le rapport d tude du site et le plan de c blage Toute la documentation du syst me y compris le rapport de test et le contrat d exploitation et d entretien E et E doit
199. s probl mes de stabilit du r seau peuvent provoquer plusieurs fois par jour une s rie de d connection de l onduleur au r seau Les fabricants d onduleurs ont beaucoup d exp rience en mati re de probl mes r currents de r seau En collaborant avec le service en charge du r seau public ils savent comment identifier et r soudre ces probl mes CA Cat gories de dysfonctionnements probl mes de r seau in renac renewables academy Cat gorie III sortie syst me plus faible qu avant 1 Sortie du syst me courant puissance plus faible que pr vue durant les p riodes de forte rayonnement solaire ve KER EE EREEEEE KEE EE KEE EE ENEE EEN EE CELL LI LEL LT Liste de contr le Ombrage ou salet Modules cha nes Terminal Modules cellules D gradation du pr sente sur le et c bles d connect ou diodes de module champ d fectueux connecteurs d rivation desserr s endommag s court circuit dans le bo tier de raccordement du module Photos RENAC Adaptation Photovoltaics for Professionals 175 Zo Technologie du photovolta que HI Frenac renewables academy Si la sortie du syst me est inf rieure qu elle tait le d pannage doit commencer par un examen visuel les modules peuvent tre ombrag s ou sales Dans ce cas le courant du champ est plus faible que pr vu dans des conditions de rayonnement solaire lev De plus le courant de cr te et la sortie de puissance
200. s r servoirs d eau sont remplis pour l levage du b tail situ proximit La plage de tension admissible de onduleur peut tre r gl e mais seulement avec l autorisation de l entreprise en charge du r seau Par exemple le fabricant d onduleurs SMA a d velopp le dispositif Grid Guard dans le but de r soudre les probl mes li s la protection de l ilotage de l nergie non fournie ENS Cette mise au point a t r alis e suite des probl mes tels que celui d une installation la fin d une ligne qui se d connecte plusieurs fois par jour en raison des chutes de tension lev e et des perturbations du r seau provoqu es par une scie lectrique La cause de ce genre de probl me peut tre identifi e par la documentation des temps de d connexion de l onduleur que l on compare la configuration de la tension du r seau Une comparaison au calendrier des charges inductives activ es proximit va indiquer l appareil ou l activit l origine des chutes de haute tension et des perturbations du r seau La Grid Guard fera en sorte que l onduleur reste connect au r seau lorsqu une chute de tension se produit ce qui correspond la configuration de la tension du r seau local C est aujourd hui une alternative reconnue l nergie non fournie ENS Les onduleurs peuvent galement tre ajust s aux variations de la fr quence nominale du r seau caus es par exemple par les
201. s technologies telles que la technologie cristalline CEI 61215 et la technologie couche mince CEI 61646 Les deux normes exigent des essais d chantillons al atoires pr lever dans un lot de production Les chantillons de production de modules sont test s et certifi s selon ces normes par des laboratoires ind pendants sp cialement quip s tels que le T V allemand Les essais consistent en un examen visuel des chauffements localis s ou des cellules fissur es ainsi que des essais lectriques tels que la r sistance di lectrique et le courant de fuite en milieu humide Les modules sont test s dans diff rentes conditions de rayonnement simul s telles que l exposition en site naturel l exposition aux UV l exposition prolong e au rayonnement lumineux ainsi que dans diff rentes conditions environnementales Les conditions normales d essai STC des modules sont un rayonnement de 1000W mi dans une atmosph re donn e avec un facteur de masse d air de 1 5 une temp rature de cellule de 25 C Zo Technologie du photovolta que HI Frenac renewables academy Afin de simuler les conditions environnementales des modules install s les mesures sont r p t es un rayonnement plus faible 800W m et une temp rature plus lev e de la cellule 47 C dans des conditions de temp rature nominale d utilisation des cellules NOCT Dans des chambres sp ciales de chaleur humide la r sistance l
202. s une double isolation recommand e pour les zones de d sert animaux ou autre type de corrosion a Plage de temp rature gt dau moins 100 C id alement 125 C ou plus dans les environnements hostiles Mat riaux cuivre ou aluminium selon la longueur et la section www renac de Le c blage CA doit tre conforme aux normes internationales telles que la norme CEI 60502 pour les c bles de 1kV 36 kV la norme CEI 60364 pour les c bles basse tension et la norme CEI 60840 pour les c bles de 30 kV et 150 kV Les c bles CA monoconducteurs monopolaires ou multiconducteurs en cuivre ou en aluminium selon la longueur et la section ont g n ralement une garantie de 2 ans Lorsqu ils sont utilis s dans une application ext rieure ils doivent toujours faire figurer les sp cifications de r sistance aux UV m canique prouv e La plage de la temp rature de fonctionnement doit tre de 100 C au moins de pr f rence 125 C ou plus en fonction de la temp rature ambiante pr vue du site Une double isolation est recommand e pour les installations situ es dans des environnements hostiles en vue d emp cher les animaux ou autres types de corrosion de d grader l isolation et d exposer les conducteurs m talliques Le c blage doit tre calibr la tension et l intensit maximales pr vues de fonctionnement et de court circuit En r gle g n rale les capacit s de charge de courant des c bles sont donn
203. satisfaire aux normes a CEI 60502 pour les c bles de 1 36 kV CEI 60364 pour les c bles basse tension CEI 60840 pour les c bles de 30 150 kV Garantie 2 ans en g n ral a Preuve de r sistance aux UV m canique www renac de 119 Co Technologie du photovolta que lirenac renewables academy CA Dimensionnement du c ble c t CA In renac renewables academy En CA une chute de tension maximale de 2 est acceptable gt sujet n gociation Section transversale 1Phase mm Ac 4phase Z 2 Leable ca lca COS P 3 v xK Section transversale 3Phase mm2 Ac aphase Z V2 x Late ca Ica COS P 3 v x K Pertes de c bles 1Phase W P 2 x Lesbie ca ca COS Ac bie principal CA K Pertes de c bles 3Phase W P 3 x Lisp ca ca COS OI A c ble principal CA K x conductivit lectrique m Om x Cuivre 56 Aluminum 34 cos facteur de puissance 0 8 1 Unom tension nominale du r seau monophas 230V triphas 400V www renac de 120 CoO Technologie du photovolta que lirenac renewables academy N S curit lectrique c blage CA mi renac renewables academy Le c blage doit tre calibr la tension et l intensit maximales pr vues de fonctionnement et de court circuit Compromis co t en capital section transversale versus co t op rationnel pertes a Noyau mono multi et toujour
204. seau 3 1 Champ PV dimenssionnement de l onduleur Lors de la conception d un parc PV grande chelle il est important d avoir une id e sur la fa on dont le parc sera am nag Les panneaux photovolta ques sont une technologie fortement modulaire et peuvent tre mis en uvre aussi bien pour les petites installations que pour les grandes installations Par cons quent m me pour les grandes installations il est important de maintenir le caract re modulaire de la technologie et concevoir la disposition qui puisse s appuyer sur cette force Tout comme un seul module est constitu de cellules individuelles qui sont li es ensemble pour former des cha nes de cellules l int rieur du module de sorte que les modules peuvent tre reli s pour former des cha nes qui peuvent tre connect es en parall le pour former des sous r seaux qui forment ainsi l ensemble du champ PV de tout le site Les modules sont souvent reli s entre eux sur des supports modulaires des structures de montage appel s tables Une table donne un sch ma normalis de montage et de raccordement d un certain nombre de modules bas sur la conception de l installation Cette table individuelle est ensuite reprise des dizaines des centaines voire des milliers de fois sur tout le site Selon les composantes s lectionn es un certain nombre de cha nes des modules de ces tables sont parall lement c bl es via des bo tiers de raccordement CC puis ach
205. sible avec le tiers engag afin d avoir une documentation de r ception de qualit qui sera valid e par l investisseur ou le propri taire 5 Exploitation et maintenance OM des syst mes PV 5 1 Surveillance CS Surveillance I renac renewables academy Pourquoi surveiller un syst me PV Le suivi des performances permet de v rifier le rendement nerg tique de l installation PV a v rifier les conditions de fonctionnement des modules et des onduleurs v rifier le rayonnement et d autres param tres m t orologiques contr ler le site PV l aide d une cam ra vid o d tecter les d faillances exemple modules bris s c bles d fectueux vol gt Maximiser le rendement nerg tique aspect important de la qualit www renac de 157 Zo Technologie du photovolta que mWirenac renewables academy N Surveillance I renac renewables academy Surveillance efficiente d un syst me photovolta que Pour assurer un fort retour sur investissement il est important que le syst me photovolta que fonctionne sans interruption La surveillance du syst me doit permettre d assurer qu il possible de d tecter des d faillances un stade pr coce afin de minimiser les pertes de production d nergie Un contrat de surveillance bas sur un temps de r action rapide en cas de dysfonctionnement du syst me photovolta que Les syst mes de surveillan
206. sieurs instituts certifi s et laboratoires ind pendants pr ts fournir ces services Nous pouvons citer T V Rheinland PI Berlin DGS PV Plan Fraunhofer ISE et d autres co Test de la bo te du m langeur m renac renewables academy Test lectrique Recommand imagerie par IR Photo RENAC Source Solarpraxis www renac de 150 CG Technologie du photovolta que mrenac renewables academy co Test du commutateur du CC ii renac renewables academy D connecte le syst me PV de l onduleur Doit tre capable de d connecter connecter la charge totale en toute s curit Doit tre calibr e pour un courant continu maximum Peut tre int gr dans les onduleurs de la cha ne Certains tests ne peuvent se faire qu apr s la mise sous tension il s agit par exemple des tests lectriques des bo tiers de raccordement et des sectionneurs de CC Pour cette raison le test de ces composants est parfois n glig Le sectionneur du CC doit tre capable de d connecter le syst me PV de l onduleur en toute s curit et pleine charge Il ne peut donc tre test que lorsqu il est sous tension Dans un concept d onduleur de cha ne le sectionneur du CC est souvent int gr aux onduleurs de cha ne et son test devient donc partie int grante du rapport de test de l onduleur Un autre test qu il est fortement recommand de faire apr s la mise sous te
207. sme BT gt Diminution 50 2 Hz MT gt Diminution 50 2 Hz permet d augmenterla puissance de sortie pour gt 50 05 Hz 50 2 Hz fR seau fR seau SE Ne AP AP 40 Du par Hz AP em Tee Mesure lt 47 5 Hz Pa Puissance g n r e 47 5 HZ lt fa seau lt 50 2 Hz ue AP Diminution de puissance 50 2 HZ fr seau fr seau Fr quence du syst me 50Hz 50 2 Hz lt fa seau lt 51 5Hz AP 20Py www renac de La principale mesure de stabilisation de la fr quence du r seau est le contr le de la puissance active de sortie d une centrale lectrique Lorsque la fr quence augmente la puissance active de sortie d une centrale solaire doit tre diminu e Dans les situations extr mes de sur fr quence ou de sous fr quence l onduleur doit s arr ter compl tement Dans les centrales solaires le contr le de la puissance active peut facilement tre r alis en for ant le point de fonctionnement de l onduleur s loigner du point de puissance maximale Ce faisant il est possible d adapter la puissance active de sortie graduellement Gr ce cette possibilit technique les centrales solaires peuvent r pondre aux exigences des conditions allemandes de raccordement au r seau selon lesquelles la puissance active de sortie doit tre r duite avec un gradient de 40 par Hertz lorsque la fr quence atteint des niveaux sup rieurs 50 2 Hz La diminution graduelle est n effectu e que jusqu 51 5 Hz
208. sont plus faibles que pr c demment Si le syst me a t correctement install et fonctionne bien un v nement comme une temp te ou un clair pendant les orages peuvent tre la cause de la baisse de sortie La proc dure de test est comparable celle d crite pr c demment sortie du syst me plus faible que pr vue Les composantes de la partie CC doivent tre contr l es Un examen visuel peut aider d celer les c bles ou les modules endommag s Les fusibles de cha ne peuvent tre souffl s ce qui pourrait tre un signe d un coup de foudre ou d une surtension La prochaine tape est donc de v rifier le surpresseur de surtension parafoudre Si les fusibles sont en bon tat il pourrait y avoir un circuit ouvert ou un court circuit dans le champ Les cha nes sont mesur es s par ment dans le coffret de raccordement du champ PV la tension en circuit ouvert Voc et le courant de court circuit Isc doivent tre mesur s un rayonnement solaire constant Les terminaux d connect s ou les connecteurs desserr s peuvent tre limin s par ces mesures Le courant du point de puissance maximale lppm peut tre facilement mesur l aide d un compteur de pince lorsque l onduleur est en fonctionnement Les valeurs peuvent tre compar es avec les mesures effectu es au cours de la mise en service La foudre et les surtensions peuvent galement tre l origine des diodes de d rivation d fectueuses dans
209. spect e un limiteur de surtension type 2 est alors recommand mais son installation sur le c t CC n est pas obligatoire pour prot ger l onduleur L alimentation basse tension dans le b timent doit tre prot g e par un parafoudre combin multipolaire et un limiteur de surtension type 2 3 S il y a un parafoudre ext rieur et que la distance de s paration n est pas respect e l installation d un parafoudre type 1 sur le c t CC est alors obligatoire pour prot ger l onduleur et les lignes conductrices Sur la ligne d entr e CA un parafoudre combin multipolaire et un limiteur de surtension doivent tre install s 139 Zo Technologie du photovolta que TIRE re renewables academy Pour les centrales PV il est recommand d organiser les paratonnerres dans fa on garder la distance de s paration entre les cadres de support du PV et les paratonnerres Les paratonnerres doivent tre plac s au c t nord du syst me PV sur une hauteur suffisante D autres paratonnerres ajout s doivent tre calibr s et plac s de fa on viter tout ombrage Le choix d un limiteur de surtension tient compte du parafoudre ext rieur et de la distance de s paration maintenue 140 Zo Technologie du photovolta que mWirenac renewables academy 4 Mise en service de syst me PV 4 1 Documentation du syst me gt o V rification technique pr alable mi renac renewables academy Toutes ce
210. ssa La robustesse des connecteurs est galement soumise des essais Les sorties sont soumises un test de stress qui simule les assemblages et les manipulations effectu s normalement travers diff rents cycles et niveaux d essais de r sistance la traction de flexion et de couple tels que mentionn s dans la norme CEI 60068 2 21 Aujourd hui m me la combinaison des syst mes d installation et des modules est soumise des essais de charges m caniques d finies caus es par le vent ou la neige afin d tre finalement certifi e La norme CEI 62782 Essai de charge m canique dynamique pour modules PV d finit un essai m canique dynamique qui simule les vibrations de la pression du vent et de la force de succion cr e par le vent 1000 Pa sont appliqu s l aide de v rins pneumatiques et de cylindres de traction 100 cycles de pouss e et de traction sont appliqu s un taux de 1 3 cycles par minute De nos jours certains fabricants de modules soumettent leurs modules des essais m caniques dynamiques encore plus rigoureux Dans leurs laboratoires ils appliquent une fr quence et une charge plus lev es afin d am liorer continuellement la construction des modules La Certification bas e sur ces normes de performance est garante de la qualit sup rieure des modules ce qui constitue un l ment essentiel certaines questions telles que la garantie de performance d un syst me PV En Allemagne ces ce
211. sur la courbe de rendement sera pouss la droite vers les niveaux les plus lev s du rendement de l onduleur Ces r flexions aident parvenir une d cision de conception de l onduleur Par exemple il peut tre pr f rable de choisir un concept d onduleur de cha ne dans le cas d un sous dimensionnement du syst me d au risque de d faillance Si un onduleur de cha ne fait d faut il y aura probablement beaucoup d autres cha nes en fonctionnement et l nergie va pouvoir tre toujours inject e dans le r seau alors que la d faillance d un seul onduleur central peut mettre hors connexion beaucoup plus de modules PV En revanche il pourrait tre plus facile d am liorer le rendement l aide des onduleurs centraux en r alisant une conception ma tre esclave Dans une telle conception seul un onduleur sera en ligne pendant les p riodes de faible rayonnement alors que le courant d arriv e sera fractionn aux multiples onduleurs en p riodes de moyen fort rayonnement De cette fa on le module MPP va d marrer m me en cas de faible courant d entr e et peut ainsi capturer plus d nergie disponible dans l ensemble Les fabricants d onduleurs comme les d veloppeurs de projets ne cessent d acqu rir davantage d exp rience de terrain ce sujet et recherchent constamment de nouvelles solutions qui conviennent aux r gions ayant des profils d ensoleillement diff rents 107 108 Technologie du ph
212. t We module e pression e pr cipitation www renac de Les param tres du syst me PV tels que le courant la tension et la puissance du courant sur les c t s CC et CA peuvent tre directement contr l s par l onduleur Des dispositifs additionnels tels que les capteurs de rayonnement souvent dot s de capteurs de temp rature int gr s permettent de surveiller les conditions environnementales Ces dispositifs de surveillance sont mont s sur le module PV Certains de ces appareils informent sur la temp rature des cellules du module Les param tres m t orologiques tels que la temp rature ext rieure la vitesse et la direction du vent et le rayonnement solaire W m peuvent tre soit surveill s sur le site en utilisant des dispositifs de surveillance appropri s soit achet s aupr s des soci t s qui offrent des services de fourniture de donn es m t orologiques l aide d une combinaison de donn es satellitaires et atmosph riques et des mod les m t o num riques ces entreprises fournissent des donn es m t orologiques sp cifiques l emplacement du syst me PV 38 Pour exemple visiter http imtsolar com products silicon irradiance sensor 3 Pour exemple aller l adresse http geomodelsolar eu services near real time data supply 159 Zo Technologie du photovolta que IH Frenac renewables academy Les donn es du rayonnement obtenues d une telle source peuvent tre divis es en
213. t 120 En g n ral les fabricants d onduleurs donnent une recommandation sur la plage du facteur de dimensionnement www renac de 103 Zo Technologie du photovolta que HI Frenac renewables academy En g n ral le facteur de dimensionnement est 10 de la puissance nominale de l onduleur Par exemple si une centrale de 20 MW est pr vue sur la base des onduleurs de 500 kW la premi re approche sera 40 unit s pour une centrale de 20 MWc Le nombre d onduleurs va probablement tre diff rent du nombre nominal mesure que le processus de planification se poursuit en d tail Selon la densit de r partition du rayonnement versus le rayonnement l emplacement l onduleur peut tre surdimensionn ou sous dimensionn pour maximiser le rendement Par exemple la surcharge des onduleurs peut tre r alis e en installant plus de modules et si tel n est pas possible en supprimant des onduleurs de la conception Les fabricants d onduleurs fournissent g n ralement une recommandation de la plage du facteur de dimensionnement qui peut tre par exemple un facteur de dimensionnement 80 lt Pec max Pmpr STC lt 120 Pour un onduleur de 500 kWc et le module de 240 Wc ce serait 80 400 kWc lt Pec max Pumpr src lt 120 600 KWc Donc des modules de 400 kWc et 600 kWc diff remment configur s peuvent tre reli s sur chaque onduleur de 500 kWc ou le nombre d onduleurs peut alors t
214. t au r seau ont t revues et le seuil d arr t augment 51 5 Hz pour tous les onduleurs avec une capacit install e sup rieure 10 kWp Aujourd hui les onduleurs doivent galement r duire progressivement leur puissance active de sortie avant de s arr ter compl tement Il existe d autres m thodes de gestion du r seau en fonction du niveau de tension auquel une centrale PV alimentera le r seau en lectricit Elles sont d finies dans les conditions de raccordement au r seau ces derni res pouvant vari es si une centrale d nergie renouvelable d centralis e alimente le r seau de basse tension BT de moyenne tension MT ou de haute tension HT D importantes clauses incluses dans ces conditions de raccordement au r seau font r f rence au contr le automatique de la puissance active en fonction de la fr quence pr dominante au contr le de la puissance r active en fonction de points pr d finis la limitation de la puissance active par commande distance et au fault ride through L alimentation sans panne Ces clauses seront abord es continuation Source Generating Plants Connected to the Medium Voltage Network BDEW 2008 58 Zo Technologie du photovolta que TIRE re renewables academy E Exigences certificats et standards de r seau I renac renewables academy Contr le de la puissance active par fr quence a Service auxiliaire de contr le de fr quence gt Fonction de stati
215. t e V 68 Kg Technologie du photovolta que II I renac renewables academy Certification des onduleurs LA IEC EN ICE 62109 1 2010 IEC 62109 1 Organisme de Pr cise les exigences Certification de s curit pierog estrapola A tt Mels Thalieis kapttig Les parties 2 et 3 doivent tre lues conjointement avec la partie 1 D conte investar tanily EN 60529 type de protection IP 21 63 Types d onduleu Operating DC input ge 20 22 506 Due MS NES NE MNT D 61727 2004 IEC s applique Sc TEE aux installations PV raccord es 2 13099 M PA aeii a ii rega EE o re ee en DONS ME Ce ES Ag Conditions de test SEET dE ed E ES en parall le au r seau E miae pa lt IRC 42109 1 2020 De nieas 62116 2008 proc dure de test des mesures de pr vention de lflotage pour les onduleurs PV signature 61000 6 1 standards X g n riques sur la compatibilit TOY and mortor ro Cotes Bady SCH lectromagn tique CEM E I ORRE ETELE www renac de 69 Technologie du photovolta que z mi renac renewables academy N Documentation n cessaire au raccordement au r seau l ee II renac ewables academy ST Certificat d unit sp cifique au projet et mod le analytique Dessin d ensemble du parc solaire sch ma unifilaire Dessin d ensemble du syst me de contr le du parc solaire www renac de 70 CD Technologie du photovolta que mrenac
216. t en de ou pr s de 90 par rapport son rendement maximal plage de 95 98 par exemple 106 Zo Technologie du photovolta que mWirenac renewables academy Uonduleur atteint normalement son rendement maximal la plage de facteur de charge de 50 70 pour ensuite redescendre de quelques points de pourcentage Dans des conditions de faible clairement un onduleur surcharg sous dimensionn va tr s rarement fonctionner dans toute premi re zone de faible rendement de la courbe parce que le plus grand nombre de modules pourra toujours produire assez d nergie pour que l onduleur fonctionne un facteur de charge plus lev Le surdimensionnement sous charge al signifie que la puissance nominale de l onduleur est sup rieure la puissance PV nominale Cette approche est g n ralement recommand e pour les emplacements ensoleill s afin d viter la perte d nergie produite pendant les p riodes de pics solaires La courbe d efficacit pour les pays europ ens affiche la probabilit d un certain niveau de rayonnement qui survient en Europe L image de la diapositive repr sente diff rents points sur la courbe de rendement de l onduleur selon la probabilit du rendement d clairement de l Europe Dans les pays plus ensoleill s Bon et Pso vont afficher de fortes probabilit s de rayonnement et tant donn que le rendement diminue l g rement au fil d un rayonnement plus lev il serait alo
217. t les conditions dans la cha ne doivent tre aussi semblables que possible afin d viter des pertes dues aux d fauts d adaptation L architecture d centralis e des onduleurs cha ne augmente les besoins en contr le et en communication Pour ce qui est de la redondance et du remplacement des onduleurs le concept d onduleur cha ne est avantageux car en cas de pannes seule une cha ne est perdue et son remplacement est simple et peu co teux w Avantages des architectures d centralis es et centrales dans les champs solaires Advanced Energy 2013 47 ES Technologie du photovolta que mWirenac renewables academy Dans les plus petits syst mes inf rieurs 350 kW les onduleurs cha ne ont un avantage au niveau du co t On peut obtenir des tailles de grands syst mes en utilisant plusieurs onduleurs cha ne qui sont connect s sur le c t CA Onduleur central basse tension II renac renewables academy Caract ristiques Uniquement quelques modules par cha ne s L ombrage a moins d influence vi gt Des courants lev s impliquent des diam tres de c ble plus larges Basses tensions possibles VDC lt 120 V Applicable aux modules ayant une plus grande marge de fonctionnement Possibilit d utiliser ce concept pour les modules film fin www renac de 28 Avantages des architectures d centralis es et centrales dans les champs solaires Advanced
218. tateur principal CC Ge Dimensionnement du c ble Bo te de raccordement du g n rateur coffret In renac de raccordement renewables academy Sert r duire les sections transversales des c bles sur le champ PV Entr e partir de l AJB et sortie vers l onduleur Le dimensionnement des bo tes de raccordement du g n rateur d pend du nombre de bo tes de jonction des champs raccord es et du courant d entr e correspondant de onduleur Dot s de disjoncteurs mais ne disposent pas de fusibles en g n ral www renac de Les Bo tiers de raccordement du g n rateur GJB ou les coffrets de raccordement servent connecter plusieurs c bles de la plus petite bo te de jonction du champ AJB en recueillant le courant manant des AJB qu ils consolident en une sortie de c ble qui peut tre alors achemin travers l installation PV De cette fa on les sections transversales des c bles la longueur des c bles et la complexit des tranch es de c bles qui traversent le parc solaire peuvent tre r duites Comme le montre le graphique ci dessus plusieurs c bles CC provenant des AJB sont connect s en parall le la GJB qui est ensuite raccord e l onduleur Les AJB et les GJB ont toutes les deux un nombre limit de ports d entr e de c bles et le courant de sortie correspondant de l AJB doit respecter les limites techniques de la GJB et de la m me mani re le courant de sortie
219. taux de variation de tension de 2 si l op ration de commutation n est pas effectu e plus d une fois toutes les 3 minutes Les harmoniques et les inter harmoniques sont des courants de recouvrement qui interf rent avec le courant sinuso dal Harmonique signifie que la fr quence de l oscillation de recouvrement est un entier multiple de la fr quence du r seau Les inter harmoniques ne sont donc pas des entiers Avec la part croissante des dispositifs lectroniques connect s au r seau lectrique la forme d onde se d vie de plus en plus de sa forme originale Ces dispositifs lectroniques sont des appareils lectriques quip s de redresseurs par ex les ordinateurs mais aussi des onduleurs tr s utilis s dans les centrales solaires et oliennes Aujourd hui l lectronique des onduleurs est capable de fournir une onde sinuso dale tellement lisse que son effet en est devenu n gligeable La t l commande centralis e fr quences audio est une technique qui envoie des signaux triphas s en forme de s quences d impulsions vers le r seau Ces signaux sont envoy s par l exploitant du r seau afin de commuter certaines charges par ex l clairage public En Allemagne cette technique est galement utilis e pour activer la restriction de l injection de puissance partir des g n rateurs PV si le maintien de la stabilit du r seau requi re l arr t partiel ou complet de ce type d quipement sur un segment particulier du
220. temp rature plus lev e par rapport la temp rature ambiante en raison de pertes de chaleur physiques dans les cellules De plus lorsque les cellules solaires chauffent la sortie de tension diminue consid rablement et la sortie de courant augmente l g rement ce qui entra ne une diminution globale de la puissance de sortie La temp rature de la cellule peut tre calcul e par l quation pr sent e ci dessus NOCT C est la temp rature nominale de fonctionnement utilisation de la cellule la diff rence des conditions normales desesal STC temp rature de la cellule 25 C Lorsque les cellules solaires sont test es en laboratoire dans des Conditions normales d essai STC elles clignotent par impulsion tr s br ve de la lumi re pendant qu elles sont maintenues 25 C et sont ainsi emp ch es de se r chauffer pendant le fonctionnement 87 Zo Technologie du photovolta que mWirenac renewables academy Toutefois lorsqu elles sont en fonctionnement normal les cellules chauffent typiquement jusqu une temp rature normale de fonctionnement gale la NOCT la NOCT est mesur e en laboratoire un clairement de 80 mW cm2 une temp rature ambiante de 20 m s et une vitesse de vent de 1 m s qui passe travers un module mont avec un c t arri re ouvert Une temp rature de cellule gale quelque 47 C est une valeur typique de la NOCT et ce param tre doit tre sp cifi sur la fich
221. tie Pour cette raison des mesures de protection suppl mentaires telles que les dispositifs de courant r siduel RCD sont n cessaires En raison du chemin de conduction direct les onduleurs sans transformateur ont un impact lectromagn tique plus important sur l environnement Une plus grande interf rence lectromagn tique est produite par l lectronique interne elle est susceptible de donner du bruit d autres composants lectroniques Pour cette raison les onduleurs doivent tre mis la terre pour r duire ces effets L interf rence lectromagn tique est moins importante en pr sence de l isolation galvanique 44 En Technologie du photovolta que mWirenac renewables academy Les onduleurs transformateur supportent des tensions CC moins importantes car le transformateur augmente la tension jusqu au niveau d alimentation ce qui augmente la s curit c t CC Les onduleurs transformateur durent plus longtemps leur poids et leur taille sont plus importants et le transformateur cause des pertes suppl mentaires 2 10 Concepts d onduleur co Vue d ensemble des concepts des onduleurs W ler AC Bus AC Bus AC Bus www renac de Onduleur central Onduleur de cha ne Onduleur de module www renac de Il existe diff rents concepts d onduleur en fonction de la taille de l emplacement et de la connexion dans le syst me e Les onduleurs centraux recueillent la puissance
222. tre bien document es En outre le programme de protection lectrique appliqu correspondant aux normes doit tre obtenu facilement afin de r pondre toutes les questions susceptibles d tre pos es C est aussi une bonne occasion de cr er les listes de contr le correspondantes pour la proc dure de mise en service du syst me ce stade les listes de contr le d exploitation et d entretien peuvent aussi tre cr es et les intervalles de donn es de surveillance peuvent galement tre d finis Ze Mesure du CC avant la mise sous tension lt renac renewables academy Le test avantla mise sous tension est important court circuit 1 Exemple Le courant inverse de l installation PV peut tre plus important que ce qui est pr vu pour les modules fiche technique du module 6 cha nes de 8 chacune raccord e en parall le Las 48 a Si la tension d un circuit ouvert d une cha ne est inf rieure celle des autres cha nes ex cause d une mauvaise polarit ou d un court circuit sur le s module s un courant inverse de 5 8A 40A peut circuler en arri re travers la cha ne Courant inverse maximale 15 ou 20 A pour les modules c si 2 Exemple Une tension trop forte ou un courant trop fort d truisent les composants www renac de 145 Co Technologie du photovolta que mrenac renewables academy F CA Mesure du CC avant la
223. u c ble Une longue distance entre le champ r seau et l onduleur central peut tre une raison pour envisager l installation d un plus grand nombre de coffrets de raccordement dans des endroits strat giques d un grand syst me PV Les coffrets de raccordement rassemblent le c blage de plusieurs cha nes qu ils acheminent vers les onduleurs via une paire de c ble unique Les coffrets de raccordement CA peuvent galement servir aux concepts d onduleur de cha ne pour regrouper le c blage CA des onduleurs de cha ne dans une bo te de jonction pour ensuite l acheminer vers un transformateur central En plus des avantages de r duction du c blage et de fourniture d un emplacement pour la protection du fusible de cha ne etc les coffrets de raccordement constituent galement un emplacement id al pour installer des quipements de surveillance d centralis e devant servir mesurer le niveau de performance des panneaux PV individuels Les modules couches minces ont g n ralement un courant de cha ne lsc lt 3 A ce qui implique moins de pertes dans le c blage et la possibilit de faire des r ductions potentielles de co ts en vitant le besoin de recourir de grandes sections transversales de c ble quilibrer la distance entre les champs les bo tes de jonction et les onduleurs est la fois un processus d optimisation technique et conomique Les valeurs sont calcul es et arrondies la prochaine classe standar
224. u fusible 1 25 fois le 1 permet de s assurer que le fusible de la cha ne ne va pas se d clencher inutilement En revanche le courant de d clenchement doit tre inf rieur la capacit de charge du c ble afin d assurer que le c ble ne fera pas d faut pour cause de surcharge 125 Zo Technologie du photovolta que mWirenac renewables academy 3 8 Dispositifs de s curit protection lectrique Dispositifs de s curit lectrique Principal dispositif de IH renac d branchement sectionneur CC KA A Interrupteur sectionneur CC e PE DC Isolator d connectele g n rateur PV de l onduleur doit pouvoir commuter U 10 et 1 251 Doit pouvoir commuter la pleine charge en toute s curit www renac de Assure sa capacit de g rer la plus forte intensit de courant CC Lorsqu ils sont bien situ s et utilis s selon leurs valeurs nominales approuv es les disjoncteurs peuvent servir d connecter le syst me PV des onduleurs Ce sont la fois des dispositifs de d connexion et de protection contre les surintensit s a Le sectionneur CC doit tre cadenc un fonctionnement CC dans des circuits en CC et doit pouvoir d connecter connectela pleine charge en toute s curit Doit tre dimensionn pour la plus forte intensit de courant CC a Certains fabricants d onduleurs int grent un sectionneur CC dans l onduleur Source Renac www
225. u photovolta que mrenac renewables academy 7 Cat gories de dysfonctionnements probl mes de r seau I renac renewables academy Cat gorie III sortie syst me plus faible qu avant Il Aucune d tection inhabituelle Surchauffe de Probl mes au l onduleur r seau lectrique Photos RENAC Adaptation Photovoltaics for Professionals L onduleur peut chauffer en raison de mauvaise ventilation Le nettoyage la d localisation ou l am lioration de la ventilation peuvent r soudre ce probl me Les enregistreurs de donn es sont utiles pour d celer des probl mes provenant du r seau Les donn es du syst me et les d fauts enregistr s au fil du temps sont une bonne base de r solution du probl me en coop ration avec le fabricant de l onduleur ou avec les services responsables du r seau lectrique 177 Zo Technologie du photovolta que II renac renewables academy 5 3 Analyse et d pannage des anomalies C2 Anomalies et m thodes de d tection m renac QT Module Onduleur Installation D laminage Fusibles d fectueux Mesures du Diodes de d rivation Diodes de cha ne d fectueux Dre Dispositif antisurtension multim tre x Points de contact 5 Branchements d fectueux R sistance de mise terre Li Humidit A augment e D laminage 1 Points de contact Humidit Modules d fectueux le f Mesure de la courbe l V Echa
226. uffement localis D gradation Adaptation Planning and Installing Photovoltaic Systems www renac de Un examen visuel ainsi que des mesures effectu es l aide d un multim tre peuvent r v ler toutes les anomalies possibles des modules PV telles que l ombrage ou la salet le d laminage des diodes de d rivation d fectueux les mauvais contacts l humidit et les chauffements localis s Seule une seule anomalie notamment la d gradation n est pas couverte par ces deux m thodes Cette anomalie peut tre r v l e par la mesure des caract ristiques l V ou des mesures de puissance de cr te La maintenance de la taille des syst mes va d terminer de la n cessit d acheter un dispositif de mesure cet effet Etant donn que des instituts certifi s sont disponibles pour fournir ce service il peut suffire les contacter lorsque ces mesures sont n cessaires 178 Kg Technologie du photovolta que ll I renac wables academy rE D autre part la mesure de la puissance de cr te couvre galement tous les d faillances survenues dans l installation telles que les fusibles grill s les diodes de cha ne d fectueuses les courts circuits les protecteurs de surtensions d fectueux les anomalies dans le c blage corrosion c bles cass s les raccordements desserr s Le seul d faut d installation qui ne peut tre d cel par la mesure de la puissance de cr te est la r sistance de terre au
227. ul onduleur avec une grande puissance nominale de multiples onduleurs plus petits fonctionnent en parall le Le concept ma tre esclave est fr quent chez les grands onduleurs gt 20 kW mais a t largi aux puissances nominales en de de 5 kW Dans le fonctionnement ma tre esclave l onduleur ma tre fonctionnent comme onduleur unique jusqu ce qu il ait atteint de sa puissance limite Lorsque la puissance augmente les onduleurs esclaves sont activ s Onduleur de cha ne vs onduleur central Installation lirenac renewables academy Onduleur de cha ne Onduleur central Installation Installation Conception flexible onduleur monophas et Onduleur triphas conception fixe triphas Ombres difficiles minimiser Effets d ombrage faciles minimiser ener ter rapido ege L Jame de transmission modules Co ts d installation inf rieurs Pas de station de transmission e Prix des onduleurs sup rieurs dus au faible 3 Des centaines d onduleurs installation complexe volume de production j Co ts d installation sup rieurs i Contr le des branches additionnel D Prix des onduleurs inf rieurs gr ce au grand volume de production Bo tier de raccordement additionnel Contr le des cha nes inclus Pertes en DC plus importantes en fonction de la section des c bles Aucun bo tier de raccordement additionnel n cessaire Seulement quelques trackers MPP 7 Faibles pertes en DC en fonction de l
228. ur le choix du nombre d onduleurs une d cision g n rale de surdimensionnement ou de sous dimensionnement de l onduleur doit tre prise Selon la densit de r partition du rayonnement versus le rayonnement l emplacement l onduleur peut tre surdimensionn ou sous dimensionn pour maximiser le rendement Si la plus grande portion d nergie rayonnement disponible l est en p riodes d ensoleillement clairement lev alors les modules seront souvent fonctionnels presqu leur point de puissance maximale Pupp ajust la baisse pour la temp rature Il est donc prudent de dimensionner l onduleur de fa on qu il soit capable de convertir la plus grande portion de cette nergie de puissance En revanche si les conditions d clairement lev 1000 W ml par exemple sont rares et que les modules g n rent normalement quelque 50 de leur sortie de puissance nominale il serait alors plus judicieux d augmenter le nombre de panneaux pour augmenter la sortie de puissance totale et permettre l onduleur de fonctionner au plus pr s de sa condition de puissance nominale et injecter plus d lectricit dans le r seau En surchargeant l onduleur par une alimentation CC plus lev e puissance nominale CC STC onduleur sera entra n dans une r gion diff rente de sa courbe de fonctionnement voire la diapositive noter qu en de de quelque 10 15 de sa sortie nominale le rendement de l onduleur es
229. urant de d clenchement du fusible de cha ne courant de d clenchement du fusible de cha ne l fusible 2x1 cha ne gt fusible 1 gt ls cha ne courant nominal du fusible de cha ne lhom fusible lnom fusible gt 1 25 X Inom Cha ne www renac de Comme mentionn pr c demment g n ralement si plus de trois cha nes sont connect es en parall le les fusibles de cha nes vont jouer un r le important pour parer aux dommages caus s par les potentiels courants inverses Le courant inverse qu un module peut g rer est en g n ral valu deux fois lsc ce qui signifie qu un module est capable de prendre en charge le courant provenant de deux autres cha nes connect es en parall le Le courant inverse du module est mentionn sur la fiche technique et d pend des diodes internes Si une cha ne fait d faut le courant des autres cha nes peut prendre la direction de la cha ne d faillante ce qui g n re une tension plus faible Les fusibles de cha ne sont nominalement calibr s 125 lhom de la cha ne Le r le du fusible est de prot ger la cha ne si le courant doit atteindre deux fois Isc mesur STC donc le courant de d clenchement du fusible doit tre dimensionn de fa on appropri e En d autres termes le courant de d clenchement du fusible de la cha ne doit tre sup rieur au courant de cha ne et inf rieur au courant de retour des modules Cependant la puissance nominale d
230. ure ambiante sur le site est la plus basse Le nombre de modules qui peuvent tre reli s une cha ne est donc d termin par la tension d entr e maximale de l onduleur Des modules peuvent encore tre ajout s la cha ne pourvu que la tension maximale de la cha ne Voc cha ne gale la tension d un module multipli e par le nombre de modules tant donn que tous les modules de la cha ne sont connect s en s rie soit inf rieure la tension nominale d entr e CC maximale de l onduleur tant donn que le nombre de modules d une cha ne est d termin par la plage MPPT de l onduleur la plus haute tension MPP Vuppmax et la plus basse tension Vuppmin de la cha ne doivent tre situ es dans la plage de tension MPPT de l onduleur Les pertes de c ble dans le c blage CC entre la cha ne et l onduleur doivent tre galement prises en compte tant donn que cette perte va diminuer la tension de cha ne r elle onduleur Par exemple si la Vmppmin pr vue tourne autour de 3 de la plus basse limite de plage de tension MPPT de l onduleur et s il y a une perte additionnelle d environ 3 au niveau du c ble CC qui relie la cha ne l onduleur il est alors possible que la tension qui appara t onduleur chute au de de la plage de tension de fonctionnement MPPT de l onduleur 93 Zo Technologie du photovolta que mWirenac renewables academy z Dimensionnement de la cha ne n
231. urs l efficacit est au plus haut P Pnom entre 30 et 50 et baisse lorsqu on approche 100 Le fait de sous dimensionner l onduleur peut avoir deux avantages sur le plan conomique une r duction des co ts en raison de petite taille de l onduleur et des revenus sup rieurs en raison du taux de conversion sup rieur en fonctionnement charge partielle Lors du sous dimensionnement de l onduleur son comportement dans des conditions de surcharge doit tre pris en compte lors du processus de planification L onduleur doit premi rement renoncer au MPP du champ solaire et adopter la tension circuit ouvert ce qui entra ne une limitation de la sortie Deuxi mement le fait de d passer la puissance nominale de l onduleur surcharge augmente la charge thermique de l onduleur Les onduleurs sont capables de fonctionner en tat de surcharge pendant une courte p riode mais sont programm s pour s arr ter apr s cette p riode d finie afin d viter des d g ts 35 Zo Technologie du photovolta que mWirenac renewables academy La d cision de surdimensionner le champ photovolta que doit se fonder sur trois facteurs 1 courbe d efficacit de l onduleur de combien augmente l efficacit de conversion lorsque le fonctionnement est d plac e vers charge partielle 2 distribution de isolation solaire qu elle est la plage de sortie photovolta que et quelle fr quence certaines conditions de radi
232. ution GRD exige des producteurs d nergie PV de garantir un certain ratio entre la puissance apparente et la puissance r elle produite par les onduleurs et les transformateurs du syst me PV et devant tre inject e dans leur r seau Ce ratio est gal cos le cosinus de l angle entre le profil d intensit et le profil de tension Le ratio est appel cosinus phi ou facteur de puissance Les transformateurs sont des dispositifs inductifs et vont donc naturellement g n rer un retard entre la tension et le courant Par cons quent les onduleurs et les appareils de contr le doivent tenir compte de l angle de phase introduite par les transformateurs qui fournissent le point d alimentation du r seau Les onduleurs ont galement certaines tol rances dans leur plage de tension de sortie et leur r ponse de fr quence excessive ou de sous fr quence 113 Zo Technologie du photovolta que mWirenac renewables academy Les onduleurs connect s au r seau vont souvent d connecter le champ PV et se d connecter du r seau si les conditions d exploitation de la tension du r seau chutent en dehors de certaines plages Par exemple les onduleurs ayant une r ponse en fr quence active ont une plage de fr quence particuli re dans laquelle l onduleur va continuer fonctionner Etant donn que le transformateur est un l ment inductif qui provoque un d calage de l angle de phase de l alimentation lectrique il y a l
233. utomatiquement mesure que le volume de la production augmente et que le mat riel de production s am liore Les entreprises tablies qui ont un volume lev de production sont galement donc les leaders de la qualit 185 Zo Technologie du photovolta que mWirenac renewables academy 5 4 O amp M exploitation et maintenance N Service de maintenance II renac renewables academy T ches ex cuter pendant le fonctionnement habituel amp maintenance Une installation photovolta que est con ue pour durer plus de 20 ans Pendant ce temps il y a galement diff rentes t ches d exploitation et maintenance O amp M savoir une surveillance permanente contr le de la fonctionnalit et de la s curit d tection des anomalies r paration remplacement r guli re et irr guli re des composants du syst me principalement des dispositifs lectroniques comme onduleur modification du syst me selon les nouvelles exigences r glementaires d pannage nettoyage www renac de Une installation PV a une dur e de vie nominale de plus de 20 ans Au cours de cette p riode il y a diff rentes t ches d O amp M Une surveillance permanente facilite le bon fonctionnement du syst me PV Cela a un impact direct sur le rendement nerg tique du syst me Des d fauts peuvent tre d tect s et rapidement corrig s avant que le rendement nerg tique ne baisse Cert
234. ux points de raccordement au r seau des grandes installations PV sont entre autres 11 kV 33 kV 72 kV et 133 kV Normalement un transformateur est n cessaire une puissance d alimentation de 100 500 kW d un onduleur Pour les injections de puissance plus lev es il y aura un transformateur pour environ chaque 500 kW d nergie PV Les transformateurs sont calibr s en kilovolts amp res kVA puissance apparente et les puissances nominales typiques sont de 500 kVA 2500 kVA qui par exemple augmentent de 250 kVA 500 kVA par tranches Les transformateurs ont g n ralement la m me puissance nominale que les onduleurs install s sur un site donn ou une combinaison de plusieurs puissances nominales des onduleurs si plusieurs onduleurs viennent alimenter un transformateur 109 ES Technologie du photovolta que mWirenac renewables academy La temp rature au site est un aspect important tout comme les onduleurs les transformateurs sont sensibles aux temp ratures lev es qui ont un effet direct sur leur cycle de vie Les transformateurs n cessitent donc des mesures de refroidissement et souvent la construction d un b timent clos s ils sont install s l ext rieur M me les transformateurs ferm s doivent tre valu s pour usage ext rieur surtout s ils sont install s dans un environnement hostile S lection du transformateur I renac renewables academy D finitions enroul
235. ve elle devrait tre fournie localement Par cons quent en stabilisant la tension du r seau localement les onduleurs PV peuvent r duire les besoins en lignes lectriques suppl mentaires La derni re g n ration d onduleurs PV est galement capable de fonctionner en tant que commutateur de phase ind pendamment de la puissance de sortie du PV et m me durant la nuit 1 Leitfaden Photovoltaische Anlagen DGS Implementation of grid connected photovoltaic system with power factor control and islanding detection S Mekhilef N A Rahim 2004 IEEE Power Electronics Specialists Conference 12 Handbook of Photovoltaic Science and Engineering A Luque S Hegedus Wiley 23 C Technologie du photovolta que mrenac renewables academy 2 3 l ments de l onduleur co El ments cl s de l onduleur II renac renewables academy a Transistors bipolaires grille isol e IGBT Transistors effet de champ grille m tal oxyde MOSFET ou Source Renac Thyristors extinction par la g chette GTO 8 Nachtarbeit m glich Photovoltaik 09 2014 24 Zo Technologie du photovolta que mWirenac renewables academy co El ments cl s de l onduleur mi renac renewables academy a Inducteurs et condensateurs Transformateurs basse ou haute fr quence a Protection ENS d tection de courant DC a Fonctions de contr le mise la masse surveillance protection ther
236. vieilles oliennes ou les variations d imp dance du r seau L imp dance Z est la r sistance apparente au flux de courant CA analogue la r sistance lectrique des circuits CC En tant que rapport complexe de la tension et du courant Z est affect e par commutation des charges en particulier les charges inductives des transitoires ou des pannes de transformateurs Pour viter un lotage en cas de perturbations du r seau l nergie non fournie ENS d connecte automatiquement l onduleur dans le cas o le point d imp dance maximale fix est d pass ou en cas de changements trop rapides d imp dance Cependant vu que l imp dance totale est la somme de l imp dance du r seau et l imp dance de liaison entre l onduleur et le r seau un probl me d mp dance peut galement tre d origine locale Comme exemple des bornes desserr s ou des c bles sous dimensionn s Les changements dans la construction ou la programmation de l onduleur se font en troite collaboration avec le r seau local et la solution doit tre document e et accept e par le r seau lectrique ao Einrichtung zur Netz berwachung mit zugeordneten Schaltorganen 169 C Technologie du photovolta que mrenac renewables academy CA Cat gories de dysfonctionnements I renac renewables academy Cat gorie I aucune sortie du syst me au cours de la journ e l Pas de tension continue l entr e de l on
237. vient rarement mais contre lequel on doit tout de m me se pr munir Le courant inverse ne peut survenir que dans des configurations multicellulaires avec un onduleur central si la tension en circuit ouvert d une cha ne est inf rieure celle d autres cha nes le courant des autres cha nes circule dans les cha nes d fectueuses en sens inverse ce qui risque dendommager ces derni res L ombrage n affecte pas de mani re significative la tension en circuit ouvert et n est donc pas une cause du courant inverse Les principales avaries r duisant la tension de la cha ne sont les courts circuits dans les modules et les cellules ou les avaries li es la double masse Si par exemple 6 cha nes qui fournissent 8 Amp res chacune sont raccord es en parall le et que la tension d une cha ne baisse un courant inverse de 6 1 x 8 A 40 A pourrait circuler par cette cha ne Le courant inverse maximum d un module c Si est entre 15 et 20A Pour se pr munir du courant inverse on peut utiliser les diodes de cha ne qui causent des pertes constantes et les fusibles de cha ne qui causent moins de pertes que les diodes 146 Zo Technologie du photovolta que IH Frenac renewables academy En outre si la tension en circuit ouvert des cha nes ou de l ensemble du champ d passe la tension nominale des composants ils peuvent galement tre endommag s ou d truits La tension en circuit ouvert Va et le courant de c
238. x moteurs lectriques g n rant de la puissance r active inductive de la puissance r active capacitive doit tre fournie afin de compenser au moins partiellement cet effet La diapositive illustre un sch ma de contr le bas sur le ratio entre la puissance instantan e et la puissance nominale comme requis en Allemagne Lorsque la puissance de sortie est faible cos vaut 0 95 surexcit 50 de la puissance nominale il n est produit que de la puissance active cos 1 et pr s de la puissance nominale cos vaut 0 95 sous excit Ces aptitudes impliquent que l onduleur solaire soit surdimensionn car il a besoin d une petite partie de sa puissance pour d caler le courant et la tension c d pour fournir de la puissance r active Bien que ce surdimensionnement repr sente des co ts suppl mentaires ils restent inf rieurs ceux d autres formes de production de puissance r active E Heuck K Dettmann K D amp Schulz D 2010 Elektrische Energieversorgung Wiesbaden Vieweg Teubner Verlag 61 ES Technologie du photovolta que IH Frenac renewables academy 2 13 Perturbations sur le r seau e E viter des perturbations sur le r seau m renac renewables academy Si une centrale solaire photovolta que n est pas conforme aux conditions de raccordement au r seau cela pourrait provoquer des perturbations sur le r seau Variations soudaines de tension Harmoniques et inte

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