Dimensionnement d'une installation PV

Dimensionnement d'une installation PV ?

Juillet 2016

De nombreux aspects entrent en considération lors de la sélection de l'onduleur adapté à votre installation PV ; le type de panneau que vous utilisez, votre raccordement électrique, l'orientation et l'inclinaison du système, et bien sûr, quelle puissance vous voulez installer. Le but de cet article est d'éclairer tous ces points.

Déterminer l'onduleur approprié se fait à l'aide de l'outil de calcul gratuit de SMA : le Sunny Design Web, via www.SunnyDesignWeb.com.

Dans la plupart des régions, les gestionnaires de réseau autorisent le raccordement jusqu'à 5 kilowatts de puissance onduleur sur une phase.

Lorsque plus de puissance doit être installée, elle doit être répartie sur plusieurs phases, avec une différence de phase maximum de 20 ampères. Pour une tension du secteur de  230 volts, cela équivaut à une différence maximale entre les phases de 230 x 20 = 4  600 watts. Dans la pratique, l’écart maximal entre phases est de 5 kW.

Le tableau ci-dessous est issu de la FAQ de Synergrid :

Type de panneau

Plusieurs types de panneaux différents existent sur marché, dont la grande majorité sont toujours des panneaux cristallins. La plupart des panneaux peuvent être utilisés avec tous les types d'onduleurs. Un nombre limité des panneaux exigent une utilisation exclusive en combinaison avec un onduleur dans lequel se trouve un transformateur. Si c'est le cas, le fournisseur des panneaux le signalera. Actuellement, il n'y a aucun onduleur SMA approprié disponible.

Quel onduleur faut-il choisir ?

La capacité de vos panneaux est exprimée en watts crête. Cela ne signifie pas que les panneaux produiront en réalité souvent cette capacité; dans le Benelux cela n’arrive que rarement. C'est pourquoi dans le Benelux nous choisissons généralement un onduleur qui est plus petit que la puissance crête des panneaux. Un onduleur qui est peu chargé est moins efficace qu'un onduleur qui travaille à une plus grande capacité. Par conséquent, un sous-dimensionnement mène au final à un rendement supérieur.

Certains choisissent un onduleur ayant une puissance d'entrée (côté DC) d’environ 90% de la puissance crête des panneaux. Si vos panneaux sont attendus de s'écarter de l'orientation idéale (plein sud) et l'angle (35 degrés), est ce pourcentage (du rapport de puissance) encore plus bas.

Aux (rares) moments où vos panneaux produisent plus de puissance que votre onduleur ne peut le supporter, ce dernier adaptera la tension MPP (Maximum Power Point) des panneaux de sorte qu'ils ne produisent pas plus de puissance que la puissance d'entrée maximale autorisée par l'onduleur. Ainsi, un surplus d'énergie ne devra pas être dissipé sous forme de chaleur. Un léger sous-dimensionnement ne risque pas d'endommager l'onduleur.

L'irradiation solaire et la température des panneaux ont également une influence sur le choix de l'onduleur. De là le conseil de vous faire assister par le Sunny Design.

Astuce pour la Belgique : Il est préférable de sélectionner un onduleur plus petit. En effet la taxe Prosumer (taxe « Prosumententarief » en Flandre) est calculée sur la puissance de sortie des onduleurs.

Exemple de calcul de Power Ratio

Vous avez des panneaux de 3500 watts crête. L'installateur propose un Sunny Boy de SMA 3000TL-21. Est-ce une bonne combinaison ? Faisons le calcul.

La tension d'entrée d'un  Sunny Boy 3000TL est de 3200 watts. (Vous trouverez les données techniques des onduleurs de SMA sur leurs fiches techniques.)

Rapport de puissance  = Puissance d'entrée de l'onduleur (côté DC) / puissance crête des panneaux
= 3200/3500
= 0,91 ou 91 %

Il s'agit donc d'une bonne combinaison.

Sous-dimensionnement ou surdimensionnement. Est-ce dangereux ?

Non.

Dans le cas d'un surdimensionnement (la puissance de l'onduleur est supérieure à celle des panneaux), l'onduleur fonctionne techniquement à la perfection. Le Sunny Design vous permet de calculer le rendement attendu.

Dans le cas d'un sous-dimensionnement (onduleur « trop faible » ?), il est possible qu'à certains (rares) moments les panneaux délivrent une puissance supérieure à celle des onduleurs. 

Installations plus grandes

La sélection de la bonne taille est également importante dans le cas d'installations PV plus grande. L'impact peut être fort sur les coûts d'investissement et donc sur le coût global de votre projet.

Le calcul du logiciel gratuit Sunny Design (web) est optimisé afin de convertir autant que possible l'énergie solaire. Le résultat du calcul se définit par un « facteur d'efficacité énergétique ». Le calcul automatique considère la valeur minimale de 99,8 %. Pour les installations commerciales, le dimensionnement tient souvent compte d'un facteur d'efficacité énergétique de 99,0 %. De cette façon plus d'un panneau peut être installé par onduleur. Au total, vous devez investir dans moins de panneaux et installer moins d'onduleurs. Le coût global d'investissement décroît également du côté AC.

Un autre aspect qui joue lors d'installations plus importantes est la puissance du raccordement général. L'on désire fréquemment raccorder un maximum de panneaux solaires sur ce raccordement général, et nous proposons plusieurs solutions à cet effet :

1. Puissance d'onduleur exactement définie : la somme des puissances de tous les onduleurs est inférieure ou égale à la puissance du raccordement général. Un maximum de panneaux est admis sur ces onduleurs.
2. Limitation statique : la somme des puissances de tous les onduleurs est légèrement plus élevée que la puissance du raccordement général. La puissance de sortie d'1 ou de plusieurs onduleurs est réglée par logiciel à une valeur inférieure afin de pouvoir réinjecter un maximum dans le réseau.
3. Limitation dynamique : la valeur de puissance réinjectée dans le réseau public est mesurée en continu au niveau du raccordement général. Si la consommation d'électricité dans le bâtiment est trop faible, le risque existe que la réinjection soit trop importante. Dans ce cas la puissance de sortie des onduleurs est réduite. La taille de l'installation PV est calculée sur la base de la consommation d'électricité.