Dimensionnement d'une installation PV

Dimensionnement d'une installation PV ?

Mars 2019

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.

1. Le raccordement électrique

1.1 Déséquilibre

Dans la plupart des régions, les gestionnaires de réseau autorisent le raccordement jusqu'à 5 kilowatts de puissance onduleur sur une phase. Si l'onduleur injecte simultanément sur les 3 phases, il n’y a pas de déséquilibre.

1.2 Connexion principale

L'onduleur est placé sur un groupe séparé. On considère la taille de la machine et on choisit un onduleur qui délivre un courant inférieur en plein soleil.

1.3 Type de réseau

Il existe différents types de réseau, tels que TN, TT, Delta-IT, etc. Les onduleurs Sunny Boy peuvent être utilisés universellement. Veuillez vérifier le type de réseau du client en utilisant le tableau de compatibilité.

2. 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. Consultez le manuel du fabricant du panneau à ce sujet. Le Sunny Design Web vérifiera ce point pour vous et vous en informera.

3. Quelle doit être la plus petite taille d'onduleur ?

L'outil de dimensionnement gratuit de SMA, le Sunny Design Web, vous permet de choisir l'onduleur adapté.

La capacité de vos panneaux est exprimée en watts crête. Cela ne signifie pas que les panneaux produiront vraiment cette capacité. Au Benelux, par exemple, cela n'arrive que rarement. C'est pourquoi, au Benelux, nous choisissons généralement un onduleur de puissance inférieure à la puissance crête des panneaux. Il y a donc une plus grande puissance des panneaux raccordés par rapport à la puissance de sortie de l'onduleur (surdimensionnement). Un onduleur qui est peu chargé est souvent moins efficace qu'un onduleur qui travaille à une plus grande capacité. C'est pourquoi un surdimensionnement des panneaux donne in fine un rendement supérieur.

4. Sous-dimensionnement ou surdimensionnement

4.1 Sous-dimensionnement des panneaux

Lorsque les panneaux sont sous-dimensionnés (puissance onduleur supérieure à celle du panneau), l’onduleur fonctionne parfaitement, techniquement, s’il peut atteindre sa tension de démarrage. L'usage est limité de cette manière lorsque seuls quelques panneaux peuvent être installés chez le client.

4.2 Avantages de panneaux supplémentaires (surdimensionnement)

L'onduleur a été développé pour convertir l'énergie à la puissance maximale 8 heures par jour. Lorsqu'un plus grand nombre de panneaux est connecté, la capacité de l'onduleur sera mieux « utilisée ».

En Flandre, on paye une taxe « prosumer » (producteur-consommateur) pour les petites installations PV (jusque 10 kW inclus). Cette taxe est calculée sur la puissance de sortie de l'onduleur, multipliée par un montant fixe (dépendant de la région).

Dans le secteur Iveka, un client disposant d'un onduleur de 7 kW paiera annuellement 7 * 100,58 € = 704,06 €. Lorsqu'il connecte le même nombre de panneaux à un onduleur de 6 kW, il payera annuellement 100,58 € de moins.

Si un client dispose d'une connexion réseau limitée, ce facteur détermine la taille maximale de l'installation PV. En ajoutant des panneaux supplémentaires à cet (ces) onduleur(s), une plus grande quantité d'énergie solaire peut toujours être produite. Des exemples sont bien connus, en Belgique avec la limite de 10 kW pour les petites installations PV et aux Pays-Bas avec une limite de connexion principale à 3 x 80 A, par exemple.

De plus, le surdimensionnement entraîne une baisse du prix en termes d'investissement pour l'installation. Un onduleur plus petit coûte moins cher et pour les grands projets, moins d'onduleurs seront nécessaires, ce qui réduit les coûts d'installation.

4.3 Conséquences d’un plus grand nombre de panneaux solaires (surdimensionnement)

Lorsque de nombreux panneaux solaires sont connectés à un onduleur SMA, il se pourrait que, par temps ensoleillé, les panneaux solaires produisent une énergie supérieure à la puissance de l'onduleur. Ce dernier s'éloignera du point de fonctionnement idéal des panneaux et ajustera la tension MPP (« Maximum Power Point ») sur les panneaux de sorte qu'ils ne produiront pas plus de puissance que la puissance d'entrée maximale de l'onduleur. Il n'y aura par conséquent aucun surplus d'énergie à dissiper sous forme de chaleur ou par d'autres moyens. Un onduleur SMA le fait automatiquement. D'un point de vue technique, un onduleur SMA résidentiel peut gérer un surdimensionnement de 200 % au Benelux sans affecter la garantie ni la durée de vie prévue. Bien entendu, il faut prendre en compte les paramètres techniques de l'onduleur, notamment la tension d'entrée maximale et le courant de court-circuit maximal.

Téléchargez ici la déclaration à emporter chez votre client. Manufacturing Declaration.

En connectant un grand nombre de panneaux à l'onduleur, vous pouvez expérimenter un plafonnement de la production d'énergie par temps ensoleillé. Comme le montre l'exemple ci-dessous, il y a effectivement une perte d'énergie lors des après-midis les plus ensoleillés, mais également un gain du même ordre le matin, le soir ou les jours moins ensoleillés. Dans l'exemple, la différence n'était que de 34 kWh, avec un onduleur de puissance de 1 000 W inférieure. La perte est calculée dans le Sunny Design Web sous la rubrique « Facteur d'efficacité énergétique ».

La production d'énergie peut se résumer comme suit :

Exemple de calcul avec surdimensionnement.

Imaginons avoir une installation PV de 5 600 Wc sur le toit. Nous comparons ici un Sunny Boy 4.0 et un Sunny Boy 5.0. D'après les calculs du Sunny Design Web, on peut en déduire que la différence de rendement annuel n'est que de 34 kWh.

5. Qu'en est-il des installations de plus grande envergure ?

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 :
 

• 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.
• 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.
• 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.