Autoconsommation

Reconversion des panneaux d’injection réseau dans une installation en autoconsommation

Dans la majorité des cas, il est effectivement possible d’utiliser ces panneaux de revente ou d’injection dans un projet d’autoconsommation. Il faut cependant avoir recours à du matériel particulier, utilisable sous certaines conditions.

Si les panneaux font déjà partie d’une installation de revente

Système en ilotage Victron

La transformation en installation d’autoconsommation, c'est-à-dire en une installation photovoltaïque en site isolé,  secourue toutefois (mais parfois non) par le réseau local, a pour résultat la mise en place d’une installation en  « îlotage »(ou « islanding »).

La marche à suivre dans ce cas est la suivante :

-  Déconnexion du ou des onduleurs du compteur de vente

-  Raccordement de la sortie CA (courant alternatif) du ou des onduleurs à l’installation domestique en amont du coffret de distribution.

- Raccordement de cette même sortie CA à la sortie CA d’un convertisseur-chargeur.

- Raccordement, à la sortie CC (courant continu) du convertisseur-chargeur, d’un banc de batteries solaires correctement dimensionné (en fonction notamment de la puissance-crête de l’installation solaire).

Il est conseillé de maintenir un appoint éventuel au réseau local pour 2 raisons majeures :

- La production photovoltaïque hivernale est bien souvent insuffisante pour couvrir les besoins de la consommation électrique du foyer.

- Le système en îlotage ne fonctionne que si une tension CA est présente aux bornes de l’onduleur-réseau. En cas de décharge importante du banc de batteries, le convertisseur-chargeur ne fournira plus cette tension, et l’onduleur-réseau ne démarrera pas, d’où un black-out total !

Il y donc lieu de placer, en amont du raccordement CA de l’onduleur au coffret de distribution, un autocommutateur de sources (type Filax ou PowerMan de Victron) dont une entrée CA (à laquelle on donnera la priorité) sera raccordée à la sortie CA de l’onduleur-réseau, et l’autre sera raccordée au réseau local en sortie du compteur de consommation.

Si nous pouvons vous conseiller et vous assister dans le dimensionnement correct et dans le choix du matériel, il reste que la mise en œuvre d’une telle installation doit impérativement être confiée à un professionnel qualifié.

Si vous vous êtes déjà procuré des panneaux photovoltaïques prévus pour l’injection réseau

Ce sont généralement des modules de 60 ou 54 cellules, parfois mono-cristallines, le plus souvent poly-cristallines, et souhaitez les utiliser pour réaliser une installation solaire en site isolé (voire hybride).

schéma site isolé Steca

Ce cas se rencontre de plus en plus souvent étant donné que de grandes quantités de panneaux solaires dédiés à l’injection réseau se retrouvent actuellement sur le marché, à des prix imbattables, tout en étant de bonne qualité. L’acquisition de ces panneaux peut donc représenter une économie intéressante, pouvant aller jusqu’à 50% par rapport au prix des panneaux spécifiques au site isolé (36 ou 72 cellules).

Le problème qui se pose alors est que la tension de fonctionnement de ces panneaux n’est pas adaptée à la charge des batteries. En effet, dans une installation photovoltaïque en site isolée « classique » :

- La charge du banc de batterie en 12V s’effectue avec la mise en  parallèle de panneaux à 36 cellules, de manière que la tension en circuit ouvert (Voc) à l’entrée du régulateur de charge soit au minimum de 20V.

- Si le banc de batteries est en 24V (batteries 12V en série 2 par 2 par exemple), la tension Voc doit être au minimum de 40V, soit avec des panneaux de 72 cellules mis en parallèle, soit avec des panneaux de 36 cellules mis en série puis en parallèle.

- Et en 48V, il faudra des panneaux de 36 ou 72 cellules mis en parallèle et en série.

Malheureusement, aucune combinaison de panneaux à 60 ou 54 cellules (respectivement Voc 36V et 32V) ne permet d’obtenir les tensions Voc adéquates à la charge d’un banc de batteries.

Branchement des panneaux solaires

Que se passe-t-il alors si l’on connecte ces panneaux ou l’une de leurs combinaisons sur un régulateur classique ?

 

Cela dépendra, d’une part, de la tension Voc présentée par la combinaison à l’entrée du régulateur, et d’autre part, du régulateur lui-même.

Deux cas de figure se présentent :

- Dans certains cas, le régulateur n’acceptera pas de fonctionner, car son électronique interne n’aura pas reconnu la tension présentée par le champ photovoltaïque, c’est le cas par exemple des régulateurs solaires à plage de tension d’entrée fixe,

- Dans d’autres cas, plus nombreux, le régulateur acceptera de fonctionner, mais il pourra :

- Soit chauffer et se détériorer assez rapidement

- Soit ne pas réussir à charger complètement les batteries

- Soit diminuer très sensiblement (jusqu’à 50%) la puissance réelle du courant fourni par le champ photovoltaïque annulant ainsi le bénéfice découlant du prix d’achat inférieur des panneaux.

Pour pallier ces inconvénients majeurs, il y a lieu de recourir à des régulateurs de type MPPT (Maximum Power Point Tracking) à large plage de tensions d’entrée.

Seule la technologie MPPT permet au régulateur de fonctionner au plus près du Point de Puissance Maximum du champ PV, et donc d’éviter la chute de puissance qui se produit avec un régulateur.

Courbe MPPT Victron

Mais malheureusement, la technologie MPPT, ni aucune autre d’ailleurs,  ne permet d’augmenter la tension du champ PV. Il faut donc combiner les panneaux solaires en série et en parallèle pour obtenir des tensions d’entrée adéquates.

Par exemple :

- Pour un système de batteries en 12V, la Voc mini à l’entrée du régulateur est de 20V, il faut donc installer des panneaux 60 cellules connectés en parallèle, ou N/2 branches parallèles de 2 panneaux 60 cellules connectés en série, etc…

- Pour un système de batteries en 24V, la Voc mini à l’entrée du régulateur est de 40V, il faut donc installer en parallèle de séries de 2 panneaux 60 cellules, ou N/2 branches parallèles de 4 panneaux 60 cellules connectés en série, etc…

- Même raisonnement pour un système de batteries en 48V.

C’est pourquoi il faut que le régulateur MPPT soit à large plage de tension d’entrée.

Attention : tous les régulateurs MPPT ne répondent pas à ce critère (c’est le cas des régulateurs MPPT de première génération notamment prévus pour travailler avec des panneaux de 36 ou 72 cellules et qui, donc, ne sont donc pas indiqués pour l’adaptation des panneaux d’injection réseau à la charge des batteries).

Par exemple, le régulateur Victron MPPT 40A 12-24V ne fonctionne qu’avec des panneaux à 36 cellules (charge des batteries en 12V) ou 72 cellules (charge des batteries en 24V).

Nous vous conseillons les régulateurs MPPT à large plage de tension d’entrée suivants, disponible sur notre site :

- Régulateur STECA MPPT 1010 et MPPT 2010 : plage de tension Voc 17-100V

- Régulateur STECA TAROM MPPT 6000 : plage de tension Voc 20-200V

- Régulateur VICTRON MPPT 75-15 et MPPT 75-50 plage de tension Voc 15-75V

- Régulateur VICTRON MPPT 100-15 : plage de tension Voc 15-100V

- Régulateur VICTRON MPPT 150-70 : plage de tension Voc 18-150V

- Régulateurs TRISTAR MPPT 45A et MPPT 60A : plage de tension Voc 18-150V

Régulateurs MPPT gérant les panneaux de revente

Comment choisir le régulateur solaire MPPT à large plage de tension d’entrée adéquat ?

 

Il faut prendre en considération 3 éléments principaux :


- La tension du banc de batteries : le régulateur doit pouvoir accepter cette tension (en général 12V, 24V ou 48V).

- L'intensité maximale du régulateur : l'intensité de sortie de charge du régulateur (exprimée en ampères) doit être supérieure d’au moins 10% au rapport de la puissance-crête du champ PV sur la tension du banc de batterie

- La plage de tension d’entrée du régulateur : en aucun cas la tension Voc du champ PV ne doit dépasser la tension maximum admissible à l’entrée solaire du régulateur. Il y a lieu de bien calculer à l’avance, en fonction du nombre de cellules en série et du coefficient de température, la tension Voc maximum qu’est susceptible de délivrer le champ PV, et de ménager une marge de sécurité supplémentaire de 10%.

Lisez attentivement la fiche technique et le manuel d’utilisation du régulateur.

Faites votre installation dans les règles de l’art : en ajoutant à votre lecture des documents techniques des produits, la lecture de notre fiche dédiée au CÂBLAGE ET SÉCURITÉ D'UNE INSTALLATION PHOTOVOLTAÏQUE EN SITE ISOLÉ

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