TECHNIQUES DE DIMENSIONNEMENT
Module N (06) : TECHNIQUES DE DIMENSIONNEMENT PV
Code : TSSES-06
Le marché des onduleurs
Normes des onduleurs
Coffret DC
Types de composants d’un GPVR
Le coffret DC contient des composants spécifiques pour fonctionner en courant continu:
 un interrupteur sectionneur DC avec un pouvoir de coupure élevé et limitant l’effet d’arc électrique
 un parafoudre DC (selon le risque kéraunique du lieu) pour protéger le matériel contre les surtensions
 des fusibles DC sur les deux polarités (si plus de 2 à 3 chaînes PV montées en parallèles)
Coffret AC
Types de composants d’un GPVR
Le coffret AC contient des composants spécifiques pour fonctionner en courant alternatif:
 un disjoncteur différentiel AC de 30 mA (300 mA) pour protéger les personnes d’éventuel courant de fuite
 un disjoncteur AC pour protéger le matériel (l’onduleur)
 un parafoudre AC (selon le risque kéraunique du lieu) pour protéger le matériel contre les surtensions
Compteurs électriques
Types de composants d’un GPVR
Quel compteur est utilisé au Maroc ?
Réglementations et normes
(Source Gimelec)
Norme Française faisant référenceà la conception, à la réalisation, à la vérification et à
l'entretien des installations électriques alimentées sous une tension électrique au plus
égale à 1000 volts (valeur efficace) en courant alternatif et à 1500 volts en courant continu
Norme internationale concernant les installations électriques à basse tension
Modules en Silicium cristallin
Modules en Couches minces
Sureté de fonctionnement
des modules PV
NF C 13-100
Norme Française faisant
référenceaux postes de
livraison établis à l'intérieur
d'un bâtiment et alimentés
par un réseau de
distribution publique HTA
(jusqu'à 33 kV)
NF C 14-100
Norme Française faisant
référenceà la conception et
à la réalisation des
installations de
branchement du domaine
basse tension comprises
entre le point de
raccordement au réseau et
le point de livraison
NF C 18-510
Norme Française faisant référenceà la maîtrise des
opérations dans un environnementà risques
électriques. Elle définit les rôles et responsabilités des
chefs d'établissement et des intervenants. Elle décrit les
modalités des habilitations nécessaires en fonction des
opérations et selon les domaines de tension. )
UTE 15-712-1
Guides pratiques relatifs à la
protection des personneset des biens
dans les installations photovoltaïques
raccordéesau réseau BT ou HTA
Réglementations et normes
(Source UTE C15-712-1)
Prédimensionnement des installations PV
Caractéristiques des modules photovoltaïques
Tension à vide , Intensité en court-circuit, tension et intensité MPPT (conditions STC)
Influence de la température : dP/dT°= -0.35%/°C, dV/dT°= -0.4%/°C, dI/dT°= +0.1%/°C
Caractéristiques des onduleurs
Tension et intensité maxi, tension MPPT mini et maxi, puissance maxi de l’onduleur
Conditions extérieures (suivant les conditions climatiques du lieu considéré)
- Suivant l’irradiance : mini 100W/m² (voire moins), maxi 1 000 W/m² (voire 1300 W/m² en montagne) ;
- Suivant la température de cellule : mini -10°C (voir -25 °C en montagne), maxi 70°C, (voire 85°C en zone climatique chaude)
.
Vérifier la compatibilité entre le champ de modules PV associés en série/parallèle et chaque entrée de
l’onduleur, mais aussi avec les conditions extérieures :
en puissance en tension en intensité
Prédimensionnement des installations PV
En intensité: I’onduleur maxi > 1,25 x Imp (Itypique) champ PV à STC
Irradiance solaire par ciel dégagé :
800 à 900 W/m²
Mais dans certaines conditions
d’ensoleillement direct, l’irradiance solaire
peut atteindre les 1 300 W/m²
 Prendre au moins 25 % de marge
par rapport aux conditions STC
(se cumule avec le coefficient de température)
(source : PHOTOWATT)
Prédimensionnement des installations PV
En tension à vide: V onduleur maxi > 1,15 x Vco champ PV à STC
tension maxi module PV > 1,15 x Vco champ PV à STC
Destruction de l’onduleur
Claquage dans un module PV
Irradiance solaire ciel dégagé :
800 à 900 W/m²,
mais l’irradiance peut atteindre
les 1 300 W/m²
Prendre au moins 15 % de marge
par rapport aux conditions STC
(se compense avec le coefficient de température)
(source : PHOTOWATT)
Prédimensionnement des installations PV
En puissance: 80 % < P onduleur / P photovoltaïque < 120%
Histogramme des puissances DC pour un champ
PV de 3,18 kWc orienté 30°sud, site : alt = 420m
Si 80%, P onduleur = 2,55 kW
=> sous dimensionné
Montagnes, plus d’irradiations fortes et
températures plus basses.
(source : Guide PACER Centrales photovoltaïques)
Prédimensionnement des installations PV
En puissance : 80 % < P onduleur / P photovoltaïque < 120%
Histogramme des puissances DC pour un
champ PV de 3,18 kWc orienté 90° sud, site : alt = 420m
Si 80%, P onduleur = 2,55 kW
=> sur dimensionné
Bord de mer : moins d’irradiance
fortes et températures plus élevé,
masque, brise soleil est ou ouest …
(source : Guide PACER Centrales photovoltaïques)
Prédimensionnement des installations PV
En tension : V mppt mini < V champ PV à faible irradiance
V mppt maxi > V champ PV à forte irradiance (1 000 W/m²)
Prendre de la marge pour la tension du champ
PV sous une faible irradiance solaire (par
exemple 100 W/m²) soit supérieure à la tension
V mppt mini de l’onduleur
A 100W/m² , un module PV de technologie
silicium cristallin délivre 80% de la tension
sous condition STC (1000W/m²)
Idem pour Vmppt maxi à forte irradiance
(source : SMA)
Prédimensionnement des installations PV
xcxcx
Imax
onduleur
Umpp
max onduleur
Umpp
mini onduleur
Imax PV
Uocmax PV
Travaux dirigés 2
Montage série / parallèle des modules PV
Travaux dirigés 2
Montage série / parallèle des modules PV
Travaux dirigés 2
Montage série / parallèle des modules PV
Travaux dirigés 2
Montage série / parallèle des modules PV
Travaux dirigés 2
Montage série / parallèle des modules PV
Dimensionnement de l’onduleur
Dimensionnement de l’onduleur
Compatibilité en
puissance
•Trouver la puissance de l’onduleur
Compatibilité en
tension •Sélectionner le nombre de modules en série par rapport à la tension
Compatibilité en
courant
•Sélectionner le nombre de chaînes en parallèles par rapport au courant
Compatibilité en puissance
Puissance d’entrée maximale de l’onduleur PV
C’est ce que l’onduleur peut recevoir en puissance maximal.
SUNNY BOY 5000TL RPC
Entrée (DC)
Puissance DC max 5 250 W
Tension DC max 750 V
Plage de tension photovoltaïque, MPPT 175 V – 500 V
Courant d’entrée max. Entrée A / EntréeB 15 A / 15 A
Nombre de MPP trakers 2
String par entrée MPP A : 2 ; B : 2
𝑈𝑀𝑃𝑃 𝑈𝑐𝑜
𝑇𝑒𝑛𝑠𝑖𝑜𝑛 (𝑉)
𝐶𝑜𝑢𝑟𝑎𝑛𝑡
(𝐴)
𝐼𝑐𝑐
𝐼𝑀𝑃𝑃
𝑈𝑀𝑃𝑃 𝑈𝑐𝑜
𝑪𝒂𝒓𝒂𝒄𝒕é𝒓𝒊𝒔𝒕𝒊𝒒𝒖𝒆𝒔 𝒄𝒐𝒖𝒓𝒂𝒏𝒕 − 𝒕𝒆𝒏𝒔𝒊𝒐𝒏 𝒅𝒖 𝒈𝒓𝒐𝒖𝒑𝒆 𝑷𝑽
5 250 𝑊 𝑃𝑢𝑖𝑠𝑠𝑎𝑛𝑐𝑒 𝐷𝐶 𝑚𝑎𝑥
𝑇𝑒𝑛𝑠𝑖𝑜𝑛 (𝑉)
𝑃𝑀𝑃𝑃
𝑃𝑢𝑖𝑠𝑠𝑎𝑛𝑐𝑒
(𝑊)
Les caractéristiques du groupe PV symbolisent le cas où la 𝒑𝒖𝒊𝒔𝒔𝒂𝒏𝒄𝒆𝒅𝒖 𝒈𝒓𝒐𝒖𝒑𝒆 𝑷𝑽 >
à 𝒍𝒂 𝒑𝒖𝒊𝒔𝒔𝒂𝒏𝒄𝒆𝑫𝑪 𝒎𝒂𝒙𝒊𝒎𝒂𝒍𝒆 𝒅𝒆 𝒍′𝒐𝒏𝒅𝒖𝒍𝒆𝒖𝒓.
Dans cette situation, le groupe PV va se caler sur un point de fonctionnement dont la puissance est inférieure
ou égale à la puissance maximalede l’onduleur coté DC, il va fournir une puissance moindre que ce qu’il peut
produire 𝜼𝑷𝑽𝐞𝐬𝐭 𝒓é𝒅𝒖𝒊𝒕
𝑪𝒂𝒓𝒂𝒄𝒕é𝒓𝒊𝒔𝒕𝒊𝒒𝒖𝒆𝒔 𝒑𝒖𝒊𝒔𝒔𝒂𝒏𝒄𝒆 − 𝒕𝒆𝒏𝒔𝒊𝒐𝒏 𝒅𝒖 𝒈𝒓𝒐𝒖𝒑𝒆 𝑷𝑽
Point de
fonctionnement
Point de
fonctionnement
Point de
puissance max
Compatibilité en tension
Tension d’entrée maximale de l’onduleur PV
Dans la situation où la 𝒕𝒆𝒏𝒔𝒊𝒐𝒏 𝒅𝒖 𝒈𝒓𝒐𝒖𝒑𝒆 𝑷𝑽 𝑒𝑠𝑡 > à 𝒍𝒂 𝒕𝒆𝒏𝒔𝒊𝒐𝒏𝑫𝑪 𝒎𝒂𝒙𝒊𝒎𝒂𝒍𝒆 𝒅𝒆 𝒍′𝒐𝒏𝒅𝒖𝒍𝒆𝒖𝒓,
l’onduleur sera irrémédiablementendommagé
𝑈𝑐𝑜
𝑇𝑒𝑛𝑠𝑖𝑜𝑛 (𝑉)
𝐼𝑀𝑃𝑃
𝐶𝑜𝑢𝑟𝑎𝑛𝑡
(𝐴)
𝐼𝑐𝑐
𝑈𝑐𝑜
𝑪𝒂𝒓𝒂𝒄𝒕é𝒓𝒊𝒔𝒕𝒊𝒒𝒖𝒆𝒔 𝒄𝒐𝒖𝒓𝒂𝒏𝒕 − 𝒕𝒆𝒏𝒔𝒊𝒐𝒏 𝒅𝒖 𝒈𝒓𝒐𝒖𝒑𝒆 𝑷𝑽
𝑇𝑒𝑛𝑠𝑖𝑜𝑛 (𝑉)
𝑃𝑀𝑃𝑃
𝑃𝑢𝑖𝑠𝑠𝑎𝑛𝑐𝑒
(𝑊)
𝑪𝒂𝒓𝒂𝒄𝒕é𝒓𝒊𝒔𝒕𝒊𝒒𝒖𝒆𝒔 𝒑𝒖𝒊𝒔𝒔𝒂𝒏𝒄𝒆 − 𝒕𝒆𝒏𝒔𝒊𝒐𝒏 𝒅𝒖 𝒈𝒓𝒐𝒖𝒑𝒆 𝑷𝑽
Dans cette condition, l’onduleur risque d’être détruit, et pour cela il faudra faire attention dans le
dimensionnement à ne jamais dépasser la tension DC max de l’onduleur
SUNNY BOY 5000TL RPC
Entrée (DC)
Puissance DC max 5 250 W
Tension DC max 750 V
Plage de tension photovoltaïque, MPPT 175 V – 500 V
Courant d’entrée max. Entrée A / EntréeB 15 A / 15 A
Nombre de MPP trakers 2
String par entrée MPP A : 2 ; B : 2
𝑈𝑀𝑃𝑃 750 𝑉
𝑈𝑀𝑃𝑃 750 𝑉
Tension DC max
de l′onduleur
Tension DC max
de l′onduleur
Compatibilité en tension
Sélectionner le nombre de modules en série par rapport à la tension
La valeur de 𝑼𝒎𝒂𝒙 va déterminer le nombre maximum de modules en série.
La tension délivrée par un module est sa tension à vide 𝑼𝒄𝒐 majorée par un facteur de correction 𝑲.
𝑼𝒄𝒐×𝒌
𝑵𝒐𝒎𝒃𝒓𝒆 𝒎𝒂𝒙𝒊𝒎𝒂𝒍 𝒅𝒆 𝒎𝒐𝒅𝒖𝒍𝒆𝒔 𝒆𝒏 𝒔é𝒓𝒊𝒆 = 𝑬 [
𝑼co𝒎𝒂𝒙
]
C’est quoi le coefficient de sécurité ?
Lorsque la température des cellules diminue, la tension en circuit ouvert délivrée par les modules augmente.
C’est un facteur qui prend en compte cette élévation.
La valeur de 𝑲 est donnée dans le guide de l’UTE C 15-172-1 pour les modules au silicium monocristallin et multicristallin
Température ambiante
minimale(°C) Facteur de correction𝑲
Température ambiante
minimale(°C) Facteur de correction𝑲
Température ambiante
minimale(°C) Facteur de correction𝑲
Entre 24°C et 20°C 1.02 Entre 4°C et 0°C 1.10 Entre -16°C et -20°C 1.18
Entre 19°C et 15°C 1.04 Entre -1°C et -5°C 1.12 Entre -21°C et -25°C 1.20
Entre 14°C et 10°C 1.06 Entre -6°C et -10°C 1.14 Entre -26°C et -30°C 1.21
Entre 9°C et 5°C 1.08 Entre -11°C et -15°C 1.16 Entre -31°C et -35°C 1.23
Entre -36°C et -40°C 1.25
-
Compatibilité en tension
Plage de tension MPPT de l’onduleur PV
Le système MPPT de l’onduleur ne fonctionne que pour un plage de tension déterminé par le fabricant
La tension délivrée par le champ PV doit être comprise dans la plage de tension MPPT de l’onduleur.
Les caractéristiques du champ PV symbolisent le cas où la
′
𝒕𝒆𝒏𝒔𝒊𝒐𝒏𝒅 𝒆𝒏𝒕𝒓é𝒆 𝒅𝒆 𝒍′𝒐𝒏𝒅𝒖𝒍𝒆𝒖𝒓 𝒄ô𝒕é 𝑫𝑪 𝑒𝑠𝑡 < à 𝒍𝒂 𝒕𝒆𝒏𝒔𝒊𝒐𝒏𝒎𝒊𝒏𝒊𝒎𝒂𝒍𝒆 𝑴𝑷𝑷𝑻. L’onduleur continue de
fonctionner mais fournit une puissance moindre en comparaison à la puissance du champ PV perte de
puissance
Il faudra donc s’assurer que la tension délivrée par le champ PV soit comprise dans la plage de tension
MPPT
SUNNY BOY 5000TL RPC
Entrée (DC)
Puissance DC max 5 250 W
Tension DC max 750 V
Plage de tension photovoltaïque, MPPT 175 V – 500 V
Courant d’entrée max. Entrée A / EntréeB 15 A / 15 A
Nombre de MPP trakers 2
String par entrée MPP A : 2 ; B : 2
𝑈𝑀𝑃𝑃 𝑈𝑐𝑜
𝑇𝑒𝑛𝑠𝑖𝑜𝑛 (𝑉)
𝐶𝑜𝑢𝑟𝑎𝑛𝑡
(𝐴)
𝐼𝑐𝑐
𝐼𝑀𝑃𝑃
𝑪𝒂𝒓𝒂𝒄𝒕é𝒓𝒊𝒔𝒕𝒊𝒒𝒖𝒆𝒔 𝒄𝒐𝒖𝒓𝒂𝒏𝒕 − 𝒕𝒆𝒏𝒔𝒊𝒐𝒏 𝒅𝒖 𝒈𝒓𝒐𝒖𝒑𝒆 𝑷𝑽
150 𝑉 500 𝑉
Plage de tension
MPPT de l′onduleur
MPP
Point de
fonctionnement
Puissance maximale non−exploitée
Compatibilité en tension
Que-ce-que je fais ? Je choisi le nombres de module en série, par rapport à la
tension max de l’onduleur ou par rapport à la plage de tension
Un champ PV doit être dimensionné de telle sorte que sa tension soit comprise dans la plage de tension MPPT. Pour déterminer le
nombre de modules maximum et minimum en série, on peux considérer les deux critères suivants :
• La tension 𝑼𝑴𝑷𝑷 délivrée par le champ PV à la température minimale du site et sous une irradiation de 1000 W/m², doit être < à la
valeur max de la plage de tension MPPT de l’onduleur
𝑁𝑜𝑚𝑏𝑟𝑒 𝑚𝑎𝑥𝑖𝑚𝑎𝑙 𝑑𝑒 𝑚𝑜𝑑𝑢𝑙𝑒𝑠 𝑒𝑛 𝑠é𝑟𝑖𝑒 = 𝐸 [
𝑈𝑀𝑃𝑃𝑇, 𝑚𝑎𝑥
]
𝑈𝑀𝑃𝑃 × 𝑘
• La tension 𝑼𝑴𝑷𝑷 délivrée par le champ PV à une température des modules de 70°C et sous une irradiation de 1000W/m², doit être >
à la valeur min de la plage de tension MPPT de l’onduleur
𝑈𝑀𝑃𝑃×0,85
𝑁𝑜𝑚𝑏𝑟𝑒 𝑚𝑖𝑛𝑖𝑚𝑎𝑙 𝑑𝑒 𝑚𝑜𝑑𝑢𝑙𝑒𝑠 𝑒𝑛 𝑠é𝑟𝑖𝑒 = 𝐸 [
𝑈𝑀𝑃𝑃𝑇, 𝑚𝑖𝑛
]
+
-
Compatibilité en courant
Courant d’entrée maximale de l’onduleur PV
Correspond au courant maximal que peut supporter l’onduleur côté DC par tracker
Les caractéristiques du champ PV symbolisent le cas où le 𝒄𝒐𝒖𝒓𝒂𝒏𝒕 𝒅é𝒍𝒊𝒗𝒓é 𝒑𝒂𝒓 𝒍𝒆 𝒄𝒉𝒂𝒎𝒑 𝑷𝑽 𝑒𝑠𝑡 >
𝑎𝑢 𝒄𝒐𝒖𝒓𝒂𝒏𝒕 𝒎𝒂𝒙𝒊𝒎𝒂𝒍 𝒅𝒆 𝒍′𝒐𝒏𝒅𝒖𝒍𝒆𝒖𝒓 𝒄ô𝒕é 𝑫𝑪. L’onduleur va se caler sur le point de fonctionnement
correspondant au courant max de l’onduleur qui est inférieur au courant pouvant être fournit par le champ PV
pertede puissance
SUNNY BOY 5000TL RPC
Entrée (DC)
Puissance DC max 5 250 W
Tension DC max 750 V
Plage de tension photovoltaïque, MPPT 175 V – 500 V
Courant d’entrée max. Entrée A / EntréeB 15 A / 15 A
Nombre de MPP trakers 2
String par entrée MPP A : 2 ; B : 2
Puissance maximale non−exploitée
𝑈𝑀𝑃𝑃 𝑈𝑐𝑜
𝑇𝑒𝑛𝑠𝑖𝑜𝑛 (𝑉)
𝐶𝑜𝑢𝑟𝑎𝑛𝑡
(𝐴)
𝑪𝒂𝒓𝒂𝒄𝒕é𝒓𝒊𝒔𝒕𝒊𝒒𝒖𝒆𝒔 𝒄𝒐𝒖𝒓𝒂𝒏𝒕 − 𝒕𝒆𝒏𝒔𝒊𝒐𝒏 𝒅𝒖 𝒈𝒓𝒐𝒖𝒑𝒆 𝑷𝑽
MPP
Point de
fonctionnement
15 𝐴
𝐼𝑐𝑐
𝐼𝑀𝑃𝑃
𝐼𝑚𝑎𝑥
𝐼𝑀𝑃𝑃
Le champs PV doit être dimensionné de telle sorte que le courant délivré par la chaîne PV est égale au courant de
puissance max 𝐼𝑀𝑃𝑃 des modules. Pour déterminer le nombre de chaînes PV en parallèle :
𝑁𝑜𝑚𝑏𝑟𝑒 𝑚𝑎𝑥𝑖𝑚𝑎𝑙 𝑑𝑒 𝑐ℎ𝑎î𝑛𝑒𝑠 𝑒𝑛 𝑝𝑎𝑟𝑎𝑙𝑙è𝑙𝑒𝑠 = 𝐸 [
𝐼𝑚𝑎𝑥
]
-
Exemple de dimensionnement
Une centrale PV de 40 modules PV avec :
• Puissance crête d’un module : 𝑃𝑐 = 230 𝑊𝑐
• La tension à vide : 𝑈𝑐𝑜 = 37.2 V
• La tension de puissance maximale : 𝑈𝑀𝑃𝑃 = 30.3 V
• Le courant de court-circuit : 𝐼𝑐𝑐 = 8.14 A
• Le courant de puissance maximale : 𝐼𝑀𝑃𝑃 = 7.6 A
Puissance crête totale (Nombre de modules × 𝑃𝑐 ) 9 200 𝑊𝑐
Coefficient K à Rabat avec 𝑇𝑚𝑖𝑛 = 7,2°C 1.08
Marque d’onduleur SMA
Il faut choisir un ou plusieurs onduleurs de la marque SMA et que la puissance totale d’entrée d’onduleur soit égale à la
puissance crête totale.
Dans la gammedes SMA on a le choix entre 2 onduleurs SUNNY BOY 4000TL et 5000TL ou le SUNNY TRIPOWER 9000TL-20
Exemple de dimensionnement
Caractéristiques des onduleurs
Exemple de dimensionnement
Exemple de dimensionnement
Calculer le nombre de modules PV en série
Caractéristique des modules PV
• Puissance crête d’un module : 𝑃𝑐 =230 𝑊𝑐
• La tension à vide : 𝑈𝑐𝑜 = 37,20 V
• La tension de puissance maximale : 𝑈𝑀𝑃𝑃 = 30,30 V
• Le courant de court-circuit : 𝐼𝑐𝑐 = 8,14 A
• Le courant de puissance maximale : 𝐼𝑀𝑃𝑃 = 7,60A
𝑈𝑀𝑃𝑃×0,85
𝑁𝑜𝑚𝑏𝑟𝑒 𝑚𝑖𝑛𝑖𝑚𝑎𝑙 𝑑𝑒 𝑚𝑜𝑑𝑢𝑙𝑒𝑠 𝑒𝑛 𝑠é𝑟𝑖𝑒 = 𝐸 [
𝑈𝑀𝑃𝑃𝑇, 𝑚𝑖𝑛
]
𝑈𝑀𝑃𝑃×𝑘
𝑁𝑜𝑚𝑏𝑟𝑒 𝑚𝑎𝑥𝑖𝑚𝑎𝑙 𝑑𝑒 𝑚𝑜𝑑𝑢𝑙𝑒𝑠 𝑒𝑛 𝑠é𝑟𝑖𝑒 = 𝐸 [
𝑈𝑀𝑃𝑃𝑇, 𝑚𝑎𝑥
]
Caractéristique des onduleurs SB 4000 TL et SB 5000 TL
• La tension max en entrée d’onduleurs : 𝑈𝑀𝑎𝑥 = 750 V
• La plage de tension MPPT : [𝑈𝑀𝑃𝑃𝑇, 𝑚𝑖𝑛 - 𝑈𝑀𝑃𝑃𝑇, 𝑚𝑎𝑥] = [175V – 500V]
𝑁𝑜𝑚𝑏𝑟𝑒 𝑚𝑖𝑛𝑖𝑚𝑎𝑙 𝑑𝑒 𝑚𝑜𝑑𝑢𝑙𝑒𝑠 𝑒𝑛 𝑠é𝑟𝑖𝑒 = 𝐸
175
30,30×0,85
= 𝟕 𝒎𝒐𝒅𝒖𝒍𝒆𝒔
𝑁𝑜𝑚𝑏𝑟𝑒 𝑚𝑎𝑥𝑖𝑚𝑎𝑙 𝑑𝑒 𝑚𝑜𝑑𝑢𝑙𝑒𝑠 𝑒𝑛 𝑠é𝑟𝑖𝑒 = 𝐸
500
30,30×1,08
= 𝟏𝟓 𝒎𝒐𝒅𝒖𝒍𝒆𝒔
-
-
+
+
Exemple de dimensionnement
Calculer le nombre de modules PV en série
𝐿𝑎 𝑡𝑒𝑛𝑠𝑖𝑜𝑛 max 𝑞𝑢𝑒 𝑝𝑒𝑢𝑡 𝑓𝑜𝑢𝑟𝑛𝑖𝑟 𝑢𝑛𝑒 𝑐ℎ𝑎î𝑛𝑒 𝑑𝑒 15 𝑚𝑜𝑑𝑢𝑙𝑒𝑠 𝑒𝑛 𝑠é𝑟𝑖𝑒 = 15 × 𝑈𝑐𝑜 × 𝑘 = 15 × 37,2 × 1,08 = 602,64 𝑉
𝟔𝟎𝟐, 𝟔𝟒 𝑽 < 𝑼𝑴𝒂𝒙 = 750 V
La compatibilité en
tension
Calculer le nombre de chaines PV en parallèle
𝑁𝑜𝑚𝑏𝑟𝑒 𝑚𝑎𝑥𝑖𝑚𝑎𝑙 𝑑𝑒 𝑐ℎ𝑎î𝑛𝑒𝑠 𝑒𝑛 𝑝𝑎𝑟𝑎𝑙𝑙è𝑙𝑒𝑠 = 𝐸
𝐼𝑚𝑎𝑥
𝐼𝑀𝑃𝑃
= 1 𝑐ℎ𝑎î𝑛𝑒 𝑝𝑎𝑟 𝑡𝑟𝑎𝑐𝑘𝑒𝑟
Caractéristique des modules PV
• Le courant de puissance maximale : 𝐼𝑀𝑃𝑃 = 7,60A
Caractéristique des onduleurs SB 4000 TL et SB 5000 TL
• Le courant maximal à l’entrée de l’onduleur : 𝐼𝑀𝑎𝑥 = 15 A par trackers
-
Exemple de dimensionnement
La puissance maximale de l’onduleur SB 4000 TL : 𝑷𝑴𝒂𝒙 = 𝟒 𝟐𝟎𝟎 𝑾
Vérifier la compatibilité en puissance
La puissance maximale de l’onduleur SB 5000 TL : 𝑷𝑴𝒂𝒙 = 𝟓 𝟐𝟓𝟎 𝑾
Entre 7 et 15 modules en série
1 𝑐ℎ𝑎î𝑛𝑒 𝑑𝑒 15 𝑚𝑜𝑑𝑢𝑙𝑒𝑠 𝑝𝑎𝑟 𝑡𝑟𝑎𝑐𝑘𝑒𝑟 ⇒ 30 𝑚𝑜𝑑𝑢𝑙𝑒𝑠 𝑑𝑒 230 𝑊𝑐 = 𝟔 𝟗𝟎𝟎 𝑾
𝟔𝟗𝟎𝟎 𝑾𝒄 > 𝟒𝟐𝟎𝟎 𝐖 𝐞𝐭 𝟓𝟐𝟓𝟎 𝐖
Exemple de dimensionnement
Vérifier la compatibilité en puissance
11
11
SB 5000 TL
1 𝑐ℎ𝑎î𝑛𝑒 𝑑𝑒 11 𝑚𝑜𝑑𝑢𝑙𝑒𝑠 𝑝𝑎𝑟 𝑡𝑟𝑎𝑐𝑘𝑒𝑟
⇒ 22 𝑚𝑜𝑑𝑢𝑙𝑒𝑠 𝑑𝑒 230 𝑊𝑐 = 5060 𝑊𝑐
𝟓𝟎𝟔𝟎 𝑾𝒄 < 𝟓𝟐𝟓𝟎 𝐖
9
9
SB 4000 TL
1 𝑐ℎ𝑎î𝑛𝑒 𝑑𝑒 9 𝑚𝑜𝑑𝑢𝑙𝑒𝑠 𝑝𝑎𝑟 𝑡𝑟𝑎𝑐𝑘𝑒𝑟
⇒ 18 𝑚𝑜𝑑𝑢𝑙𝑒𝑠 𝑑𝑒 230 𝑊𝑐 = 4140 𝑊𝑐
𝟒𝟏𝟒𝟎 𝑾𝒄 < 𝟒𝟐𝟎𝟎 𝐖
Exemple de dimensionnement
20
20
SUNNY TRIPOWER 9000 TL
1 𝑐ℎ𝑎î𝑛𝑒 𝑑𝑒 20 𝑚𝑜𝑑𝑢𝑙𝑒𝑠 𝑝𝑎𝑟 𝑡𝑟𝑎𝑐𝑘𝑒𝑟
⇒ 40 𝑚𝑜𝑑𝑢𝑙𝑒𝑠 𝑑𝑒 230 𝑊𝑐 = 9 200 𝑊𝑐
𝟗 𝟐𝟎𝟎 𝑾𝒄 < 𝟗 𝟐𝟓𝟎 𝐖
Pourquoi ne pas utiliser l’onduleur SUNNY
TRIPOWER 9000 TL ?
Exemple de dimensionnement
Calculer le nombre de modules PV en série
Caractéristique des modules PV
• La tension à vide : 𝑈𝑐𝑜 = 37,20 V
• La tension de puissance maximale : 𝑈𝑀𝑃𝑃 = 30,30 V
𝑈𝑀𝑃𝑃×0,85
𝑁𝑜𝑚𝑏𝑟𝑒 𝑚𝑖𝑛𝑖𝑚𝑎𝑙 𝑑𝑒 𝑚𝑜𝑑𝑢𝑙𝑒𝑠 𝑒𝑛 𝑠é𝑟𝑖𝑒 = 𝐸 + [
𝑈𝑀𝑃𝑃𝑇, 𝑚𝑖𝑛
]
𝑈𝑀𝑃𝑃×𝑘
𝑁𝑜𝑚𝑏𝑟𝑒 𝑚𝑎𝑥𝑖𝑚𝑎𝑙 𝑑𝑒 𝑚𝑜𝑑𝑢𝑙𝑒𝑠 𝑒𝑛 𝑠é𝑟𝑖𝑒 = 𝐸 − [
𝑈𝑀𝑃𝑃𝑇, 𝑚𝑎𝑥
]
Caractéristique de l’onduleur SUNNY TRIPOWER 9000 TL
• La tension max en entrée d’onduleur : 𝑈𝑀𝑎𝑥 = 1 000 V
• La plage de tension MPPT : [𝑈𝑀𝑃𝑃𝑇, 𝑚𝑖𝑛 - 𝑈𝑀𝑃𝑃𝑇, 𝑚𝑎𝑥] = [370V – 800V]
𝑁𝑜𝑚𝑏𝑟𝑒 𝑚𝑖𝑛𝑖𝑚𝑎𝑙 𝑑𝑒 𝑚𝑜𝑑𝑢𝑙𝑒𝑠 𝑒𝑛 𝑠é𝑟𝑖𝑒 = 𝐸 +
370
30,30×0,85
= 𝟏𝟓 𝒎𝒐𝒅𝒖𝒍𝒆𝒔
𝑁𝑜𝑚𝑏𝑟𝑒 𝑚𝑎𝑥𝑖𝑚𝑎𝑙 𝑑𝑒 𝑚𝑜𝑑𝑢𝑙𝑒𝑠 𝑒𝑛 𝑠é𝑟𝑖𝑒 = 𝐸 −
800
30,30×1,08
= 𝟐𝟒 𝒎𝒐𝒅𝒖𝒍𝒆𝒔
𝑙𝑎 𝑡𝑒𝑛𝑠𝑖𝑜𝑛 max 𝑞𝑢𝑒 𝑝𝑒𝑢𝑡 𝑓𝑜𝑢𝑟𝑛𝑖𝑟 𝑢𝑛𝑒 𝑐ℎ𝑎î𝑛𝑒 𝑑𝑒 20 𝑚𝑜𝑑𝑢𝑙𝑒𝑠 𝑒𝑛 𝑠é𝑟𝑖𝑒 = 20 × 𝑈𝑐𝑜 × 𝑘 = 20 × 37,2 × 1,08 = 803,52 𝑉
𝟖𝟎𝟑, 𝟓𝟐 𝑽 < 𝑼𝑴𝒂𝒙 = 1000 V

Dimensionnement d'une installation PV 2.pdf

  • 1.
    TECHNIQUES DE DIMENSIONNEMENT ModuleN (06) : TECHNIQUES DE DIMENSIONNEMENT PV Code : TSSES-06
  • 2.
    Le marché desonduleurs Normes des onduleurs
  • 3.
    Coffret DC Types decomposants d’un GPVR Le coffret DC contient des composants spécifiques pour fonctionner en courant continu:  un interrupteur sectionneur DC avec un pouvoir de coupure élevé et limitant l’effet d’arc électrique  un parafoudre DC (selon le risque kéraunique du lieu) pour protéger le matériel contre les surtensions  des fusibles DC sur les deux polarités (si plus de 2 à 3 chaînes PV montées en parallèles)
  • 4.
    Coffret AC Types decomposants d’un GPVR Le coffret AC contient des composants spécifiques pour fonctionner en courant alternatif:  un disjoncteur différentiel AC de 30 mA (300 mA) pour protéger les personnes d’éventuel courant de fuite  un disjoncteur AC pour protéger le matériel (l’onduleur)  un parafoudre AC (selon le risque kéraunique du lieu) pour protéger le matériel contre les surtensions
  • 5.
    Compteurs électriques Types decomposants d’un GPVR Quel compteur est utilisé au Maroc ?
  • 6.
    Réglementations et normes (SourceGimelec) Norme Française faisant référenceà la conception, à la réalisation, à la vérification et à l'entretien des installations électriques alimentées sous une tension électrique au plus égale à 1000 volts (valeur efficace) en courant alternatif et à 1500 volts en courant continu Norme internationale concernant les installations électriques à basse tension Modules en Silicium cristallin Modules en Couches minces Sureté de fonctionnement des modules PV NF C 13-100 Norme Française faisant référenceaux postes de livraison établis à l'intérieur d'un bâtiment et alimentés par un réseau de distribution publique HTA (jusqu'à 33 kV) NF C 14-100 Norme Française faisant référenceà la conception et à la réalisation des installations de branchement du domaine basse tension comprises entre le point de raccordement au réseau et le point de livraison NF C 18-510 Norme Française faisant référenceà la maîtrise des opérations dans un environnementà risques électriques. Elle définit les rôles et responsabilités des chefs d'établissement et des intervenants. Elle décrit les modalités des habilitations nécessaires en fonction des opérations et selon les domaines de tension. ) UTE 15-712-1 Guides pratiques relatifs à la protection des personneset des biens dans les installations photovoltaïques raccordéesau réseau BT ou HTA
  • 7.
  • 8.
    Prédimensionnement des installationsPV Caractéristiques des modules photovoltaïques Tension à vide , Intensité en court-circuit, tension et intensité MPPT (conditions STC) Influence de la température : dP/dT°= -0.35%/°C, dV/dT°= -0.4%/°C, dI/dT°= +0.1%/°C Caractéristiques des onduleurs Tension et intensité maxi, tension MPPT mini et maxi, puissance maxi de l’onduleur Conditions extérieures (suivant les conditions climatiques du lieu considéré) - Suivant l’irradiance : mini 100W/m² (voire moins), maxi 1 000 W/m² (voire 1300 W/m² en montagne) ; - Suivant la température de cellule : mini -10°C (voir -25 °C en montagne), maxi 70°C, (voire 85°C en zone climatique chaude) . Vérifier la compatibilité entre le champ de modules PV associés en série/parallèle et chaque entrée de l’onduleur, mais aussi avec les conditions extérieures : en puissance en tension en intensité
  • 9.
    Prédimensionnement des installationsPV En intensité: I’onduleur maxi > 1,25 x Imp (Itypique) champ PV à STC Irradiance solaire par ciel dégagé : 800 à 900 W/m² Mais dans certaines conditions d’ensoleillement direct, l’irradiance solaire peut atteindre les 1 300 W/m²  Prendre au moins 25 % de marge par rapport aux conditions STC (se cumule avec le coefficient de température) (source : PHOTOWATT)
  • 10.
    Prédimensionnement des installationsPV En tension à vide: V onduleur maxi > 1,15 x Vco champ PV à STC tension maxi module PV > 1,15 x Vco champ PV à STC Destruction de l’onduleur Claquage dans un module PV Irradiance solaire ciel dégagé : 800 à 900 W/m², mais l’irradiance peut atteindre les 1 300 W/m² Prendre au moins 15 % de marge par rapport aux conditions STC (se compense avec le coefficient de température) (source : PHOTOWATT)
  • 11.
    Prédimensionnement des installationsPV En puissance: 80 % < P onduleur / P photovoltaïque < 120% Histogramme des puissances DC pour un champ PV de 3,18 kWc orienté 30°sud, site : alt = 420m Si 80%, P onduleur = 2,55 kW => sous dimensionné Montagnes, plus d’irradiations fortes et températures plus basses. (source : Guide PACER Centrales photovoltaïques)
  • 12.
    Prédimensionnement des installationsPV En puissance : 80 % < P onduleur / P photovoltaïque < 120% Histogramme des puissances DC pour un champ PV de 3,18 kWc orienté 90° sud, site : alt = 420m Si 80%, P onduleur = 2,55 kW => sur dimensionné Bord de mer : moins d’irradiance fortes et températures plus élevé, masque, brise soleil est ou ouest … (source : Guide PACER Centrales photovoltaïques)
  • 13.
    Prédimensionnement des installationsPV En tension : V mppt mini < V champ PV à faible irradiance V mppt maxi > V champ PV à forte irradiance (1 000 W/m²) Prendre de la marge pour la tension du champ PV sous une faible irradiance solaire (par exemple 100 W/m²) soit supérieure à la tension V mppt mini de l’onduleur A 100W/m² , un module PV de technologie silicium cristallin délivre 80% de la tension sous condition STC (1000W/m²) Idem pour Vmppt maxi à forte irradiance (source : SMA)
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    Prédimensionnement des installationsPV xcxcx Imax onduleur Umpp max onduleur Umpp mini onduleur Imax PV Uocmax PV
  • 15.
    Travaux dirigés 2 Montagesérie / parallèle des modules PV
  • 16.
    Travaux dirigés 2 Montagesérie / parallèle des modules PV
  • 17.
    Travaux dirigés 2 Montagesérie / parallèle des modules PV
  • 18.
    Travaux dirigés 2 Montagesérie / parallèle des modules PV
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    Travaux dirigés 2 Montagesérie / parallèle des modules PV
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  • 21.
    Dimensionnement de l’onduleur Compatibilitéen puissance •Trouver la puissance de l’onduleur Compatibilité en tension •Sélectionner le nombre de modules en série par rapport à la tension Compatibilité en courant •Sélectionner le nombre de chaînes en parallèles par rapport au courant
  • 22.
    Compatibilité en puissance Puissanced’entrée maximale de l’onduleur PV C’est ce que l’onduleur peut recevoir en puissance maximal. SUNNY BOY 5000TL RPC Entrée (DC) Puissance DC max 5 250 W Tension DC max 750 V Plage de tension photovoltaïque, MPPT 175 V – 500 V Courant d’entrée max. Entrée A / EntréeB 15 A / 15 A Nombre de MPP trakers 2 String par entrée MPP A : 2 ; B : 2 𝑈𝑀𝑃𝑃 𝑈𝑐𝑜 𝑇𝑒𝑛𝑠𝑖𝑜𝑛 (𝑉) 𝐶𝑜𝑢𝑟𝑎𝑛𝑡 (𝐴) 𝐼𝑐𝑐 𝐼𝑀𝑃𝑃 𝑈𝑀𝑃𝑃 𝑈𝑐𝑜 𝑪𝒂𝒓𝒂𝒄𝒕é𝒓𝒊𝒔𝒕𝒊𝒒𝒖𝒆𝒔 𝒄𝒐𝒖𝒓𝒂𝒏𝒕 − 𝒕𝒆𝒏𝒔𝒊𝒐𝒏 𝒅𝒖 𝒈𝒓𝒐𝒖𝒑𝒆 𝑷𝑽 5 250 𝑊 𝑃𝑢𝑖𝑠𝑠𝑎𝑛𝑐𝑒 𝐷𝐶 𝑚𝑎𝑥 𝑇𝑒𝑛𝑠𝑖𝑜𝑛 (𝑉) 𝑃𝑀𝑃𝑃 𝑃𝑢𝑖𝑠𝑠𝑎𝑛𝑐𝑒 (𝑊) Les caractéristiques du groupe PV symbolisent le cas où la 𝒑𝒖𝒊𝒔𝒔𝒂𝒏𝒄𝒆𝒅𝒖 𝒈𝒓𝒐𝒖𝒑𝒆 𝑷𝑽 > à 𝒍𝒂 𝒑𝒖𝒊𝒔𝒔𝒂𝒏𝒄𝒆𝑫𝑪 𝒎𝒂𝒙𝒊𝒎𝒂𝒍𝒆 𝒅𝒆 𝒍′𝒐𝒏𝒅𝒖𝒍𝒆𝒖𝒓. Dans cette situation, le groupe PV va se caler sur un point de fonctionnement dont la puissance est inférieure ou égale à la puissance maximalede l’onduleur coté DC, il va fournir une puissance moindre que ce qu’il peut produire 𝜼𝑷𝑽𝐞𝐬𝐭 𝒓é𝒅𝒖𝒊𝒕 𝑪𝒂𝒓𝒂𝒄𝒕é𝒓𝒊𝒔𝒕𝒊𝒒𝒖𝒆𝒔 𝒑𝒖𝒊𝒔𝒔𝒂𝒏𝒄𝒆 − 𝒕𝒆𝒏𝒔𝒊𝒐𝒏 𝒅𝒖 𝒈𝒓𝒐𝒖𝒑𝒆 𝑷𝑽 Point de fonctionnement Point de fonctionnement Point de puissance max
  • 23.
    Compatibilité en tension Tensiond’entrée maximale de l’onduleur PV Dans la situation où la 𝒕𝒆𝒏𝒔𝒊𝒐𝒏 𝒅𝒖 𝒈𝒓𝒐𝒖𝒑𝒆 𝑷𝑽 𝑒𝑠𝑡 > à 𝒍𝒂 𝒕𝒆𝒏𝒔𝒊𝒐𝒏𝑫𝑪 𝒎𝒂𝒙𝒊𝒎𝒂𝒍𝒆 𝒅𝒆 𝒍′𝒐𝒏𝒅𝒖𝒍𝒆𝒖𝒓, l’onduleur sera irrémédiablementendommagé 𝑈𝑐𝑜 𝑇𝑒𝑛𝑠𝑖𝑜𝑛 (𝑉) 𝐼𝑀𝑃𝑃 𝐶𝑜𝑢𝑟𝑎𝑛𝑡 (𝐴) 𝐼𝑐𝑐 𝑈𝑐𝑜 𝑪𝒂𝒓𝒂𝒄𝒕é𝒓𝒊𝒔𝒕𝒊𝒒𝒖𝒆𝒔 𝒄𝒐𝒖𝒓𝒂𝒏𝒕 − 𝒕𝒆𝒏𝒔𝒊𝒐𝒏 𝒅𝒖 𝒈𝒓𝒐𝒖𝒑𝒆 𝑷𝑽 𝑇𝑒𝑛𝑠𝑖𝑜𝑛 (𝑉) 𝑃𝑀𝑃𝑃 𝑃𝑢𝑖𝑠𝑠𝑎𝑛𝑐𝑒 (𝑊) 𝑪𝒂𝒓𝒂𝒄𝒕é𝒓𝒊𝒔𝒕𝒊𝒒𝒖𝒆𝒔 𝒑𝒖𝒊𝒔𝒔𝒂𝒏𝒄𝒆 − 𝒕𝒆𝒏𝒔𝒊𝒐𝒏 𝒅𝒖 𝒈𝒓𝒐𝒖𝒑𝒆 𝑷𝑽 Dans cette condition, l’onduleur risque d’être détruit, et pour cela il faudra faire attention dans le dimensionnement à ne jamais dépasser la tension DC max de l’onduleur SUNNY BOY 5000TL RPC Entrée (DC) Puissance DC max 5 250 W Tension DC max 750 V Plage de tension photovoltaïque, MPPT 175 V – 500 V Courant d’entrée max. Entrée A / EntréeB 15 A / 15 A Nombre de MPP trakers 2 String par entrée MPP A : 2 ; B : 2 𝑈𝑀𝑃𝑃 750 𝑉 𝑈𝑀𝑃𝑃 750 𝑉 Tension DC max de l′onduleur Tension DC max de l′onduleur
  • 24.
    Compatibilité en tension Sélectionnerle nombre de modules en série par rapport à la tension La valeur de 𝑼𝒎𝒂𝒙 va déterminer le nombre maximum de modules en série. La tension délivrée par un module est sa tension à vide 𝑼𝒄𝒐 majorée par un facteur de correction 𝑲. 𝑼𝒄𝒐×𝒌 𝑵𝒐𝒎𝒃𝒓𝒆 𝒎𝒂𝒙𝒊𝒎𝒂𝒍 𝒅𝒆 𝒎𝒐𝒅𝒖𝒍𝒆𝒔 𝒆𝒏 𝒔é𝒓𝒊𝒆 = 𝑬 [ 𝑼co𝒎𝒂𝒙 ] C’est quoi le coefficient de sécurité ? Lorsque la température des cellules diminue, la tension en circuit ouvert délivrée par les modules augmente. C’est un facteur qui prend en compte cette élévation. La valeur de 𝑲 est donnée dans le guide de l’UTE C 15-172-1 pour les modules au silicium monocristallin et multicristallin Température ambiante minimale(°C) Facteur de correction𝑲 Température ambiante minimale(°C) Facteur de correction𝑲 Température ambiante minimale(°C) Facteur de correction𝑲 Entre 24°C et 20°C 1.02 Entre 4°C et 0°C 1.10 Entre -16°C et -20°C 1.18 Entre 19°C et 15°C 1.04 Entre -1°C et -5°C 1.12 Entre -21°C et -25°C 1.20 Entre 14°C et 10°C 1.06 Entre -6°C et -10°C 1.14 Entre -26°C et -30°C 1.21 Entre 9°C et 5°C 1.08 Entre -11°C et -15°C 1.16 Entre -31°C et -35°C 1.23 Entre -36°C et -40°C 1.25 -
  • 25.
    Compatibilité en tension Plagede tension MPPT de l’onduleur PV Le système MPPT de l’onduleur ne fonctionne que pour un plage de tension déterminé par le fabricant La tension délivrée par le champ PV doit être comprise dans la plage de tension MPPT de l’onduleur. Les caractéristiques du champ PV symbolisent le cas où la ′ 𝒕𝒆𝒏𝒔𝒊𝒐𝒏𝒅 𝒆𝒏𝒕𝒓é𝒆 𝒅𝒆 𝒍′𝒐𝒏𝒅𝒖𝒍𝒆𝒖𝒓 𝒄ô𝒕é 𝑫𝑪 𝑒𝑠𝑡 < à 𝒍𝒂 𝒕𝒆𝒏𝒔𝒊𝒐𝒏𝒎𝒊𝒏𝒊𝒎𝒂𝒍𝒆 𝑴𝑷𝑷𝑻. L’onduleur continue de fonctionner mais fournit une puissance moindre en comparaison à la puissance du champ PV perte de puissance Il faudra donc s’assurer que la tension délivrée par le champ PV soit comprise dans la plage de tension MPPT SUNNY BOY 5000TL RPC Entrée (DC) Puissance DC max 5 250 W Tension DC max 750 V Plage de tension photovoltaïque, MPPT 175 V – 500 V Courant d’entrée max. Entrée A / EntréeB 15 A / 15 A Nombre de MPP trakers 2 String par entrée MPP A : 2 ; B : 2 𝑈𝑀𝑃𝑃 𝑈𝑐𝑜 𝑇𝑒𝑛𝑠𝑖𝑜𝑛 (𝑉) 𝐶𝑜𝑢𝑟𝑎𝑛𝑡 (𝐴) 𝐼𝑐𝑐 𝐼𝑀𝑃𝑃 𝑪𝒂𝒓𝒂𝒄𝒕é𝒓𝒊𝒔𝒕𝒊𝒒𝒖𝒆𝒔 𝒄𝒐𝒖𝒓𝒂𝒏𝒕 − 𝒕𝒆𝒏𝒔𝒊𝒐𝒏 𝒅𝒖 𝒈𝒓𝒐𝒖𝒑𝒆 𝑷𝑽 150 𝑉 500 𝑉 Plage de tension MPPT de l′onduleur MPP Point de fonctionnement Puissance maximale non−exploitée
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    Compatibilité en tension Que-ce-queje fais ? Je choisi le nombres de module en série, par rapport à la tension max de l’onduleur ou par rapport à la plage de tension Un champ PV doit être dimensionné de telle sorte que sa tension soit comprise dans la plage de tension MPPT. Pour déterminer le nombre de modules maximum et minimum en série, on peux considérer les deux critères suivants : • La tension 𝑼𝑴𝑷𝑷 délivrée par le champ PV à la température minimale du site et sous une irradiation de 1000 W/m², doit être < à la valeur max de la plage de tension MPPT de l’onduleur 𝑁𝑜𝑚𝑏𝑟𝑒 𝑚𝑎𝑥𝑖𝑚𝑎𝑙 𝑑𝑒 𝑚𝑜𝑑𝑢𝑙𝑒𝑠 𝑒𝑛 𝑠é𝑟𝑖𝑒 = 𝐸 [ 𝑈𝑀𝑃𝑃𝑇, 𝑚𝑎𝑥 ] 𝑈𝑀𝑃𝑃 × 𝑘 • La tension 𝑼𝑴𝑷𝑷 délivrée par le champ PV à une température des modules de 70°C et sous une irradiation de 1000W/m², doit être > à la valeur min de la plage de tension MPPT de l’onduleur 𝑈𝑀𝑃𝑃×0,85 𝑁𝑜𝑚𝑏𝑟𝑒 𝑚𝑖𝑛𝑖𝑚𝑎𝑙 𝑑𝑒 𝑚𝑜𝑑𝑢𝑙𝑒𝑠 𝑒𝑛 𝑠é𝑟𝑖𝑒 = 𝐸 [ 𝑈𝑀𝑃𝑃𝑇, 𝑚𝑖𝑛 ] + -
  • 27.
    Compatibilité en courant Courantd’entrée maximale de l’onduleur PV Correspond au courant maximal que peut supporter l’onduleur côté DC par tracker Les caractéristiques du champ PV symbolisent le cas où le 𝒄𝒐𝒖𝒓𝒂𝒏𝒕 𝒅é𝒍𝒊𝒗𝒓é 𝒑𝒂𝒓 𝒍𝒆 𝒄𝒉𝒂𝒎𝒑 𝑷𝑽 𝑒𝑠𝑡 > 𝑎𝑢 𝒄𝒐𝒖𝒓𝒂𝒏𝒕 𝒎𝒂𝒙𝒊𝒎𝒂𝒍 𝒅𝒆 𝒍′𝒐𝒏𝒅𝒖𝒍𝒆𝒖𝒓 𝒄ô𝒕é 𝑫𝑪. L’onduleur va se caler sur le point de fonctionnement correspondant au courant max de l’onduleur qui est inférieur au courant pouvant être fournit par le champ PV pertede puissance SUNNY BOY 5000TL RPC Entrée (DC) Puissance DC max 5 250 W Tension DC max 750 V Plage de tension photovoltaïque, MPPT 175 V – 500 V Courant d’entrée max. Entrée A / EntréeB 15 A / 15 A Nombre de MPP trakers 2 String par entrée MPP A : 2 ; B : 2 Puissance maximale non−exploitée 𝑈𝑀𝑃𝑃 𝑈𝑐𝑜 𝑇𝑒𝑛𝑠𝑖𝑜𝑛 (𝑉) 𝐶𝑜𝑢𝑟𝑎𝑛𝑡 (𝐴) 𝑪𝒂𝒓𝒂𝒄𝒕é𝒓𝒊𝒔𝒕𝒊𝒒𝒖𝒆𝒔 𝒄𝒐𝒖𝒓𝒂𝒏𝒕 − 𝒕𝒆𝒏𝒔𝒊𝒐𝒏 𝒅𝒖 𝒈𝒓𝒐𝒖𝒑𝒆 𝑷𝑽 MPP Point de fonctionnement 15 𝐴 𝐼𝑐𝑐 𝐼𝑀𝑃𝑃 𝐼𝑚𝑎𝑥 𝐼𝑀𝑃𝑃 Le champs PV doit être dimensionné de telle sorte que le courant délivré par la chaîne PV est égale au courant de puissance max 𝐼𝑀𝑃𝑃 des modules. Pour déterminer le nombre de chaînes PV en parallèle : 𝑁𝑜𝑚𝑏𝑟𝑒 𝑚𝑎𝑥𝑖𝑚𝑎𝑙 𝑑𝑒 𝑐ℎ𝑎î𝑛𝑒𝑠 𝑒𝑛 𝑝𝑎𝑟𝑎𝑙𝑙è𝑙𝑒𝑠 = 𝐸 [ 𝐼𝑚𝑎𝑥 ] -
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    Exemple de dimensionnement Unecentrale PV de 40 modules PV avec : • Puissance crête d’un module : 𝑃𝑐 = 230 𝑊𝑐 • La tension à vide : 𝑈𝑐𝑜 = 37.2 V • La tension de puissance maximale : 𝑈𝑀𝑃𝑃 = 30.3 V • Le courant de court-circuit : 𝐼𝑐𝑐 = 8.14 A • Le courant de puissance maximale : 𝐼𝑀𝑃𝑃 = 7.6 A Puissance crête totale (Nombre de modules × 𝑃𝑐 ) 9 200 𝑊𝑐 Coefficient K à Rabat avec 𝑇𝑚𝑖𝑛 = 7,2°C 1.08 Marque d’onduleur SMA Il faut choisir un ou plusieurs onduleurs de la marque SMA et que la puissance totale d’entrée d’onduleur soit égale à la puissance crête totale. Dans la gammedes SMA on a le choix entre 2 onduleurs SUNNY BOY 4000TL et 5000TL ou le SUNNY TRIPOWER 9000TL-20
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    Exemple de dimensionnement Calculerle nombre de modules PV en série Caractéristique des modules PV • Puissance crête d’un module : 𝑃𝑐 =230 𝑊𝑐 • La tension à vide : 𝑈𝑐𝑜 = 37,20 V • La tension de puissance maximale : 𝑈𝑀𝑃𝑃 = 30,30 V • Le courant de court-circuit : 𝐼𝑐𝑐 = 8,14 A • Le courant de puissance maximale : 𝐼𝑀𝑃𝑃 = 7,60A 𝑈𝑀𝑃𝑃×0,85 𝑁𝑜𝑚𝑏𝑟𝑒 𝑚𝑖𝑛𝑖𝑚𝑎𝑙 𝑑𝑒 𝑚𝑜𝑑𝑢𝑙𝑒𝑠 𝑒𝑛 𝑠é𝑟𝑖𝑒 = 𝐸 [ 𝑈𝑀𝑃𝑃𝑇, 𝑚𝑖𝑛 ] 𝑈𝑀𝑃𝑃×𝑘 𝑁𝑜𝑚𝑏𝑟𝑒 𝑚𝑎𝑥𝑖𝑚𝑎𝑙 𝑑𝑒 𝑚𝑜𝑑𝑢𝑙𝑒𝑠 𝑒𝑛 𝑠é𝑟𝑖𝑒 = 𝐸 [ 𝑈𝑀𝑃𝑃𝑇, 𝑚𝑎𝑥 ] Caractéristique des onduleurs SB 4000 TL et SB 5000 TL • La tension max en entrée d’onduleurs : 𝑈𝑀𝑎𝑥 = 750 V • La plage de tension MPPT : [𝑈𝑀𝑃𝑃𝑇, 𝑚𝑖𝑛 - 𝑈𝑀𝑃𝑃𝑇, 𝑚𝑎𝑥] = [175V – 500V] 𝑁𝑜𝑚𝑏𝑟𝑒 𝑚𝑖𝑛𝑖𝑚𝑎𝑙 𝑑𝑒 𝑚𝑜𝑑𝑢𝑙𝑒𝑠 𝑒𝑛 𝑠é𝑟𝑖𝑒 = 𝐸 175 30,30×0,85 = 𝟕 𝒎𝒐𝒅𝒖𝒍𝒆𝒔 𝑁𝑜𝑚𝑏𝑟𝑒 𝑚𝑎𝑥𝑖𝑚𝑎𝑙 𝑑𝑒 𝑚𝑜𝑑𝑢𝑙𝑒𝑠 𝑒𝑛 𝑠é𝑟𝑖𝑒 = 𝐸 500 30,30×1,08 = 𝟏𝟓 𝒎𝒐𝒅𝒖𝒍𝒆𝒔 - - + +
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    Exemple de dimensionnement Calculerle nombre de modules PV en série 𝐿𝑎 𝑡𝑒𝑛𝑠𝑖𝑜𝑛 max 𝑞𝑢𝑒 𝑝𝑒𝑢𝑡 𝑓𝑜𝑢𝑟𝑛𝑖𝑟 𝑢𝑛𝑒 𝑐ℎ𝑎î𝑛𝑒 𝑑𝑒 15 𝑚𝑜𝑑𝑢𝑙𝑒𝑠 𝑒𝑛 𝑠é𝑟𝑖𝑒 = 15 × 𝑈𝑐𝑜 × 𝑘 = 15 × 37,2 × 1,08 = 602,64 𝑉 𝟔𝟎𝟐, 𝟔𝟒 𝑽 < 𝑼𝑴𝒂𝒙 = 750 V La compatibilité en tension Calculer le nombre de chaines PV en parallèle 𝑁𝑜𝑚𝑏𝑟𝑒 𝑚𝑎𝑥𝑖𝑚𝑎𝑙 𝑑𝑒 𝑐ℎ𝑎î𝑛𝑒𝑠 𝑒𝑛 𝑝𝑎𝑟𝑎𝑙𝑙è𝑙𝑒𝑠 = 𝐸 𝐼𝑚𝑎𝑥 𝐼𝑀𝑃𝑃 = 1 𝑐ℎ𝑎î𝑛𝑒 𝑝𝑎𝑟 𝑡𝑟𝑎𝑐𝑘𝑒𝑟 Caractéristique des modules PV • Le courant de puissance maximale : 𝐼𝑀𝑃𝑃 = 7,60A Caractéristique des onduleurs SB 4000 TL et SB 5000 TL • Le courant maximal à l’entrée de l’onduleur : 𝐼𝑀𝑎𝑥 = 15 A par trackers -
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    Exemple de dimensionnement Lapuissance maximale de l’onduleur SB 4000 TL : 𝑷𝑴𝒂𝒙 = 𝟒 𝟐𝟎𝟎 𝑾 Vérifier la compatibilité en puissance La puissance maximale de l’onduleur SB 5000 TL : 𝑷𝑴𝒂𝒙 = 𝟓 𝟐𝟓𝟎 𝑾 Entre 7 et 15 modules en série 1 𝑐ℎ𝑎î𝑛𝑒 𝑑𝑒 15 𝑚𝑜𝑑𝑢𝑙𝑒𝑠 𝑝𝑎𝑟 𝑡𝑟𝑎𝑐𝑘𝑒𝑟 ⇒ 30 𝑚𝑜𝑑𝑢𝑙𝑒𝑠 𝑑𝑒 230 𝑊𝑐 = 𝟔 𝟗𝟎𝟎 𝑾 𝟔𝟗𝟎𝟎 𝑾𝒄 > 𝟒𝟐𝟎𝟎 𝐖 𝐞𝐭 𝟓𝟐𝟓𝟎 𝐖
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    Exemple de dimensionnement Vérifierla compatibilité en puissance 11 11 SB 5000 TL 1 𝑐ℎ𝑎î𝑛𝑒 𝑑𝑒 11 𝑚𝑜𝑑𝑢𝑙𝑒𝑠 𝑝𝑎𝑟 𝑡𝑟𝑎𝑐𝑘𝑒𝑟 ⇒ 22 𝑚𝑜𝑑𝑢𝑙𝑒𝑠 𝑑𝑒 230 𝑊𝑐 = 5060 𝑊𝑐 𝟓𝟎𝟔𝟎 𝑾𝒄 < 𝟓𝟐𝟓𝟎 𝐖 9 9 SB 4000 TL 1 𝑐ℎ𝑎î𝑛𝑒 𝑑𝑒 9 𝑚𝑜𝑑𝑢𝑙𝑒𝑠 𝑝𝑎𝑟 𝑡𝑟𝑎𝑐𝑘𝑒𝑟 ⇒ 18 𝑚𝑜𝑑𝑢𝑙𝑒𝑠 𝑑𝑒 230 𝑊𝑐 = 4140 𝑊𝑐 𝟒𝟏𝟒𝟎 𝑾𝒄 < 𝟒𝟐𝟎𝟎 𝐖
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    Exemple de dimensionnement 20 20 SUNNYTRIPOWER 9000 TL 1 𝑐ℎ𝑎î𝑛𝑒 𝑑𝑒 20 𝑚𝑜𝑑𝑢𝑙𝑒𝑠 𝑝𝑎𝑟 𝑡𝑟𝑎𝑐𝑘𝑒𝑟 ⇒ 40 𝑚𝑜𝑑𝑢𝑙𝑒𝑠 𝑑𝑒 230 𝑊𝑐 = 9 200 𝑊𝑐 𝟗 𝟐𝟎𝟎 𝑾𝒄 < 𝟗 𝟐𝟓𝟎 𝐖 Pourquoi ne pas utiliser l’onduleur SUNNY TRIPOWER 9000 TL ?
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    Exemple de dimensionnement Calculerle nombre de modules PV en série Caractéristique des modules PV • La tension à vide : 𝑈𝑐𝑜 = 37,20 V • La tension de puissance maximale : 𝑈𝑀𝑃𝑃 = 30,30 V 𝑈𝑀𝑃𝑃×0,85 𝑁𝑜𝑚𝑏𝑟𝑒 𝑚𝑖𝑛𝑖𝑚𝑎𝑙 𝑑𝑒 𝑚𝑜𝑑𝑢𝑙𝑒𝑠 𝑒𝑛 𝑠é𝑟𝑖𝑒 = 𝐸 + [ 𝑈𝑀𝑃𝑃𝑇, 𝑚𝑖𝑛 ] 𝑈𝑀𝑃𝑃×𝑘 𝑁𝑜𝑚𝑏𝑟𝑒 𝑚𝑎𝑥𝑖𝑚𝑎𝑙 𝑑𝑒 𝑚𝑜𝑑𝑢𝑙𝑒𝑠 𝑒𝑛 𝑠é𝑟𝑖𝑒 = 𝐸 − [ 𝑈𝑀𝑃𝑃𝑇, 𝑚𝑎𝑥 ] Caractéristique de l’onduleur SUNNY TRIPOWER 9000 TL • La tension max en entrée d’onduleur : 𝑈𝑀𝑎𝑥 = 1 000 V • La plage de tension MPPT : [𝑈𝑀𝑃𝑃𝑇, 𝑚𝑖𝑛 - 𝑈𝑀𝑃𝑃𝑇, 𝑚𝑎𝑥] = [370V – 800V] 𝑁𝑜𝑚𝑏𝑟𝑒 𝑚𝑖𝑛𝑖𝑚𝑎𝑙 𝑑𝑒 𝑚𝑜𝑑𝑢𝑙𝑒𝑠 𝑒𝑛 𝑠é𝑟𝑖𝑒 = 𝐸 + 370 30,30×0,85 = 𝟏𝟓 𝒎𝒐𝒅𝒖𝒍𝒆𝒔 𝑁𝑜𝑚𝑏𝑟𝑒 𝑚𝑎𝑥𝑖𝑚𝑎𝑙 𝑑𝑒 𝑚𝑜𝑑𝑢𝑙𝑒𝑠 𝑒𝑛 𝑠é𝑟𝑖𝑒 = 𝐸 − 800 30,30×1,08 = 𝟐𝟒 𝒎𝒐𝒅𝒖𝒍𝒆𝒔 𝑙𝑎 𝑡𝑒𝑛𝑠𝑖𝑜𝑛 max 𝑞𝑢𝑒 𝑝𝑒𝑢𝑡 𝑓𝑜𝑢𝑟𝑛𝑖𝑟 𝑢𝑛𝑒 𝑐ℎ𝑎î𝑛𝑒 𝑑𝑒 20 𝑚𝑜𝑑𝑢𝑙𝑒𝑠 𝑒𝑛 𝑠é𝑟𝑖𝑒 = 20 × 𝑈𝑐𝑜 × 𝑘 = 20 × 37,2 × 1,08 = 803,52 𝑉 𝟖𝟎𝟑, 𝟓𝟐 𝑽 < 𝑼𝑴𝒂𝒙 = 1000 V