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Les onduleurs

Les onduleurs. 4. Installation photovoltaïque raccordée au réseau (compétence électrique) Version de janvier 2011. L’onduleur pour le raccordé réseau. Fonctions : Convertit le courant continu en courant alternatif usuel en phase avec le réseau

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  1. Les onduleurs 4 Installation photovoltaïque raccordée au réseau (compétence électrique) Version de janvier 2011

  2. L’onduleur pour le raccordé réseau • Fonctions : • Convertit le courant continu en courant alternatif usuel en phase avec le réseau • Fait fonctionner les capteurs PV au maximum de leur puissance (MPPT) quelque soient l’ensoleillement et la température • Se déconnecte en cas d’absence de tension du réseau • Protection des personnes par contrôle d’isolement du circuit continu PV (compétence électrique) – Chap. 4 : Les onduleurs

  3. Les onduleurs pour le raccordé réseau • Conformité aux normes : • Protection de découplage :VDE126-1-1 ou VDE 0126 • Interface réseau : CEI 61727 • Compatibilité électromagnétique : EN55014 • Harmoniques : CEI 61000-3-2 • Sécurité : EN 60950 • CEI 62109 • Certificats de tests délivrés par laboratoire agréé PV (compétence électrique) – Chap. 4 : Les onduleurs

  4. Critères pour le choix de l’onduleur • Caractéristiques en entrée (DC) : • Enclenchement et déclenchement automatiques avec un seuil d’irradiance faible • Qualité et précision de la recherche du point de puissance maximale du champ PV (MPPT) • Large plage de tension d’entrée (ex : 120 à 500 V) • Limitation de puissance max par désadaptation de Pmax • Protection en surtensions (varistances) • Protection des personnes (ex : contrôle d’isolement DC) • Caractéristiques en sortie (AC) : • Parfaite synchronisation avec le réseau • Déphasage nul ou faible (facteur de puissance = 1) • Découplage automatique du réseau si hors tolérance en tension et fréquence • Insensibilité aux signaux de commande du réseau (175Hz) • Protection des personnes (ex : contrôle d’isolement AC) PV (compétence électrique) – Chap. 4 : Les onduleurs

  5. Critères pour le choix de l’onduleur (suite) • Caractéristiques en général : • Rendement élevé au niveau de puissance usuelle de l’installation (ex: 92% à 98%) • Protection en température • Faible consommation & niveau sonore • Faibles perturbations électromagnétiques & taux d’harmoniques • Affichage des paramètres de fonctionnement (voyants, affichages, etc...) • Enregistrement des données (accessibles par liaison informatique) • Bonne fiabilité • Durée de garantie étendue et extensible PV (compétence électrique) – Chap. 4 : Les onduleurs

  6. P.Alternatif (W) Rendement = P.Continu (W) Courbes de rendement de 6 onduleursdifférents A Ex : le rendement maxi de l’onduleur A est atteint à 55% de sa puissance nominale Rendement A % de la Puissance nominale Rendement des onduleurs • Paramètre crucial de l’onduleur, le rendement dépend : • du niveau de la tension d’entrée DC • des performances de recherche de Pmax (MPPT) • de la technologie utilisée DC/AC (BF, HF, composants,.. ) • du transformateur(si existant) • Rendement max • 96% PV (compétence électrique) – Chap. 4 : Les onduleurs

  7. Énergie produite selon l’irradiation Le rendement moyen d’un onduleur est fonction des niveaux d’irradiation et de leur fréquence pour un lieu donné, ci-dessous la distribution moyenne annuelle pour une inclinaison de 40° à Madrid PV (compétence électrique) – Chap. 4 : Les onduleurs

  8. η = 0,03 ´ η + 0,06 ´ η + 0,13 ´ η + 0,10 ´ η + 0,48 ´ η + 0,20 ´ η euro 5%Pn 10%Pn 20%Pn 30%Pn 50%Pn Pn Rendement européen des onduleurs Rendement européen normalisé : PV (compétence électrique) – Chap. 4 : Les onduleurs

  9. Onduleurs modulaires • Puissance de quelques kWc • Mise en parallèle côté AC • Certaines centrales de puissance (ex: 1MWc) réalisées • Nécessité du contrôle de bon fonctionnement de chaque onduleur PV (compétence électrique) – Chap. 4 : Les onduleurs

  10. Onduleurs multi-branches • Puissance de quelques kWc • Un convertisseur DC/DC par sous-champ avec suivi de Pmax • Un convertisseur DC/AC unique • Possibilités de sous-champs différents (technologie, taille, orientation, inclinaison, ombrage) • Optimisation par suivi de Pmax pour chacun PV (compétence électrique) – Chap. 4 : Les onduleurs

  11. Onduleurs centralisés • Plutôt utilisés dans les centrales PV(> 20kWc) • Souvent plusieurs onduleurs fonctionnant en maître-esclave(quand le premier onduleur atteint sa puissance max, il enclenche la mise en parallèle du second) • Mise en parallèle, des sous-champs PV en DC • Protection et câblage spécifiés en DC PV (compétence électrique) – Chap. 4 : Les onduleurs

  12. Onduleurs avec fonction de sécurisation • Système avec deux onduleurs Avantage • Peut être rajouté sur une injection pure existante Inconvénient • Surcoût : Parc de batteries et ajout d’un onduleur/chargeur + relayage complexe PV (compétence électrique) – Chap. 4 : Les onduleurs

  13. Quelques onduleurs • Sunmaster QS 2000 • Puissance de raccordement : 1200 à 2100 Wc • Plage de tension : 100 – 380 V • Tension d’entrée max : 450 V • Courant d’entrée max : 7,5 A • Puissance de sortie nominale : 1,6 kVA • Rendement européen : 94% • Poids : 6kg Gamme de 0,9 à 5,2 kVA PV (compétence électrique) – Chap. 4 : Les onduleurs

  14. Quelques onduleurs • Onduleurs PWI • Maîtres/esclaves ou multi-chaînes • Version intérieure ou extérieure • 3 niveaux de puissance • Double plage de tension d’entrée • Puissance : de 1 650 à 4 600 W • Plage de tension : 100 – 350 V ou 200 – 500 V • Tension d’entrée max : 395 à 600 V • Courant d’entrée max : 7 à 30 A • Rendement européen : 91,6 à 93,4% • Poids : 14 à 23 kg PV (compétence électrique) – Chap. 4 : Les onduleurs

  15. Quelques onduleurs • Puissance de raccordement : 4 600 à 6 700 Wc • Plage de tension : 150 – 400 V • Tension d’entrée max : 500 V • Courant d’entrée max : 35,84 A • Puissance de sortie nominale : 4,6 kVA IG 60 IG 60 boîtier transparent IG 60 boîtier extérieur • Rendement européen : 93,5% • Poids : 16/20 kg Gamme de 1,3 à 4,6 kVA PV (compétence électrique) – Chap. 4 : Les onduleurs

  16. Quelques onduleurs • Sunnyboy 6800 U • Puissance de raccordement : jusqu’à 7 200 Wc • Plage de tension : 250 – 600 V • Tension d’entrée max : 600 V • Courant d’entrée max : 25 A • Puissance de sortie nominale : 6 kVA • Rendement européen : 95% • Poids : 63kg Gamme de 0,6 à 6 kVA PV (compétence électrique) – Chap. 4 : Les onduleurs

  17. Quelques onduleurs • Puissance de raccordement : jusqu’à 5kW • Plage de tension : 125 – 450 V • Tension d’entrée max : 500 V • Courant d’entrée max : 20 A • Rendement européen : >92% Gamme de 1,9 à 5,0 kW PV (compétence électrique) – Chap. 4 : Les onduleurs

  18. Quelques onduleurs centralisés • Principaux fabricants : • SIEMENS (20 à 400kVA – maître-esclaves) • SMA (100 kVA à 1MVA) • XANTREX (100 à 500 kVA) • SPUTNIK PV (compétence électrique) – Chap. 4 : Les onduleurs

  19. Calcul de l’onduleur adapté PV (compétence électrique) – Chap. 4 : Les onduleurs

  20. Liaison onduleur-réseau PV (compétence électrique) – Chap. 4 : Les onduleurs

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