Connexion du système PV à l’installation électrique
L'intégration du système PV dans l’installation électrique peut s’effectuer par une connexion :
- au Tableau Général BT (TGBT)
- à un tableau BT de distribution
- en amont du tableau BT principal
- au système MT.
Les schémas correspondants, le champ d’application, les avantages et les inconvénients de chacune de ces possibilités sont détaillées ci-après.
Connexion au tableau général basse tension (TGBT)
Avec cette configuration, l’architecture de l’installation PV peut utiliser:
- un onduleur PV unique, directement connecté au TGBT
- un groupe d’onduleurs PV. Les sorties des onduleurs sont regroupées au niveau d’un tableau de production local qui alimente à son tour le TGBT de l’installation électrique – cf. Fig. P26. (Une autre possibilité consisterait à connecter chaque onduleur individuellement au TGBT, mais ce type de configuration n’est pas recommandé pour des raisons de coût, de complexité d’installation et de maintenance).
La plage de puissance des onduleurs PV utilisés pour l’autoconsommation dans les bâtiments commerciaux et industriels est généralement comprise entre 20 kW et 60kW. On peut donc envisager d’utiliser un seul onduleur pour une puissance installée jusqu’à 30kW et un groupe d’onduleurs au-delà de cette valeur.
Une configuration où l’installation PV est connectée au TGBT est utilisée dans les cas suivants :
- Le système PV est situé près du TGBT ;
- La production PV est utilisée à la fois pour l’autoconsommation et pour l’exportation au réseau de l’énergie PV excédentaire ;
- Le système PV est associé à d’autres sources d’énergie locales, par exemple le stockage ou la cogénération. Une connexion au TGBT permet de regrouper l’ensemble de la production locale en un seul point, ce qui facilite la maintenance et l’exploitation de l’installation. Il s’agit de la configuration idéale pour les nouvelles installations électriques ou pour les installations existantes où le TGBT est facilement accessible (par exemple dans des bâtiments à un ou deux étages) ;
- La capacité de production PV est comprise entre 10 % et 100 % de la puissance installée du bâtiment. Pour des installations PV de moindre échelle, une connexion à un tableau secondaire plus proche peut être préférable.
Pour des installations PV importantes, une connexion en amont du tableau BT peut être plus appropriée dans le cas d’installations existantes.
Connexion à un tableau de distribution
Le système PV est connecté au tableau le plus proche.
Cette configuration est préconisée dans les situations suivantes :
- La production PV ne dépasse pas la consommation en aval du tableau auquel elle est connectée ;
- Les onduleurs PV sont loin du TGBT.
Cette configuration est généralement utilisée dans les bâtiments à plusieurs étages avec les caractéristiques suivantes :
- Une production PV au niveau du toit considérablement inférieure aux besoins de consommation énergétique du bâtiment ;
- Un TGBT généralement situé au rez-de-chaussée (arrivée du réseau par des câbles souterrains).
La connexion à un tableau BT secondaire présente les avantages suivants :
- La longueur de câble entre le système PV et son point de connexion à l’installation électrique est réduite ;
- L’installation est facilitée et optimisée.
Cependant, cette configuration présente certaines limites :
- Une maintenance plus complexe si le nombre de sources PV se multiplie - Si un départ fait l’objet d’une maintenance, toutes les sources alimentant potentiellement ce départ doivent être isolées. Or en connectant des installations PV au tableau le plus proche, les sources de puissance connectées sont potentiellement plus nombreuses et beaucoup plus dispersées, ce qui rend l’isolement plus complexe
- Évolutivité limitée – cette configuration est beaucoup moins évolutive qu’une connexion au TGBT : une extension de l’installation PV peut nécessiter des modifications à l’installation électrique existante du bâtiment (il faudra peut-être redimensionner les câbles, les tableaux et les protections).
Connexion en amont du TGBT
Dans cette configuration, l’installation PV est connectée en amont du TGBT. Une configuration possible consiste à connecter tous les onduleurs PV et l’arrivée du réseau à un tableau qui alimente le TGBT de l’installation électrique. Une alternative, en particulier si l’arrivée du réseau et les sources locales ne sont pas proches les unes des autres, est de connecter une seule sortie du système PV à l’arrivée du réseau, avant d’alimenter l’installation électrique. Cette connexion en amont du TGBT est utilisée dans les bâtiments existants où la capacité de production PV dépasse la consommation des charges pour laquelle l’installation électrique est dimensionnée. Dans ce cas, la connexion du système PV à un tableau secondaire ou principal mettrait en surcharge l’infrastructure électrique existante et nécessiterait sa modification (remplacement des câbles, des tableaux et des protections). Considérée comme une meilleure option, la connexion en amont du tableau principal ne nécessite aucune modification du TGBT ou en aval de l’installation.
L’avantage principal de cette architecture réside dans sa capacité à intégrer une production PV de grande échelle sans impact sur l’infrastructure de l’installation électrique existante. Elle peut être utilisée à la fois pour l'autoconsommation et pour l’exportation de production PV excédentaire. Un inconvénient peut être le besoin d’un tableau additionnel dédié à regrouper toutes les sources, qui risque d’augmenter le coût du système.
Connexion au réseau MT
Une connexion côté moyenne tension de l’installation électrique est extrêmement rare, étant donné que la production PV et les charges de l’installation électrique sont proches les unes des autres.
Une connexion moyenne tension de la production PV locale génère des coûts supplémentaires et sera moins efficace sur le plan énergétique, sauf si la production PV est éloignée des charges et représente une production importante.
