Exploitation de l’installation électrique avec production photovoltaïque locale

Conditions normales d’exploitation

Modes d’exploitation

Dans les conditions normales d’exploitation, les installations électriques avec production PV pour autoconsommation se caractérisent par deux modes d’exploitation:

• L’installation électrique est alimentée par le réseau uniquement s’il n’y a pas de production PV (par exemple la nuit);

En option, l’installation PV peut être déconnectée par son dispositif de protection.

• L’installation électrique est alimentée à la fois par le réseau et par l’installation PV lorsqu’il y a une production PV. La forme d’onde de sortie du ou des onduleur(s) PV est synchronisée avec la tension et la fréquence du réseau. Cette fonction est assurée par le contrôle intégré du ou des onduleur(s) PV.

La puissance PV produite va vers les charges, puisque l’électricité suit en priorité le chemin de moindre résistance. Par conséquent, il n’y a pas besoin d’équipement spécifique pour rediriger le flux d’électrons.

Gestion de la production PV excédentaire

Au cas où la production PV dépasse les besoins instantanés de consommation de l’installation électrique, une des stratégies de gestion suivantes peut être adoptée:

• Injecter la puissance excédentaire dans le réseau où elle sera consommée par d’autres utilisateurs.

La puissance injectée peut être rémunérée au prix de gros de l’électricité, ou à un autre tarif, ou pas du tout, en fonction de l’accord avec le fournisseur d’énergie.

• Limiter la production PV - certains fournisseurs d’énergie n’autorisent pas l’injection de puissance PV excédentaire dans le réseau ou autorisent uniquement une injection restreinte;
• Stocker l’énergie;
• Partager la puissance PV excédentaire avec une communauté ou un réseau électrique privé si la réglementation locale l’autorise.

Perturbations générées

Les systèmes PV engendrent des perturbations limitées dans l’installation électrique, provenant principalement des onduleurs PV. Ces perturbations sont les suivantes :

• Harmoniques: comme la plupart des équipements électroniques, les onduleurs PV génèrent des harmoniques. Les émissions d'harmoniques sont spécifiées par les fabricants d’équipements PV et se situent généralement en-dessous de 3 % THDI.
• Courants résiduels CC: en cas de défaut à la terre sur la partie CC du réseau, la génération d’un courant résiduel CC du côté CA de l’installation dépend de l’isolement entre le côté CC et le côté CA du système PV :
  • L’isolement galvanique entre le côté CC et le côté CA de l’installation PV garantit que les courants résiduels CC ne passent pas du côté CA.
  • En l’absence d’isolement galvanique, un courant résiduel CC est susceptible d’être présent du côté CA de l’installation et doit être éliminé, sauf si l’onduleur PV est conçu pour empêcher, limiter ou éviter une telle situation.

Si une installation électrique nécessite l’installation d’un dispositif différentiel à courant résiduel (DDR) sur le circuit CA, il faut choisir le type (CA, A ou B) en fonction du courant résiduel potentiel. Les fabricants d’onduleurs PV spécifient généralement le courant résiduel CC maximal injecté par leurs onduleurs PV ainsi que le type de DDR adapté à leurs onduleurs.  

Conditions de défaut

Perte d'alimentation réseau

Dans les installations connectées en permanence au réseau, les onduleurs PV s’arrêtent automatiquement en cas de perte d'alimentation réseau. Ils ne sont pas conçus pour fournir une alimentation de secours pendant les pannes du réseau.

Défaut au sein de l’installation électrique

En cas de défaut dans l’installation électrique, un fort courant de court-circuit circule entre l’arrivée du réseau et l’endroit du défaut. Les onduleurs PV contribuent également au défaut en fournissant leur courant maximal, qui ne dépasse généralement pas deux fois le courant nominal de l’onduleur PV (la valeur du courant de court-circuit maximal est fournie par les fabricants d’onduleurs PV).

Les défauts électriques dans les installations avec systèmes PV pour autoconsommation sont localisés et isolés par des protections contre les surintensités et ne nécessitent pas de fonctions ou de dispositifs de protection spécifiques.

La présence d’onduleurs PV n’affecte pas la protection contre les défauts à la terre du côté CA de l’installation.

Les onduleurs PV et le côté CC doivent être protégés contre les défauts à la terre conformément au guide UTE C 15-712-1 et à la norme XP C 15-712-3.