Impact de l'autoconsommation solaire sur la qualité de l'énergie
Les installations photovoltaïques génèrent quelques perturbations limitées dans l'installation électrique, principalement du fait des onduleurs PV.
Ces perturbations sont :
Pour faire simple, les systèmes photovoltaïques sont des générateurs à onduleur. Ils se composent de panneaux photovoltaïques générant du courant continu (CC) et d'un onduleur qui transforme continuellement le courant continu en courant alternatif (CA). C'est cet onduleur qui permet de relier le système photovoltaïque à une installation électrique CA.
Du fait qu'un système photovoltaïque se compose d'une source CC et d'équipements électroniques, il peut en effet être à l'origine de certains problèmes de qualité de l'énergie, tels que le courant continu résiduel et les harmoniques. Son intégration dans l'installation électrique, si elle n'est pas effectuée correctement, peut également causer des déséquilibres ou une dégradation du facteur de puissance.
Harmoniques
Les onduleurs PV génèrent des harmoniques, généralement limitées à un niveau acceptable pour l'installation électrique du bâtiment
Comme tous les autres équipements électroniques, les onduleurs photovoltaïques injectent des harmoniques dans l'installation électrique. Pour convertir le courant continu produit par les panneaux solaires en courant alternatif contrôlé, les onduleurs photovoltaïques utilisent une commutation à modulation de largeur d'impulsion. Cette méthode permet de contrôler l'amplitude et la fréquence de la sortie de l'onduleur, tout en éliminant les harmoniques de rang inférieur, mais elle génère des harmoniques à haute fréquence.
Afin de limiter l'injection de ces harmoniques, les onduleurs photovoltaïques sont équipés de filtres afin que la distorsion harmonique totale (THD) de leur sortie soit généralement limitée à des valeurs acceptables pour l'installation.
Même ainsi, le THD global dans l'installation électrique peut être plus élevé, car les harmoniques injectées par les onduleurs photovoltaïques s'ajoutent à celles générées par les charges.
Il est recommandé de surveiller (et, si nécessaire, d'atténuer) les harmoniques dans l'installation
Il est recommandé de mesurer le niveau global des harmoniques dans l'installation électrique. S'il dépasse les limites acceptables, des mesures d'atténuation des harmoniques (filtres actifs ou passifs) peuvent être utilisées.
Déséquilibre
Les onduleurs photovoltaïques monophasés peuvent générer un déséquilibre si la connexion des trois phases n'est pas uniforme
Un déséquilibre peut se produire lorsqu'un onduleur photovoltaïque monophasé est connecté à une installation électrique triphasée et que la connexion n'est pas uniforme sur les trois phases, comme illustré dans l'exemple ci-dessous.
Courant CC résiduel
Les onduleurs PV peuvent générer un courant continu résiduel
La qualité de l'alimentation électrique peut être perturbée par la présence d'une composante continue dans le circuit alternatif.
Les onduleurs photovoltaïques peuvent fournir un chemin par lequel le courant résiduel continu peut passer vers le côté alternatif de l'installation électrique. La technologie d'isolement électrique des onduleurs est déterminante :
- les onduleurs avec isolement entre le côté CC et le côté CA n'injectent pas de courant résiduel CC du côté CA,
- les onduleurs sans isolement peuvent transmettre un courant CC résiduel côté alternatif, à moins que le fabricant ne prenne des mesures spécifiques pour empêcher ce flux.
La plupart des onduleurs photovoltaïques du commerce ne sont pas équipés de transformateurs et n'assurent donc pas l'isolement entre le côté CC et le côté CA. La présence de courants résiduels continus dans les installations photovoltaïques n'est donc pas improbable.
Choisissez une protection différentielle adaptée aux applications photovoltaïques
Des mesures de protection appropriées doivent être prises pour éviter d'endommager l'équipement et, surtout, pour éviter tout problème de sécurité.
Plus concrètement, et tel que le stipule la norme IEC 60364-7-712, des dispositifs différentiels résiduels (DDR) de type B doivent être installés côté CA du système photovoltaïque, sauf si :
- le côté CC et le côté CA sont isolés, ou
- le fabricant de l'onduleur indique dans ses instructions que le type B n'est pas requis.
Les protections différentielles de type B sont utilisées dans les cas où l'application peut générer un courant résiduel continu régulier ou contenir des fréquences supérieures à 50 Hz. Pour en savoir plus sur ces protections différentielles, voir Dispositifs Différentiels à courant Résiduel (DDR)
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Dispositif différentiel résiduel type B -
Relais différentiel de type B à combiner avec des disjoncteurs ComPacT NSX
