Règles de calcul pour l'intégration de l'énergie solaire et du stockage
Lorsque la production et le stockage PV sont intégrés dans les bâtiments, l'installation électrique évolue d'une à plusieurs sources, d'une production de type génératrice à une production avec onduleur, et d'un mode de fonctionnement unique vers plusieurs modes de fonctionnement.
Le calcul de dimensionnement des installations électriques doit donc prendre en compte certains points complémentaires, comme détaillé ci-dessous.
Identification des modes de fonctionnement
Les installations avec production et stockage PV ont ceci de particulier qu'elles recourent à plusieurs modes de fonctionnement : différentes conditions de fonctionnement s'appliquent en fonction des sources disponibles et des charges connectées.
En règle générale, l'intégration de la production PV implique l'usage d'au moins deux modes de fonctionnement. Dans le premier cas, pendant les heures de production PV, l'installation est alimentée à la fois par le réseau et par le système photovoltaïque. Dans le second, hors des heures de production PV, l'installation est alimentée uniquement par le réseau.
Enfin, si l'installation électrique du prosommateur est îlotable, le mode îlot doit également être pris en compte dans les calculs. Voir PEI îlotable
Si des systèmes de stockage sont ajoutés, le nombre de modes de fonctionnement augmente encore davantage, et ce pour deux raisons :
- le nombre de combinaisons possibles de sources d'énergie productrices ou non augmente, et
- le stockage est à la fois une source et une charge (lors de la charge des batteries, le stockage devient un consommateur alors qu'en mode décharge, il devient une source).
Calculs relatifs à l'installation électrique pour chaque mode de fonctionnement
Un calcul doit être effectué pour chaque mode de fonctionnement. En effet, les valeurs de puissance et de courant peuvent être sensiblement différentes d'un mode de fonctionnement à l'autre. Une fois le calcul effectué pour chaque mode, l'équipement doit être dimensionné en tenant compte des contraintes les plus défavorables. Le plan de protection doit également être opérationnel, quel que soit le mode de fonctionnement.
Prenons l'exemple d'une installation simple avec raccordement au réseau et stockage. Au moins trois modes de fonctionnement doivent être envisagés :
- alimentation réseau uniquement, lorsque le stockage est en veille,
- alimentation réseau et depuis le stockage (les batteries se déchargent),
- alimentation réseau et stockage (les batteries se chargent).
-
Stockage en veille -
Stockage en décharge -
Stockage en charge
Les onduleurs PV et de stockage comme sources de courant
Une autre particularité des installations avec production d'énergie locale réside dans le fait que les onduleurs photovoltaïques et de stockage n'ont pas les mêmes caractéristiques et comportements que les sources traditionnelles (alimentation réseau ou groupe électrogène). En cas de court-circuit par exemple, les onduleurs PV et de stockage limitent leur courant de sortie à une valeur légèrement supérieure au courant nominal, se comportant ainsi comme des sources de courant constant.
En pratique, cela signifie que lors du calcul d'une installation électrique selon la méthode d'impédance, les impédances des systèmes PV et de stockage ne sont pas les mêmes que celle de tous les autres composants de l'installation électrique.
Pour le calcul des courants de court-circuit, la contribution au court-circuit des onduleurs, telle qu'indiquée par le fabricant de l'onduleur, peut simplement être additionnée aux autres courants de court-circuit de l'installation.
