French
Un boîtier de regroupement à 8 entrées peut tout de même ne pas être le bon choix pour un parc solaire à 8 chaînes.
Il peut arriver que le nombre de voies d'entrée corresponde parfaitement, mais que la tension nominale soit trop faible, que le courant de sortie soit sous-estimé ou que les huit chaînes appartiennent en réalité à différents groupes MPPT. C'est pourquoi le fait de choisir un boîtier de regroupement en se basant uniquement sur le nombre de chaînes entraîne souvent des problèmes par la suite dans le projet.
Correct Dimensionnement des boîtiers de raccordement photovoltaïques fonctionne dans le sens inverse. On commence par le générateur photovoltaïque et l'onduleur, on calcule les conditions réelles auxquelles le circuit continu sera soumis, puis on définit le cadre en fonction de ces conditions.
Dans la pratique, cinq questions sont particulièrement importantes :
Une fois ces valeurs clairement définies, il devient beaucoup plus facile de déterminer les caractéristiques techniques requises pour le boîtier de raccordement.
“Le terme ” taille » ne fait pas principalement référence aux dimensions physiques du boîtier.
Dans Dimensionnement des boîtiers de raccordement photovoltaïques, cela fait référence à la capacité électrique et à la configuration de l'ensemble complet.
Cela comprend notamment :
Le choix du matériau du boîtier, l'indice de protection IP et les dimensions physiques seront déterminés ultérieurement, une fois que les exigences électriques et l'environnement d'installation auront été définis.
La norme CEI 62548-1 adopte une approche similaire au niveau du système en traitant de manière globale le câblage en courant continu des générateurs photovoltaïques, les protections électriques, la commutation et la mise à la terre, plutôt que de les considérer comme des éléments indépendants les uns des autres.
Le premier chiffre nécessaire pour Dimensionnement des boîtiers de raccordement photovoltaïques Ce n'est pas le nombre de panneaux solaires. C'est le nombre de chaînes.
Une chaîne est un ensemble de modules reliés en série.
Supposons qu'un projet contienne :
Le nombre de chaînes est de :
144 ÷ 18 = 8 cordes
Ainsi, à première vue, un boîtier de regroupement à 8 entrées semble être la solution la plus logique.
Mais ce n'est qu'un début.
Une erreur courante consiste à considérer que le nombre de modules et le nombre d'entrées du boîtier de raccordement sont la même chose.
Ce n'est pas le cas.
Si 160 modules sont disposés comme suit :
le combinateur voit 8 circuits de chaînes d'entrée, et non 160 connexions de modules.
Si l'on modifie la configuration du réseau pour passer à 16 modules par chaîne, la configuration globale de la chaîne change, même si le nombre total de modules reste inchangé.
Reprenons maintenant ces huit cordes.
Si la conception de l'onduleur prévoit :
Il n'est peut-être pas judicieux de regrouper les huit éléments en une seule sortie commune.
C'est pourquoi il faut tenir compte de l'architecture MPPT lors de Dimensionnement des boîtiers de raccordement photovoltaïques.
Les boîtiers de regroupement de chaînes sont définis non seulement par le nombre de chaînes, mais aussi par la tension MPP et le nombre de trackers MPP pris en charge. Phoenix Contact, par exemple, présente ces caractéristiques comme des caractéristiques distinctes dans sa gamme actuelle de boîtiers SCB.
La leçon à retenir est simple :
Comptez d'abord les cordes, puis déterminez celles qui sont destinées à fonctionner ensemble sur le plan électrique.
Après le comptage des brins, le calcul de la tension est la prochaine étape cruciale.
Il ne suffit pas de se baser sur la tension continue nominale de l'onduleur ou de dire simplement “ il s'agit d'un système de 1 000 V ”.
La tension d'un module photovoltaïque varie en fonction de la température ; la tension en circuit ouvert augmente généralement lorsque la température du module diminue.
Choisissez un module illustratif comprenant :
Dans les conditions de référence indiquées dans la fiche technique :
49,5 V × 18 = 891 V
La tension en circuit ouvert de la chaîne de base est donc de 891 V.
On serait tenté de conclure qu'un boîtier de regroupement de 1 000 V convient.
Cette conclusion est prématurée.
Supposons, à titre purement illustratif, que la fiche technique du module indique un coefficient de température de Voc de :
−0,251 TP3T/°C
Si la méthode de conception applicable conduit à une différence de température de 35 °C par rapport aux conditions de référence indiquées dans la fiche technique, l'augmentation approximative de la tension Voc est la suivante :
35 × 0,251 TP3T = 8,751 TP3T
La tension corrigée de la chaîne serait alors d'environ :
891 V × 1,0875 ≈ 969 V
Cela laisse une marge bien plus réduite en dessous de 1 000 V que ne le laissait supposer le chiffre initial de 891 V.
Cet exemple est volontairement simplifié. Dans la pratique, il convient d’utiliser les données fournies par le fabricant du module, la température de conception applicable et la méthode de calcul exigée par la norme ou le code électrique local en vigueur.
Ce qui est important pour Dimensionnement des boîtiers de raccordement photovoltaïques c'est que la tension nominale doit être calculée en fonction de la tension photovoltaïque maximale prévue, et non la tension de fonctionnement normale.
Et cette classification ne se limite pas à l'étiquette figurant sur l'emballage.
Les composants internes concernés doivent également être adaptés, notamment :
Une enceinte de 1 500 V contenant un composant conçu uniquement pour une tension inférieure ne constitue pas un ensemble de 1 500 V correctement coordonné.
La tension dépend principalement des modules connectés en série.
L'intensité du courant prend de plus en plus d'importance lorsque les circuits sont montés en parallèle.
Cette distinction est fondamentale pour Dimensionnement des boîtiers de raccordement photovoltaïques.
Supposons que notre module photovoltaïque, à titre d'exemple, présente les caractéristiques suivantes :
Isc = 13,9 A
Les modules d'une même chaîne en série transportent pour l'essentiel le même courant de chaîne ; ainsi, dix-huit modules connectés en série ne génèrent pas :
18 × 13,9 A.
La chaîne présente toujours un courant de court-circuit de base d'environ 13,9 A dans les conditions de fonctionnement du module de référence.
Toutefois, le courant de calcul final utilisé pour les dispositifs de protection, les conducteurs et les équipements doit respecter les règles techniques applicables et les coefficients de sécurité requis.
Raccordez maintenant huit cordes similaires en parallèle.
La base Isc combinée simple se présente alors comme suit :
8 × 13,9 A = 111,2 A
C'est pourquoi on ne peut pas traiter de la même manière les côtés « entrée » et « sortie » d'un boîtier de regroupement.
Un circuit de chaîne individuel peut transporter approximativement le courant d'une chaîne, tandis que les parties communes du boîtier peuvent transporter la somme des courants de toutes les chaînes en parallèle.
Cela concerne :
Outils de dimensionnement actuels pour Boîtiers de raccordement photovoltaïques de même, il convient d’utiliser des paramètres tels que le courant de court-circuit (Isc) du module, le nombre de chaînes en parallèle, la tension, les données de température et la capacité des conducteurs, plutôt que de se limiter au seul nombre de chaînes.
Une fois que le nombre de chaînes, la tension et le courant sont connus, il est possible de définir la configuration de protection.
Il ne faut pas choisir la protection séparément et l'ajouter au panier par la suite.
Lorsque des fusibles à cordon sont nécessaires, ils doivent être adaptés aux caractéristiques électriques du panneau.
Parmi les données importantes, on peut citer :
Il ne suffit pas de choisir un fusible simplement parce que son intensité nominale est supérieure au courant normal du circuit.
La protection doit rester compatible à la fois avec le module et avec le circuit qu'elle est censée protéger.
Le SPD doit également être adapté à l'architecture de tension photovoltaïque et au concept de protection contre les surtensions du projet.
Un système de 1 000 V ou 1 500 V nécessite des composants spécifiques au photovoltaïque dont les caractéristiques de tension sont adaptées au parc photovoltaïque concerné.
La spécification SPD fait donc partie de Dimensionnement des boîtiers de raccordement photovoltaïques, et non pas simplement un choix facultatif concernant un accessoire.
La phase de mise en œuvre est l'un des aspects d'un projet que l'on a le plus tendance à sous-estimer.
Une fois que plusieurs chaînes sont mises en série, le circuit principal doit acheminer en toute sécurité le courant ainsi obtenu vers l'onduleur.
Vérifiez au moins les points suivants :
Une erreur courante consiste à penser que le câble utilisé pour une chaîne photovoltaïque individuelle peut également servir pour la sortie combinée.
Dans le cas d'un système à plusieurs cordes, cela peut s'avérer totalement inadapté.
Bien Dimensionnement des boîtiers de raccordement photovoltaïques fonctionne donc dans les deux sens :
Côté entrée : De quoi une chaîne photovoltaïque a-t-elle besoin ?
Côté sortie : Que se passe-t-il une fois que toutes les chaînes cibles ont été mises en parallèle ?
Les deux doivent être corrects.
Rassemblez maintenant tous ces calculs.
Prenons l'exemple suivant :
| Paramètres du projet | Exemple de valeur |
|---|---|
| Nombre total de modules photovoltaïques | 144 |
| Nombre de modules par chaîne | 18 |
| Nombre de cordes | 8 |
| Module Voc | 49,5 V |
| Module Isc | 13,9 A |
| Coefficient de température Voc | −0,251 TP3T/°C |
| Installation | En plein air |
| Onduleur | Onduleur de chaîne multi-MPPT |
144 ÷ 18 = 8 cordes
Le projet comporte donc huit circuits de chaînes d'entrée.
49,5 × 18 = 891 V
Appliquez ensuite la correction à basse température requise.
En utilisant la condition simplifiée et illustrative évoquée plus haut, on obtient approximativement :
969 V
Ce calcul doit ensuite être vérifié par rapport aux tensions nominales de chaque composant concerné.
Une chaîne :
13,9 A Isc
Huit cordes parallèles :
13,9 × 8 = 111,2 A
Lors du choix des conducteurs et des équipements, on applique ensuite les coefficients de sécurité prévus par la norme applicable au projet.
Avant de définir une configuration « 8 entrées-1 sortie », vérifiez que les huit chaînes appartiennent bien toutes au même groupe d'entrée électrique.
Si l'onduleur nécessite deux groupes de quatre chaînes pour deux MPPT indépendants, l'architecture du combineur doit préserver cette séparation.
Ce n'est qu'à présent que le cahier des charges d'achat peut commencer à prendre forme :
Remarquez l'enchaînement.
Le numéro de modèle figure en dernier.
C'est justement là l'intérêt de Dimensionnement des boîtiers de raccordement photovoltaïques.
Le nombre de brins est un critère utile pour comparer des produits, mais il ne doit pas servir de raccourci dans la conception technique.
| Configuration | Ce que cela vous apprend | Ce qu'on ne vous dit pas |
|---|---|---|
| 4 cordes | Jusqu'à quatre entrées de chaîne désignées | Tension/intensité nominales requises |
| 8 cordes | Jusqu'à huit entrées de chaînes désignées | Est-ce que les huit font tous partie d'un seul MPPT ? |
| 16 cordes | Capacité d'agrégation de chaînes plus élevée | Section du conducteur de sortie ou du disjoncteur |
| 24 cordes | Grand nombre de circuits d'entrée | Que cela soit adapté à l'architecture de l'onduleur |
Les produits disponibles dans le commerce se déclinent en de nombreuses combinaisons de nombre de chaînes, de tension MPP et de prise en charge du MPPT. C'est là une raison supplémentaire de ne pas considérer les mentions “ 8 chaînes ” ou “ 16 chaînes ” comme une spécification technique exhaustive.
Plusieurs erreurs reviennent régulièrement lors de l'établissement des devis et de l'examen des projets.
Sélection en fonction du nombre de chaînes uniquement.
Un réseau à 8 cordes nécessite davantage d'informations qu'un boîtier à 8 entrées.
Sans tenir compte des formations professionnelles en période de froid.
La tension photovoltaïque peut augmenter lorsque la température du module baisse.
Utiliser le courant de fonctionnement plutôt que de prendre en compte le courant nominal.
La protection et le dimensionnement des conducteurs doivent respecter les règles applicables au projet.
Oubli du courant de sortie combiné.
Les chaînes en parallèle modifient les contraintes imposées au circuit commun.
Ignorer les tâches MPPT.
Il ne faut pas regrouper des chaînes simplement parce que des bornes sont disponibles.
Mélange de tensions nominales.
Les porte-fusibles, les SPD, les interrupteurs et autres composants doivent être adaptés à l'architecture de tension photovoltaïque requise.
Ajouter des chaînes supplémentaires sans vérifier la capacité de sortie.
Les entrées de réserve peuvent s'avérer utiles, mais l'ajout de chaînes supplémentaires implique également un courant parallèle supplémentaire.
Éviter ces erreurs permet de Dimensionnement des boîtiers de raccordement photovoltaïques c'est bien plus fiable que de choisir un modèle uniquement à partir d'un tableau figurant dans un catalogue.
Pour obtenir un devis précis, veuillez nous transmettre les données concrètes relatives à votre projet.
Veuillez fournir au minimum :
Un fabricant peut alors évaluer la configuration électrique au lieu d'essayer de deviner ce que signifie l'expression “ boîtier de raccordement à 8 chaînes, 1 000 V ”.
Commencez par la configuration des modules photovoltaïques et du champ solaire. Déterminez le nombre de chaînes, calculez la tension maximale par chaîne, déterminez le courant par chaîne et le courant total, vérifiez les affectations MPPT de l'onduleur, puis coordonnez les dispositifs de protection et le circuit de sortie commun.
Cela dépend du produit et de la conception du système. Il existe des boîtiers de regroupement adaptés à quelques chaînes comme à un nombre beaucoup plus important de chaînes, mais ce sont l'onduleur et l'architecture MPPT qui déterminent quelles chaînes doivent effectivement être regroupées.
Pour des chaînes comparables montées en parallèle, leurs contributions en courant s'additionnent au niveau de la sortie commune. Les caractéristiques nominales finales des équipements et des conducteurs doivent alors respecter les règles de conception électrique applicables et les coefficients de sécurité requis.
Oui. Les chaînes affectées à différents canaux MPPT indépendants ne doivent pas être automatiquement regroupées en une seule sortie. Il convient de vérifier l'architecture de l'onduleur avant de finaliser la configuration du combineur.
Oui, lorsque la conception prévoit des entrées supplémentaires en vue d'une extension future. Cependant, l'ajout de chaînes supplémentaires augmente également le courant combiné potentiel ; il est donc nécessaire que les barres omnibus, la protection des sorties, les câbles et la capacité de l'onduleur soient adaptés au système étendu.
Choisissez la classe de tension en fonction de la tension maximale calculée du parc photovoltaïque et de l'architecture globale du système. Une tension nominale plus élevée n'est pas forcément le meilleur choix.
La meilleure façon d'aborder Dimensionnement des boîtiers de raccordement photovoltaïques c'est d'oublier un instant le catalogue.
Commencez par les modules.
Déterminez le nombre de modules composant une chaîne, le nombre de chaînes fonctionnant en parallèle, la tension maximale que ces chaînes peuvent atteindre et le courant qui résulte de leur combinaison. Vérifiez ensuite comment l'onduleur répartit ces chaînes entre ses entrées MPPT.
Ce n'est qu'ensuite que vous devrez définir les fusibles, le dispositif de protection contre les surintensités (SPD), les barres omnibus, l'interrupteur de sortie, les bornes, les câbles et le boîtier.
Cela transforme le boîtier de raccordement, qui n'est plus un simple accessoire générique, en ce qu'il est réellement : un composant technique à part entière du système photovoltaïque en courant continu.
Et cela permet d'éviter une erreur étonnamment courante : acheter un boîtier doté du nombre exact de prises, mais dont la puissance électrique ne convient absolument pas.
