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Conception

Étapes de conception d’un système photovoltaïque autonome

Nous conseillons et accompagnons nos clients dans toutes les questions concernant le photovoltaïque Le hors-réseau, le branchement au réseau d’Hydro-Québec, le système de secours en cas de panne électrique, le système hybride et tous nos produits commercial et institutionnel à l’énergie renouvelable. Cela inclut l’assistance apportée lors de la planification et de l’étude de projet, mais aussi lors de la conception, du montage et de l’installation solaire.

ÉTAPE 1 : Déterminer la consommation électrique totale

La consommation électrique d’une application est la quantité d’électricité en courant continu que consomment tous les appareils électriques en présence durant une journée (24 heures). C’est cette quantité d’énergie que le système devra délivrer à l’application pour faire fonctionner les appareils, quelques soient les conditions. Elle peut s’exprimer en Wattheures (Wh/j) ou en Ampère-heures par jour (Ah/j).Pour en savoir plus / Type de charge.

ÉTAPE 2 : Évaluer la ressource solaire

Vérifier que votre site ne pose pas de contraintes d’implantation du système (ombrage, accès difficile au site, etc.). Recueillir les données climatiques suivantes du lieu grâce à la station météo de la localité :

. l’ensoleillement minimal journalier

. les températures ambiantes moyennes et extrêmes en °C

. la latitude du lieu

. plus l’ensoleillement est élevé et la température moyenne clémente, plus votre site sera propice à l’exploitation du photovoltaïque. Pour en savoir plus

ÉTAPE 3 : Définir le type de système à installer

Système raccordé au réseau, système autonome :

. le système alimente l’application de l’utilisateur, et fournie l’électricité excédentaire au réseau électrique.

. le système injecte toute l’électricité produite par le champ PV directement au réseau électrique.

Il existe deux possiblités :

Il dépend totalement du champ photovoltaïque : En cas d’absence de soleil, il puise l’énergie dans des batteries. Il est adapté au régions éloignées où le raccordement au réseau serait couteux. Exemples : résidence secondaire en campagne, chalet, refuge, campings antennede communication, etc.

Système hybride Solaire-Éolien

Le système hybride autonome est utilisé le plus souvent dans les applications éloignées demandant une bonne fiabilité de la production électrique ; Néanmoins, il peut convenir à toute application ayant des conditions idéales (ensoleillement élevé, vent,approvisionnement en diesel). Trois possiblités de systèmes vous sont présentés ci-dessus, mais dans ce présent chapitre nous traitons uniquement le système autonome, les deux autres étant des variantes.

ÉTAPE 4 : Déterminer la puissance photovoltaïque requise pour l’installation.

La puissance photovoltaïque requise est la puissance que doit fournir l’ensemble des modules photovoltaïques pour couvrir le besoin en énergie électrique de votre application, quelques soient les conditions. Elle se calcule par rapport à la consommation électrique totale, l’ensoleillement journalier, et l’efficacité des composants du système (batterie, module PV, onduleur, câbalage etc.). Pour en savoir plus

ÉTAPE 5 : Déterminer la capacité de la batterie

La batterie tient un rôle très important dans un système photovoltaïque autonome car elle stocke l’énergie et la restitue lorsque l’application lenécessite. Il est donc important de bien déterminer sa taille et sa capacité à partir des paramètres suivants : Pour en savoir plus

ÉTAPE 6 : Déterminer la taille du régulateur

Le régulateur protège la batterie contre la surcharge de courant provenant du module PV et la décharge profonde engendrée par le consommateur. Voici les paramètres essentiels à connaitre Pour en savoir plus :

. sa tension nominale

. son courant d’entrée si type série

. son courant d’entrée si type shunt

. son courant de sortie

. courant de pointe total

ÉTAPE 7 : Déterminer la puissance de l’ondulateur

Lorsque l’application se compose d’appareils fonctionnant en électricité alternative (AC), il faut convertir l’électricité continue que produisentles modules PV, en électricité alternative compatible et utilisable par ces appareils. Dès que le nombre d’appareils est important, il est avantageux de choisir un onduleur performant. Le choix de l’onduleur est fonction des paramètres suivants Pour en savoir plus :

. sa puissance nominale

. sa puissance de pointe ou maximale

. son rendement ou efficacité

. sa forme d’onde

ÉTAPE 8 : Déterminer le câblage et les protections

Dans cette étape, le choix des types de câbles électriques nécessaires à l’interconnexion des composants doit être entrepris de façon efficacepour maintenir la fiabilité et le bon rendement du système. Des abaques (fiches techniques) sont proposés pour déterminer la bonne sectionde câble. En général, les fils conducteurs de ces systèmes sont en cuivre et dimensionnés pour produire idéalement 1% sinon au maximum 3%de perte en tension dans le câblage.

En ce qui concerne les protections électriques, la mise à la terre, les parafoudres, les disjoncteurs et fusibles sont nécessaires pour isoleret protéger le circuit électrique contre tous les défauts électriques (Surtension, surcharge, fuite de courant, absence momentanée detension, court-circuit). Cependant, il est fort possible que les composants du système aient déja leurs propres protections, dans ce cas ilne sera pas utile d’en rajouter.

ÉTAPE 9 : Estimer les pertes réelles de l’ensemble du système

Bien que l’on tienne compte des rendements propres à chaque composant lors de la conception du système, il est important d’estimer aussi les pertes occasionnées dans les fils conducteurs entre chaque composant pendant le fonctionnement. En effet, tout conducteur mis en place dansune connexion électrique engendre des pertes dûes à une certaine résistance du conducteur au passage du courant. En fonction de ces pertes, il faudra réajuster la puissance totale du système. Pour en savoir plus