Comme promis en fin de semaine, voici de quoi repondre a pas mal de vos questions concernant les onduleurs, les reseaux et le "mariage des 2" ! Afin que les pros de la chose ne me sautent pas dessus, je voudrais preciser que j'ai volontairement simplifie les choses assez fortement pour les rendre comprehensibles de tous.
Desole pour la longueur du post ...
j'ai pourtant fait un effort mais difficle de simplifier plus avant sans prendre le risque de ne plus etre accessible a tous.Le principe de fonctionnement des onduleurs PV necessitent qu'ils soient connectes a un reseau pour que l'onduleur fonctionne et pour qu'il puisse injecter sur ce reseau. Pour ce faire, l'onduleur monte juste un poil au dessus de la tension du reseau permettant ainsi a l'energie produite de se "deverser" dans ce reseau. L'onduleur est donc en permanence occupe a "coller" au reseau et a ses fluctuations au cours du temps.
Ha, le reseau fluctue ! En fait, le resau basse tension (BT) qui nous alimente trouve sa source au depart de cabines de distribution alimentees par le reseau moyenne tension (MT). C'est au depart de ces cabines que le reseau de distribution BT "tisse sa toile" de lignes aeriennes et/ou souterraines auquelles chaque habitation est raccordee. On parle de reseau BT unidirectionnel.
En parcourant ce reseau BT de la cabine vers les habitations, la tension chute d'autant plus que la distance est grande et que l'energie qui y transite est importante. En fait, cette chute de tension est simplement due au courant qui circule dans les lignes dont la resistance ohmique n'est malheureusement pas nulle
! On pourrait faire la similitude avec les pertes en charge dans les conduites hydrauliques de nos installations thermiques.Comme il est imperatif que la tension d'alimentation reste dans la norme 230V +/- 10% et ce, quelle que soit la consommation des habitations, on comprend donc que la longueur du reseau soit limitee et que le nombre d'habitations qui s'y trouvent connectees va jouer sur cette longueur puisque plus le courant y sera important et plus les chutes de tension seront importantes. C'est dans cet esprit que la tension en sortie de transfo est de l'ordre de 240 a 245V, permettre ainsi de couvrir une plus grande distance en reseau BT.
Cette norme 230V +/-10% doit etre respectees simplement parce que le materiel electrique vendu en Europe est fait pour travailler dans cette place. Il faut donc tuer cette idee qu'avoir 240V est moins bon pour le matos electrique que 220V. si votre matos est CE (le vrai CE hein, pas les copies de la norme) ca roule.
On comprend donc maintenant que les onduleurs doivent egalement repondre a cette norme. C'est pour cette raison qu'ils sont "programmes" pour se deconnecter du reseau des qu'ils sortent de la fourchette de +/- 10% par rapport a la tension de reference 230V.
Vous en savez maintenant suffisamment pour comprendre les situations reprises ci-dessous.
J'ai simplifie les choses pour les rendre comprehensible de tous. On a une cabine au centre avec vers la gauche un reseau alimentant une habitation A a une distance dA et un second reseau alimentant une habitation B a une distance dB et equipee d'une installation PV.
Le graphique ci-dessous reprend la tension sur l'axe verticale et la distance sur les axes horizontaux. J'ai egalement trace la tension de reference ainsi que les valeurs max et min de =/- 10%.
Le reseau devant etre dimensionne pour que chaque habitation reste dans la "plage" de tension 230V +/- 10%, j'ai simule en bleu la situation la plus defavorable soit 10kVA chacune. On voit clairement que si la tension au depart de la cabine est de 230V, la chute de tension est telle que la tension a l'entree des habitations tomberait largement sous la barre des 230V – 10%.
On demarre donc a 245V et on constate que la droite rose reste dans la fourchette autorisee.
Dans les 2 cas, la chute de tension par metre de reseau est identique puisque la charge est la meme mais comme la longueur de reseau vers l'habitation A (dA) est plus importante que vers l'habitation B (dB), la tension final en A est plus faible qu'en B.
Si c'est clair jusqu'ici, il ne nous reste plus qu'a analyser qlq situations de reseau.
Il est 19H00. Dans l'habitation A et B, on prepare le repas du soir, l'eclairage est allume, la machine a laver fonctionne, les gosses sont devant le PC, … Chaque habitation consomme 6 kVA.
Le graphique laisse apparaitre une chute de tension moins important qu'avec 10kVa; on est a +/- 227V en B et +/- 220v en A, tout va bien.
Il est 20H00. Dans l'habitation B, tout est calme, la famille est au salon devant la TV. La consommation passe a 1kVA alors que l'habitation A est toujours en effervescence a 6 kVA.
Le graphique laisse apparaitre la meme chute de tension pour A ; on est toujours a +/-220v alors que la chute de tension pour B diminue; on remonte a +/- 238V.
Il est 22h00. Rien ne change dans l'habitation B mais dans l'habitation A, la consommation diminue pour passer a 1 kVA.
Le graphique laisse apparaitre des chutes de tension plus faible pour A; on remonte a +/-230V
Il est minuit, tout le monde est au lit dans les 2 habitations et plus aucune consommation.
Le graphique est "plat", plus aucune chute de tension et on retrouve la tension en sortie de tfo de la cabine +/- 245v en A et en B.
Il est 09H00, l'habitation A dort toujours alors que tout le monde est debout dans l'habitation B. Sa consommation est de 6KVA.
Le graphique reste plat pour A alors que la tension chute a cause de la chute de tension en ligne pour B, on a +/- 227V
Il est 11H00, l'habitation A fait toujours la grasse matinee, l'habitation B consomme toujours 6 kVA mais le soleil tape fort ! son installation photovoltaique produit 6kVA. Comme la consommation de A correspond a sa production, le courant absorbe sur le reseau est nulle. Ce courant etant nulle, il n'y a pas de chute de tension en reseau !
Le graphique est donc plat autant pour A que pour B, avec +/- 245v comme tension en A et B
il est 12H00, les occupants de l'habitation A sont reveillés et ils consomment 6kVA. Rien ne change pour l'habitation B, elle consomme 6 kVA mais en produit 6 egalement.
Le graphique de A montre la chute de tension dans le reseau les alimentant alors que le graphique de B est toujours plat.
il est 14h00, les occupants de l'habitation B quittent la maison, leur consommation tombe a zero mais l'install PV continue a produire ses 6 kVA. L'habitation A consomme toujours 6 kVA.
Le graphique de B montre que rien n'a change puisqu'il consomme toujours ses 6 kVA. Par contre, probleme pour la production PV de B ! L'onduleur se met en alarme et l'install ne produit plus rien !!!
L'explication est simple ! Pour pouvoir pousser l'energie produite sur le reseau jusqu'à la cabine pour etre consommee par A, l'onduleur doit monter en tension pour vaincre la chute de tension qu'il engendre sur le reseau jusqu'à la cabine ! Comme la reference tension reseau est liee au transfo de la cabine, il monte et finit par atteindre le niveau critique des +10% de 230V et decroche …
Il est 15H00, la consommation de A retombe a zero. L'onduleur est toujours en rade car des qu'il depasse le seuil des 10%,il se met en alarme et coupe sa production.
L'habitation A ne consommant plus, l'energie produite par le PV est obligee de remonter sur le reseau MT ce qui remonte encore de qlq volts la tension cabine et donc la tension a atteindre par l'onduleur diminuant encore un peu plus la production injectable sur le reseau.
Les situations reprises ci-dessus ne sont pas de la fiction et sont volontairement simplifiees pour etres explicites. C'est la verite vraie que le distribution vit depuis environ 2-3 ans en Belgique. Et cette nouvelle saison qui arrive va "lancer" sur le reseau les milliers et milliers de PV installees cet hiver qui n'attendent que le soleil pour "debiter" sur le reseau BT, s'en deconnecter par sortie du plan de tension pour celles qui rencontrent les conditions hors limites … et voir leurs proprietaires debouler chez le distributeur en l'accusant de tout les maux de la terre ! Merci a nos politiques "bien pensants" !
Vous aurez compris que "rever" passer d'un reseau evoluant en unidirectionnelle depuis pres de 100 ans a un reseau bidirectionnelle n'est pas realisable sans investir lourdement. Pour passer en bidirectionnelle, il faut imperativement reduire les longueurs de reseau BT et pour ce faire reconstruire une bonne partie du reseau BT en ajoutant des cabines MT, en reposant du reseau MT pour les alimenter, du nouveau reseau BT , … Et c'est maintenant que les questions se posent : Faut-il investir dans un reseau bidirectionnel ? Qui va payer tout cela ? Tous les consommateurs vont-ils accepter de voir le prix du kWh "exploser" pour financer quelques producteurs PV ? Et ceci ne concerne que le "petit" photovoltaique … je n'ose meme pas vous parler du reseau MT et HT pour accueillir les eoliennes en reseau.
Il y a des choix a faire, ces choix sont simples ! je doutent que nos politiques fassent les bons …
Bien a vous tous
sauf, une précision :
