Bulletin numéro 5 | 2011 BULLETIN Page 1 TECHNIQUE Ferme solaire – Considérations techniques par Philippe Lafrenière L l’onduleur(s) pour la construction et la maintenance et les coûts de construction. Il est important de planifier à l’avance la localisation des principales artères du système électrique afin de minimiser les pertes. es fermes solaires au Québec feront peutêtre bientôt partie du décor. Ces centrales solaires photovoltaïques, habituellement d’une capacité de 500KW et plus, comportent plusieurs concepts similaires aux plus petits systèmes résidentiels et commerciaux. Ce bulletin technique vise à démystifier la conception, l’optimisation et l’installation d’une centrale solaire photovoltaïque. Quantité d’onduleurs Il est également important d’établir tôt dans le projet la stratégie qui sera utilisée quant à la quantité d’onduleurs. Il existe deux stratégies, la première consiste à utiliser un seul onduleur central, la seconde consiste à utiliser plusieurs petits onduleurs. De façon générale, lorsque le type de modules utilisés, l’orientation et l’inclinaison des modules sont le même, les concepteurs privilégient l’utilisation d’un seul onduleur central. Malgré cela, il y a un certain nombre de compromis que l’on doit examiner lorsque vient le temps de choisir entre un seul onduleur et de multiples onduleurs. Voici les principaux critères : Le champ photovoltaïque d’une ferme solaire sera composé de plusieurs boucles ayant entre 10 et 15 modules branchés en série. Le nombre exact de modules, y compris la quantité de modules en série et la quantité de boucles, sera en fonction des caractéristiques électriques des modules, la tension et l’ampérage d’entrée de l’onduleur et les températures ambiantes du site. Dans un système bien conçu, le champ photovoltaïque et l’onduleur seront choisis de façon à ce que la tension de fonctionnement du champ, le courant et la puissance soient à l’intérieur de la plage de fonctionnement de l’onduleur en tout temps. Le coût initial et le coût d’installation : Celuici est toujours plus élevé lorsque l’on adopte la stratégie des onduleurs multiples. Fiabilité : La défaillance d’un seul onduleur lorsque celui-ci est unique causera une perte totale de production d’énergie. Localisation de l’onduleur(s) Il est important d’établir tôt dans le projet l’emplacement du point d’interconnexion et de s’assurer qu’il n’y a pas une contrainte de capacité sur le réseau électrique existant. Si le point d’interconnexion est situé dans un coin du site, est-il plus avantageux que l’onduleur(s) soit situé à proximité, ou est-il plus avantageux de localiser l’onduleur(s) au centre du site? Pour répondre à cette question, il faut considérer différents facteurs tels que la chute de tension du côté CC et AC, l’accessibilité à Précision du MPPT : La précision du MPPT de l’onduleur sera plus basse si celui-ci est unique puisqu’il devra faire un compromis entre tous les modules du champ PV. Débalancement de phase : La conception d’un système solaire avec plusieurs onduleurs doit tenir compte du débalancement de phase. Différentes méthodes sont utilisées pour réduire ce phénomène. Philippe Lafrenière Président T 819.729.0450 [email protected] www.vision-solaire.com Page 2 Bulletin numéro 5 | 2011 Orientation du champ PV : L’utilisation de plusieurs onduleurs permet d’avoir des champs PV avec différentes orientations et inclinaisons. il sera nécessaire d’ajouter un autre moyen de sectionnement au point d’interconnexion. Boîte de combinaison La stratégie concernant la quantité et la disposition des boîtes de combinaison dépend entièrement de la configuration du site, du champ PV et du système électrique. Leurs emplacements devraient faciliter la maintenance, permettre une sortie facile vers les tranchées et minimiser les chutes de tension dans le système. Localiser au même endroit les boîtes de combinaison avec leurs sectionneurs CC augmente la sécurité et facilite l’entretien. Flexibilité du champ PV : L’utilisation de plusieurs onduleurs permet d’avoir des champs PV composés de différents modules avec différentes configurations. Suivi des performances et maintenance: L’utilisation de plusieurs onduleurs permet de suivre plus facilement la performance de différente région du champ PV pour en faire l’analyse. Ceci permet, en autre, de faire des essais avec différentes technologies. Cette stratégie permet également de localiser plus rapidement une faute dans le système électrique. Disposition des rangées Une étude d’optimisation sera nécessaire pour déterminer l’angle d’inclinaison et l’espacement entre les rangées dans le champ PV. Il y a un compromis à faire entre l’angle d’inclinaison optimale, qui permettrait une plus grande production annuelle et l’espace supplémentaire nécessaire pour empêcher l’auto-ombrage entre les rangées. Un angle d’inclinaison élevé nécessitera un espace entre les rangées plus grandes, par contre, cet angle d’inclinaison élevé facilitera le dégagement de la neige. Charge de l’onduleur Il est important de garder en tête, lors du choix de la stratégie pour les onduleurs, que ceux-ci devront être chargé entre 100% et 120%, idéalement. Ultimement, cette règle s’assure que : • L’énergie provenant du champ PV n’est jamais coupée par la capacité maximale de l’onduleur; • L’onduleur fonctionne dans sa plage optimale; • L’investissement ($/Watt) est optimisé. Plusieurs autres critères de conceptions visant les fermes solaires photovoltaïques devront être traités dans un futur bulletin technique, notamment les fondations et les supports pour les modules. Sectionneur CC La plupart des manufacturiers intègrent un sectionneur CC à l’intérieur ou à l’extérieur de l’onduleur pour en faire la maintenance. Il est à noter que les sectionneurs intégrés ne sont pas tous « load-break », donc incapable de couper la charge nominale de l’onduleur. Dans ce cas, il est important que l’onduleur soit à l’arrêt avant d’ouvrir le sectionneur. Pour la maintenance dans le champ PV, une bonne pratique est d’utiliser plusieurs sectionneurs CC. Sectionneur AC Bien que l’onduleur intègre un sectionneur AC, Philippe Lafrenière Président T 819.729.0450 [email protected] www.vision-solaire.com