Partie B - Raccordement et choix des onduleurs · Bac STI2D Ingénierie, Innovation et Développement Durable Métropole remplacement - EE 2024

Mise en situation

Les centrales photovoltaïques terrestres sont actuellement bien répandues en France, mais les centrales photovoltaïques flottantes sont encore peu installées.

Dans le cadre du projet de parc photovoltaïque flottant de Saint-Élix-le-Château, les caractéristiques des modules photovoltaïques sélectionnés sont les suivantes:

Caractéristiques techniques des modules sélectionnés

Type de cellules · Silicium monocristallin

Puissance unitaire · Entre 380 et 430 Wc

Longueur · 2 m

Largeur · 1 m

Caractéristiques techniques de l'installation

Nombre · Environ 30 590

Surface des panneaux photovoltaïques · Environ 6,8 ha

Surface de l'ensemble de la zone photovoltaïque · Environ 12 ha

La conception du projet a été faite sur la base de panneaux permettant d'obtenir une puissance allant de 11 à 13 MWc pour l'ensemble du parc photovoltaïque flottant.

Câblage des structures flottantes

Tous les câbles issus d'un groupe de panneaux sont reliés à une boîte de jonction, pour ensuite rejoindre le poste de transformation, via des groupes de câbles. Les câbles haute tension en courant alternatif partant du poste de transformation transportent le courant jusqu'au réseau public de distribution d'électricité via le poste de livraison.

Il existe différents câbles au sein d'un projet photovoltaïque:

les câbles DC transportant l'énergie produite par les modules vers les onduleurs;

les câbles AC transportant l'énergie des onduleurs aux transformateurs, puis vers le poste de livraison.

Le principe de câblage est identique aux systèmes installés au sol. La différence principale est que les câbles DC sont en contact avec de l'eau. En conséquence, le revêtement utilisé est étanche et inaltérable.

Les postes de transformation

En amont du poste de transformation, les modules sont connectés entre eux en série. Chaque série de modules est appelée string, les strings convergent jusqu'aux blocs de jonctions. Généralement un bloc de jonctions comporte 16 strings. Les blocs de jonctions permettent de réduire le nombre de câbles allant des modules vers les onduleurs. Les onduleurs permettent de convertir le courant continu en courant alternatif.

Afin de réduire les pertes lors du transport d'électricité, la tension du système est élevée à la tension du réseau via un transformateur. Cette tension est de 20 kV dans le cas du projet de parc photovoltaïque de Saint-Élix-le-Château.

Les postes de transformation sont des locaux spécifiques comprenant les onduleurs, les transformateurs BT/HTA, et les cellules de protection.

La centrale photovoltaïque nécessite l'utilisation de 7 postes de transformation (onduleurs/transformateur), afin de collecter l'électricité produite par les modules photovoltaïques. Ils sont situés à l'Est du lac du site.

Partie B: quel type d'onduleur et quelle association choisir pour raccorder la centrale au réseau de distribution ?

L'objectif de cette partie est de choisir la structure de raccordement des panneaux photovoltaïques et des onduleurs.

Question B.1

Déterminer le nombre de panneaux photovoltaïques (référence SPR-MAX3-425) à associer pour obtenir une puissance crête de 13 MW (arrondir à la valeur entière supérieure).

Question B.2

Déterminer le nombre de panneaux photovoltaïques à placer dans une ligne pour obtenir 560 V.

Pour la suite, le nombre de panneaux photovoltaïque retenu sera de 30 592.

Question B.3

Déterminer le nombre de lignes que comprend cette installation.

Question B.4

Relever, dans la mise en situation, le nombre de postes de transformation.

Déterminer la puissance crête théorique de chaque poste de transformation. La puissance totale sera répartie au mieux sur chaque poste de transformation.

Question B.5

Sélectionner un conteneur (onduleurs+transformateur) et relever le nombre d'onduleurs et la puissance maximale d'un conteneur (Document technique DTS3).

Question B.6

Justifier le choix de la référence SUNSYS P100TL pour les onduleurs de ce conteneur à l'aide des documents techniques DTS3 et DTS4.