Connexion de votre système solaire au réseau électrique
Un système photovoltaïque connecté au réseau est un système où les panneaux photovoltaïques sont reliés au réseau électrique via une unité d’inverter, ce qui leur permet de fonctionner en parallèle avec le réseau électrique public.
Dans le tutoriel précédent, nous avons examiné comment un système PV autonome utilise des panneaux photovoltaïques et des batteries à cycle profond pour stocker son énergie solaire, fournissant un système d’énergie solaire totalement autonome. Cependant, ce type de système solaire fonctionne bien tant qu’il y a suffisamment de rayonnement solaire pendant la journée pour recharger les batteries à utiliser pendant la nuit.
Les systèmes solaires autonomes sont des systèmes PV fixes ou portables qui ne sont pas connectés à un réseau électrique local, car ils sont généralement utilisés dans des zones reculées et rurales. Cela signifie généralement que les appareils électriques se trouvent loin de la source d’alimentation fixe la plus proche, ou que le coût d’extension d’une ligne électrique depuis le réseau local peut être très élevé.
Cependant, ces dernières années, le nombre de maisons alimentées par l’énergie solaire et connectées au réseau électrique local a considérablement augmenté. Ces Systèmes PV Connectés au Réseau possèdent des panneaux solaires qui fournissent une partie, voire la majorité, de leurs besoins en énergie pendant la journée, tout en restant connectés au réseau électrique local durant la nuit.
Les systèmes photovoltaïques alimentés par l’énergie solaire peuvent parfois produire plus d’électricité que ce qui est réellement nécessaire ou consommé, surtout pendant les longs mois d’été. Cet excédent d’électricité est soit stocké dans des batteries, soit, comme dans la plupart des systèmes photovoltaïques connectés au réseau, renvoyé directement dans le réseau électrique.
En d’autres termes, les maisons et bâtiments utilisant un système PV connecté au réseau peuvent satisfaire une partie de leurs besoins en énergie avec de l’énergie solaire tout en continuant à utiliser de l’électricité provenant du réseau électrique normal durant la nuit ou lors de jours nuageux ou pluvieux, offrant les meilleurs avantages des deux mondes. Dans les systèmes PV connectés au réseau, l’électricité circule en va-et-vient entre le réseau principal selon les conditions d’ensoleillement et la demande électrique réelle à ce moment-là.
Dans un système PV connecté au réseau, également connu sous le nom de système « relié au réseau » ou « sur réseau », les panneaux solaires PV sont électriquement connectés au réseau électrique local qui renvoie l’énergie électrique vers le réseau.
L’avantage principal d’un système PV connecté au réseau est sa simplicité, ses coûts d’exploitation et d’entretien relativement bas ainsi que ses factures d’électricité réduites. L’inconvénient, c’est qu’un nombre suffisant de panneaux solaires doit être installé pour produire la quantité d’énergie excédentaire requise.
Puisque les systèmes connectés au réseau renvoient leur énergie solaire directement au réseau, des batteries de secours coûteuses ne sont pas nécessaires et peuvent être omises de la plupart des conceptions connectées au réseau. De plus, comme ce type de système PV est connecté en permanence au réseau, la consommation d’énergie solaire et les calculs de dimensionnement des panneaux solaires ne sont pas nécessaires, offrant une large gamme d’options permettant d’avoir un système aussi petit que 1,0 kWh sur le toit pour aider à réduire vos factures d’électricité, ou un plus grand système monté au sol assez large pour virtually éliminer complètement vos factures d’électricité.
Compteurs à net de réseau connecté
Connecter plusieurs panneaux solaires ensemble pour créer des systèmes plus grands afin de les relier directement au réseau électrique vous permet de bénéficier de l’un des aspects les plus avantageux de la production de votre propre électricité : Le Mesurage Net ou Facturation Nette. Si, pendant une journée ensoleillée, votre système solaire PV produit plus d’électricité que vous n’en consommez, cet excédent d’électricité solaire est renvoyé au réseau électrique, entraînant une rotation de votre compteur électrique dans le sens inverse. Lorsque cela se produit, vous recevrez généralement des crédits de la part de la compagnie d’électricité locale pour les montants d’électricité produits par votre système PV connecté au réseau.
Si, pendant la période de facturation, vous consommez plus d’énergie électrique que vous ne générez, vous êtes facturé pour le « montant net » d’électricité consommée comme vous le seriez normalement. Si, toutefois, vous générez plus d’énergie solaire que vous ne consommez, vous recevrez des crédits pour le « montant net » d’électricité générée, ce qui peut se traduire par une réduction de votre facture d’électricité mensuelle ou un remboursement direct à vous ou au titulaire du compte.
Lors de l’installation d’un système PV, si le mesurage net est disponible auprès de votre compagnie d’électricité locale, il se peut que vous deviez installer un nouveau deuxième compteur électrique au lieu d’utiliser un seul compteur qui tourne dans les deux sens. Ce nouveau compteur permet de mesurer la consommation nette d’énergie, tant entrant que sortant du système, et serait utilisé pour réduire votre facture d’électricité. Cependant, chaque compagnie d’électricité a sa propre politique concernant le rachat de l’énergie générée par votre propre petite centrale solaire.
Bien que le mesurage net soit le moyen idéal de revendre votre excès d’énergie solaire générée, certaines entreprises rachètent l’énergie à un tarif de gros inférieur à l’électricité que vous consommez de la même compagnie d’électricité. Cela signifie que vous devrez peut-être générer plus d’énergie solaire que vous ne le feriez normalement pour tout juste équilibrer.
Système PV connecté au réseau simplifié
Les systèmes PV connectés au réseau ont toujours un lien avec le réseau électrique public via un inverter adapté, car un panneau photovoltaïque ou un ensemble de panneaux (multiples panneaux PV) ne délivre que du courant continu (CC). En plus des panneaux solaires, les composants supplémentaires qui composent un système PV connecté au réseau par rapport à un système PV autonome sont :
-
Inverter – L’inverter est la partie la plus importante de tout système connecté au réseau. L’inverter extrait autant d’électricité CC (courant continu) que possible du parc photovoltaïque et le convertit en électricité CA (courant alternatif) propre à la bonne tension et fréquence pour l’alimenter dans le réseau ou pour fournir des charges domestiques.
Il est donc important de choisir la meilleure qualité d’inverter possible pour le budget alloué, car les principales considérations dans le choix d’un inverter connecté au réseau sont : Puissance – Maximum de puissance en haute et basse tension que l’inverter peut gérer et Efficacité – À quelle vitesse l’inverter convertit l’énergie solaire en énergie CA. -
Compteur électrique – Le compteur électrique, également appelé compteur kilowattheure (kWh), est utilisé pour enregistrer le flux d’électricité vers et depuis le réseau. Des compteurs kWh jumelés peuvent être utilisés, un pour indiquer l’énergie électrique consommée et l’autre pour enregistrer l’électricité solaire envoyée au réseau.
Un seul compteur bidirectionnel kWh peut également être utilisé pour indiquer le montant net d’électricité prélevé du réseau. Un système PV connecté au réseau ralentira ou arrêtera le disque en aluminium du compteur électrique et pourra le faire tourner à l’envers. On fait généralement référence à cela comme mesurage net. -
Panneau de disjoncteurs CA et fusibles – Le panneau de disjoncteurs ou le tableau de fusibles est le type normal de tableau de fusibles fourni avec une alimentation électrique domestique et installation, à l’exception des disjoncteurs supplémentaires pour les connexions d’inverter et/ou de filtre. -
Interrupteurs de sécurité et câblage – Un parc photovoltaïque produira toujours une tension de sortie au soleil, donc il doit être possible de le déconnecter de l’inverter pour l’entretien ou les tests. Des interrupteurs d’isolement rated pour la tension et le courant CC maximum du parc et des interrupteurs de sécurité de l’inverter doivent être fournis séparément avec un accès facile pour déconnecter le système.
Les autres caractéristiques de sécurité exigées par la compagnie d’électricité peuvent inclure la mise à la terre et des fusibles. Les câbles électriques utilisés pour connecter les divers composants doivent également être correctement dimensionnés et classés. -
Le réseau électrique – Enfin, le réseau électrique lui-même auquel se connecter, car sans le réseau de services publics il ne s’agit pas d’un Système PV Connecté au Réseau.
Un système connecté au réseau sans batteries est la configuration solaire la plus simple et la moins coûteuse disponible, et en ne devant pas charger et entretenir des batteries, ils sont également plus efficaces. Il est important de noter qu’un système solaire connecté au réseau n’est pas une source d’énergie indépendante contrairement à un système autonome. Si l’alimentation principale provenant du réseau électrique est interrompue, les lumières peuvent s’éteindre, même si le soleil brille. Une façon de surmonter cela est d’avoir une forme de stockage d’énergie à court terme intégrée dans le design.
Système connecté au réseau avec batteries
Un petit système solaire photovoltaïque qui a des batteries de stockage dans son design fonctionne également en conjonction avec la compagnie d’électricité locale. La demande de pointe à court terme est satisfaite par la batterie sans tirer du réseau et payer le supplément.
Lorsqu’elles sont utilisées dans des systèmes PV connectés au réseau, les batteries de stockage peuvent être classées en stockage à court terme pour quelques heures ou jours pour couvrir les périodes de mauvais temps et en stockage à long terme sur plusieurs semaines pour compenser les variations saisonnières de l’irradiation solaire entre les mois d’été et d’hiver.
Incorporer des batteries dans un système connecté au réseau nécessite plus de composants, est plus coûteux et réduit l’efficacité globale du système. Mais pour de nombreux propriétaires dans des zones reculées qui subissent régulièrement une perte de leur alimentation réseau lors de mauvaises conditions météorologiques ou qui ont des charges électriques critiques qui ne peuvent pas être interrompues, disposer d’une forme de stockage d’énergie de secours dans leur système connecté au réseau peut être un grand avantage.
Système PV connecté au réseau avec stockage par batterie
Nous pouvons donc voir ci-dessus qu’un système PV avec stockage par batterie est essentiellement le même que le précédent système PV connecté au réseau, avec l’ajout des batteries et d’un contrôleur de charge. Le contrôleur de charge de la batterie détermine si l’énergie produite par les panneaux solaires est nécessaire pour un usage domestique, pour faire fonctionner des équipements à basse tension et de l’éclairage, ou si elle sera utilisée pour charger les batteries de secours à cycle profond pour une utilisation ultérieure.
Le courant CC sortant du contrôleur passe par l’inverter CC vers CA, le transformant en électricité utilisable par les appareils ménagers. Tout surplus d’électricité qui n’est pas consommé ou utilisé par la maison peut être envoyé au réseau électrique de la compagnie d’électricité. Il est préférable de faire fonctionner en premier les éclairages et appareils à éclairage CC directement à partir de votre système solaire avant que le courant soit converti en CA par l’inverter. Cela obtene le meilleur rendement.
Vivre avec un système PV solaire connecté au réseau n’est pas différent que de vivre simplement avec le courant électrique normal, sauf que tout ou une partie de l’électricité consommée provient du soleil. Les systèmes solaires photovoltaïques conçus pour la connexion au réseau sont généralement conçus pour répondre à au moins la moitié des besoins électriques d’un propriétaire.
Acheter un ensemble de panneaux photovoltaïques solaires suffisamment grand pour répondre aux besoins électriques de l’ensemble d’une maison serait extrêmement coûteux, le parc solaire occupant un espace important. L’énergie solaire générée par un système connecté au réseau est donc seulement partielle, le reste étant fourni par la compagnie d’électricité.
L’avantage d’un Système PV Connecté au Réseau, que ce soit avec ou sans batteries de stockage, est que lors des journées ensoleillées et dégagées, quand le système photovoltaïque produit de grandes quantités de courant et que la maison consomme peu d’énergie, par exemple, si vous êtes absent de chez vous toute la journée pour travailler, votre système solaire continue de produire de l’électricité.
L’excès d’électricité généré n’est pas perdu, mais renvoyé au réseau électrique pour être utilisé par vos voisins qui, à leur insu, finissent par bénéficier de cette énergie propre et renouvelable tout en générant des bénéfices pour vous grâce à votre arrangement de « mesurage net ».
Dans le prochain tutoriel sur « L’énergie solaire », nous verrons qu’un inverseur solaire peut être utilisé pour transformer les tensions et courants CC d’un panneau solaire typique en une tension CA alternative adaptée à une alimentation directe dans le réseau électrique.