Comment dimensionner un système couplé au réseau avec les onduleurs Sungrow?

La marque d’onduleurs chinoise SUNGROW est considérée aujourd’hui selon les spécialistes du secteur photovoltaïque comme la marque qui assure l’investissement solaire le plus rentable au niveau mondial. Parmi les éléments qui font la rentabilité de cette marque, on peut citer :

- - - La faible tension de démarrage (la plus faible par rapport aux autres onduleurs, qui assure une productivité même avec des faibles intensités de rayonnement solaire)
    - La récupération PID au niveau des panneaux permet de garder l’efficacité des panneaux et réduire la dégradation au niveau des cellules.
    - Le prix (par rapport aux options et aux configurations de l’onduleur de la marque Sungrow, le prix reste meilleure par rapport aux autres marques qu’on trouve dans le marché

Pour dimensionner une solution couplée au réseau avec la marque Sungrow, il faut suivre les étapes suivantes:

1- Collecte des données du site :

1.1 . Besoin Énergétique :

Le besoin énergétique dans le cas d’un système d’énergie solaire photovoltaïque c’est la consommation électrique du client, il est préférable de collecter les factures de la consommation énergétique d’une année (année de référence avec une consommation normale).

- - - Le prix de l’énergie électrique varie selon le fournisseur et le type de contrat (domestique, commercial, industriel ou agricole)
    - Il faut séparer la quantité d’énergie consommée pendant la journée avec celle de la nuit, si les factures ne montrent pas la consommation par rapport aux fuseaux horaires, il faut d’abord discuter avec le client et faire une estimation selon le type des appareils existants. (il vaut mieux conseiller la sobriété énergétique au client, et lui proposer de gérer son utilisation selon la productivité des systèmes d’énergie solaire – en général, les systèmes Photovoltaïques sont productifs pendant la journée et surtout de 10h à 15h)
    - On peut diviser la solution Sungrow en deux parties, une solution Hybride (avec stockage d’énergie) et une solution On-grid (sans stockage)
    - Il faut prendre en compte que les solutions à proposer vont être des solutions d’autoconsommation, avec une limitation en injection, donc le type du compteur électrique est très important – Dans le cas d’un compteur bidirectionnel, il faut rajouter un Smart-meter pour assurer le Zéro-export (la limitation).

Remplir un tableau de ce genre

Mois

Consommation en kWh

Consommation dans la journée

Consommation dans la nuit

Montant de facture

1.2 . Données météorologiques :

Il existe plusieurs sites et plateformes pour trouver les données météorologiques du site (Retscreen, PVsyst, PVsol, Archelios, NASA …).

- - - Il faut choisir une source fiable, la plupart des plateformes ont une fiabilité régionale
    - Il faut toujours choisir une plateforme ou logiciels qui appartiennent à des laboratoires avec des stations météorologiques locales et qui sont agréés par les centres de recherche.
    - Masen possède aussi une plate-forme pour les données météorologiques.
    - PVsyst, Archelios ont des données juste pour la région Méditerranée.

1.3 . Espace disponible pour l’installation du champ Photovoltaïque :

L’espace disponible peut être mesuré sur site ou par google map.
Il faut aussi prendre en considération les obstacles existants (Cheminée, Murs, Arbres, Machines …)

Pour limiter le problème de l’ombrage il faut utiliser la formule suivante.

Il faut que la distance D soit supérieure à 3x le hauteur de l’obstacle.
Exemple : on considère une superficie (sans obstacle) de (10m /10m plein sud) pour une inclinaison de 26 degrés pour les panneaux, le calcul de la surface disponible est le suivant :

– Surface Disponible = 10 x { 10 / [1 + (3xTan(26)) ] } = 40,60m2

– La surface des panneaux solaires en considérant l’inclinaison = Surface disponible / cos (26) = 45m2

2- Dimensionnement :

2.1 . Calcul du champ photovoltaïque

Calcul de la puissance crête (il vaut mieux dimensionner par rapport au mois favorable en solaire)

Puissance Crête = Consommation (Wh/mois) / [Irradiation (kWh/m²/mois) x Rendement du système]

Pour le raccordement au réseau: Rendement du système est (entre 0,75 et 0,9)

Pour une solution hybride il faut considérer la consommation totale par contre pour un système on-grid sans stockage, il faut considérer la consommation pendant le jour.

Pour des régions où il est possible d’injecter dans le réseau, on peut rajouter le pourcentage de l’énergie autorisée.

Exemple :

Pour cet exemple, on peut voir la productivité pour 2 quantités de puissance dimensionné pour 2 mois différents (5kWc pour le mois d’Avril, 10kWc pour le mois de juin)

Il faut toujours choisir un optimum pour ne pas avoir une surproductivité (pour les solutions PV, on ne peut jamais avoir une couverture de 100%, le facteur de simultanéité est toujours inférieur à 1. Même si on multiplie la puissance installée.

2.2 . Calcul de la puissance d’installation et choix de matériels.

Après avoir calculer la puissance crête, on peut choisir notre onduleur selon le type de la solution choisie en suivant les étapes:

2.2.1. Onduleur :

Selon le type du réseau électrique on peut choisir le type de l’onduleur par rapport à la tension de sortie :

220V-50Hz pour un réseau monophasé

380V-50Hz pour un réseau triphasé

Pour notre cas (tableau précédent) le SG5.0RT est le bon choix de l’onduleur Sungrow en considérant que le client a un réseau électrique triphasé

On peut aussi choisir un onduleur d’une puissance supérieure si on veut augmenter la puissance dans le futur.

Remarque : le Nominal AC power est la puissance de sortie de l’onduleur, même-si la puissance d’entrée peut être supérieure de 50%.

Pour les régions où l’ensoleillement peut dépasser 900 W/m2 et pour assurer un meilleur rendement de l’installation, il faut que la puissance crête ne dépasse pas la puissance de l’onduleur d’à peu près 15%.
(pour les moments forts en ensoleillement, l’onduleur peut assurer sa puissance maximale et il va dégager l’excès de l’énergie en chaleur, cela impactera le rendement de l’onduleur et on aura un risque de l’endommager.

2.2.2. Panneaux Photovoltaique

Après notre choix de l’onduleur, on doit vérifier le nombre d’entrées et les MPPT (pour SG5RT on a 2 MPPT et une entrée par MPPT cela veut dire qu’on peut brancher 2 strings -chaînes- dans la partie DC de l’onduleur).

Sur la fiche technique de l’onduleur, on doit vérifier le courant d’entrée DC, pour notre cas c’est 12,5 A (16A en Court-Circuit) par entrée, cela nous aidera pour choisir la configuration des panneaux qui peuvent être adaptés à notre installation.

Le voltage MPP des onduleurs Sungrow et selon la fiche technique est entre 160 V et 1000V mais par contre on doit choisir le nombre de panneaux par String de façon à avoir une tension proche de 600V. (les onduleurs Sungrow peuvent accepter une tension Voc des panneaux jusqu’à 1100 V (pour atteindre cette valeur il faut prendre en considération le type des connecteurs et les éléments de protection)

Selon les indications sur la fiche technique de l’onduleur (Vmpp = 160 a 1000V) et (start-up Voltage = 180V) on peut calculer le nombre maximum et minimum des panneaux par string:

Nombre maximum des panneaux par string = Vmpp Max Onduleur / Vmp Panneaux
Nombre minimum des panneaux par string = Start-up voltage / Vmp Panneaux

Il faut prendre en compte l’effet de température sur la tension des panneaux selon les conditions climatiques du site.

Selon les indications (Isc = 16A) et (Imp=12,5) pour chaque entrée de l’onduleur, on doit choisir le nombre des chaînes pour que le courant pour chaque MPPT ne dépasse pas les valeurs sur la fiche technique.

Remarque:

Pour chaque MPPT il faut que le nombre des panneaux pour les entrées soit identique.

Sur la fiche technique des panneaux, on doit faire attention au courant Imp et Isc, dans notre cas, le courant Isc max est de 11,78 A (Pour l’onduleur c’est 16 A par chaîne) pour le Imp c’est 11,16 A (pour l’onduleur c’est 12,5 A par chaîne)

Donc, les 7 configurations des panneaux peuvent servir pour notre solution sauf qu’il faut utiliser une seule chaîne par MPPT. (on va choisir pour notre cas les panneaux 455 Wc)

Retournant à l’équation pour calculer le nombre de panneaux par chaîne pour notre cas :

Nmin = 180 / 41,3 = 4,35 (5 Panneaux)

Nmax = 1000 / 41,3 = 24,21 (24 Panneaux)

Le nombre idéal des panneaux doit assurer une tension pas loin du voltage nominal (600V)

Recap pour notre exemple :

Puissance crête de l’installation : 5 kWc

Onduleur : SG5RT (Input Max = 7,5kWc / Isc Max = 16A par Chaine / Vmp = 600V)

Panneaux : CS3W-455Wc (Vmp = 41,3V / Voc = 49,3V / Imp = 11,02A / Isc = 11,66A

Calcul du nombre de panneaux:

Np = Puissance crête / Puissance de panneau

Np = 5000 / 455 = 11 Panneaux

Surface du Champ PV = 24 m2

Informations sur le champs PV avec 11 panneaux de 455 Wc :

Vmp = Np x Vmp = 454,3 V
Isc = 11,66 A

2.2.3. Accessoires :

Pour assurer la communication de l’installation avec la plateforme iSolarCloud, une clé Winet-S est livrée avec les onduleurs Sungrow de type SG..RS / SG..RT / SH..RS / SH..RT.

Pour la gamme C&I, l’élément de communication doit être dimensionné selon le tableau :

Winet-S :

- - - Un module Winet-S par onduleur
    - Possibilité de connecter plusieurs modules par installation via iSolarCloud

EyeM4 :

- - - Jusqu’à 10 appareils
    - 3 LEDs
    - Communication 4G & WiFi

COM100E

Pour assurer la limitation en injection, il faut rajouter un smart-meter. Dans ce tableau, vous trouverez la liste des smart-meters compatible avec les onduleurs Sungrow

Smart-Meter

Onduleurs

CTs

S100	SG..RS SH..RS	CT dans le packaging du Smart-Meter
DTSU666 (80)A & DTSD 1352 (80)A	SG..RT SH..RT	CT intégrés
DTSU666 (6)A & DTSD1352 (6)A	SG..RT SH..RT SG..CX	IPD CTME-3 Series for Single Turn Primary a. 150A, CTME3150 b. 200A, CTME3200 c. 300A, CTME3300 d. 400A, CTME3400 e. 500A, CTME3500 SOCOMEC TCA 21/TCA14 SERIES a. 75A, TCA21-75/5 b. 80A, TCA21-80/5 c. 100A, TCA21-100/5 d. 125A, TCA21-125/5 e. 150A, TCA21-150/5 f. 200A, TCA21-200/5 SOCOMEC TCB 18 – 20 SERIES a. 100A, 192T3310 b. 150A, 192T3315 c. 200A, 192T3320 d. 250A, 192T3325

Pour les onduleurs hybrides, les smart-meters sont inclus dans la packaging

Pour choisir le bon câblage et les bons accessoires de protection, veuillez consulter le manuel d’installation.

Conclusion :

Dans une installation solaire, l’élément le plus important à prendre en considération pour faire un bon dimensionnement (On-grid ou Hybride) c’est la collecte de données et le calcul de la consommation avec la considération des données météorologiques du site. Un choix optimal de puissance à installer (Pas trop élevée pour ne pas avoir une surproductivité, pas trop faible pour avoir une bonne couverture) assure un retour sur investissement rapide.

Après le choix de la puissance de l’onduleur, le choix des panneaux se fait selon la fiche technique.

Prochainement, Solarity va partager avec vous les résultats de nos installations pour voir la compensation réelle de la consommation électrique par les solutions Sungrow. Nous resterons toujours à votre disposition pour vous assister dans vos projets, et nous mettons nos supports et nos matériels à votre disposition. Contactez Nous :

Technical Support : M. Abdellah LHANNAOUI – +212 666 215 611 – abdellah.lhannaoui@solarity.ma

General : +212 666 393 422 – info@solarity.ma

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