Photovoltaïque raccordé au réseau
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Le photovoltaïque raccordé au réseau est constitué de systèmes de production d'électricité photovoltaïque qui peuvent être centralisés (centrale solaire photovoltaïque) ou décentralisés (toits de maisons individuelles, de mairies, de granges, etc.).
On parle de photovoltaïque raccordé au réseau par opposition au photovoltaïque hors réseau qui peut être soit autonome, avec des batteries d'accumulateurs, soit hybride avec des batteries d'accumulateurs et une source d'énergie auxiliaire (Groupe électrogène, éolienne, turbine hydraulique).
Ces systèmes sont constitués de modules solaires photovoltaïques reliés entre eux (en série et en parallèle) et branchés sur un ou plusieurs onduleurs eux-mêmes connectés au réseau de distribution ou de transport d'électricité.
Les systèmes photovoltaïques raccordés au réseau constituent la plus grande partie des installations photovoltaïques dans le monde : en 2018, la capacité photovoltaïque mondiale installée est estimée à 464 GWc, en progression de 100 GWc pour l'année 2018[1]. Les installations au sol de forte puissance contribuent largement à ces chiffres[2].
Les modules photovoltaïques sont habituellement installés face au sud dans l’hémisphère nord, sur des toitures industrielles ou agricoles, sur des terres non valorisables... Ils peuvent également être « intégrés » à la structure d'un bâtiment neuf en façade, brise soleil ou toiture.
Options de raccordement
La production peut être utilisée de différentes manières :
- Autoconsommation totale
- La production électrique est consommée sur place par les appareils en cours de fonctionnement (autoconsommation). Si la production instantanée excède la consommation instantanée, l'excédent est injecté au réseau sans être comptabilisé ;
- Comptage réversible
- La production électrique est consommée sur place par les appareils en cours de fonctionnement (autoconsommation). Si la production instantanée excède la consommation instantanée, l'excédent est injecté dans le réseau et fait reculer (tourner à l'envers, pour les compteurs électromécaniques) le compteur électrique. Cette solution n'est plus utilisée car elle est incompatible avec les nouveaux compteurs électroniques ;
- Injection du surplus
- La production électrique consommée sur place par les appareils en cours de fonctionnement (l'autoconsommation) n’est pas comptabilisée par le compteur de production, mais vient réduire le décompte de la consommation. Seul le surplus de la production par rapport à la consommation instantanée est vendu ;
- Injection de la totalité
- L’intégralité de la production est injectée dans le réseau et vendue. Un point de branchement spécifique à la production est alors créé par le gestionnaire du réseau. Toute la consommation est par ailleurs comptabilisée par le compteur de consommation existant, comme dans tous bâtiments raccordés au réseau.
Procédures administratives
Elles sont obligatoires et doivent formaliser le raccordement au réseau d’une installation de production photovoltaïque. La lourdeur et le changement incessant de ces démarches sont un frein majeur au développement des marchés nationaux de certains pays (Italie, France)[réf. nécessaire]. En Suisse, dès 2016, une nouvelle loi sur l'énergie 730.0, suivie de son ordonnance ont conduit à une évolution du dispositif d'encouragement des énergies renouvelables[3]. Une demande aux autorités fédérales ouvre la possibilité d'une participation financière de la Confédération[4].
Aspects techniques
Le propriétaire du système, premier bénéficiaire de l’électricité produite
L'électricité emprunte toujours préférentiellement le chemin de moindre résistance électrique. Le propriétaire du système, si des appareils électriques sont en fonctionnement chez lui, ou ses voisins les plus proches, reçoivent a priori une part importante (mais pas exclusive) de l'énergie produite, sans influence significative de la présence ou non d'un compteur électrique sur le chemin. Seule la résistance (modeste) du compteur intervient. En revanche le choix de l'option d'injection sur le réseau n'intervient pas.
Normes d’installation et de branchement divers
Des normes plus ou moins contraignantes selon les pays existent. La plupart des onduleurs vendus en Europe sont conçus pour respecter les normes et obligations de branchement allemands, du fait du développement du photovoltaïque raccordé en Allemagne. Ces normes et exigences ont souvent été reprises par les gestionnaires de réseaux distributeurs d’autres pays d’Europe. Pour les installations photovoltaïques raccordées au réseau, les onduleurs doivent être conformes à la norme DIN VDE 0126 1.1 (Allemagne, France…) ou bénéficier d’une certification par un laboratoire agréé (Royaume-Uni, G77). Quant aux modules photovoltaïques, les normes à respecter en France sont les suivantes : CEI 61215 (type cristallin) et CEI 61646 (type couche mince). Pour le dimensionnement des composants, il convient de distinguer la partie continue CC (en amont de l'onduleur) et la partie alternative CA (en aval de l'onduleur). Les textes en vigueur sont le guide de l'UTE C15-712-1 pour la partie CC et la norme française NF C 15-100 pour la partie CA[5].
L’entretien d’un système raccordé au réseau
Le système photovoltaïque raccordé au réseau est le système d’énergie renouvelable dont l’exploitation technique est la plus simple car aucune maintenance préventive n’est nécessaire. L’injection de l’électricité produite sur le réseau ainsi que l’alimentation des consommations du site se font automatiquement. Sauf exception (site industriel enfumé ou empoussiéré), le nettoyage des capteurs est réalisé naturellement par le vent et la pluie. Une simple surveillance permet de détecter d'éventuelles pannes du système. Il faut néanmoins prévoir le remplacement de l'onduleur qui a, en moyenne, une durée de vie de 8 à 12 ans[6].
