Soutenance mémoire
Calcul de la production d’énergie d’une installation photovoltaïque
La conception de projets photovoltaïques repose en grande partie sur la production d’énergie qui sera produite par l’installation puis injectée dans le réseau. Afin d’estimer au mieux cette production, il est essentiel de réaliser différents documents. Le calepinage, le schéma unifilaire ainsi que le rapport du logiciel PVsyst constituent la base de données de l’installation photovoltaïque. Au cours du stage chez Amarenco construction il m’a été donné l’opportunité de réaliser ces documents pour quelques projets.
Réalisation d’un calepinage
Un calepinage est une représentation graphique 2D de la disposition des panneaux solaires sur une toiture. Il constitue le plan sur lequel sera calculé la quantité de modules qui seront installées sur le site. L’objectif est donc d’installer un maximum de panneaux tout en ne dépassant pas la puissance autorisée et mentionnée dans l’appel d’offre. Afin de maximiser la production d’énergie, il est préférable d’installer un maximum de modules sur le pend Sud du bâtiment. En effet, la toiture orientée au Sud reçoit davantage de rayonnement solaire. Le calepinage permet finalement d’obtenir la puissance totale de l’installation. Pour obtenir cette information il suffit de multiplier le nombre de modules installés par leur puissance.
Dans le cadre de mon stage, il m’a été demandé de réaliser des calepinages de projets de MCD7 et MCD8. Pour certains l’ensemble du calepinage était à produire et pour d’autres seuls les modules étaient à modifier. Afin de réaliser ces calepinages, je disposais du logiciel Autocad, un logiciel de conception assistée par ordinateur que j’ai eu l’occasion de découvrir dans le cadre des cours de 3ème année au sein de Polytech Tours. Dans un premier temps, il est indispensable de tracer le contour de la toiture sous la forme de rectangles, tout en délimitant les différents pends de la toiture. Ses dimensions peuvent être trouvées dans le permis de construire. Si elles n’y sont pas il est possible de les obtenir grâce à des cartes satellites. Ensuite, il faut disposer un maximum de modules sur la représentation des toitures. Les panneaux solaires utilisés dans les différents projets que j’ai eu l’occasion de traiter sont issus de deux fournisseurs différents : Talesun et Voltec. La différenciation des deux modules est d’autant plus importante que leurs dimensions ne sont pas les mêmes. Les panneaux Talesun ont une dimension de 1640×990 cm² et les modules Voltec 1685×1000 cm². Les panneaux sont espacés de 2 cm les uns des autres et un espace d’environ 50 cm est laissé sur chacun des côtés afin d’assurer au maximum la sécurité des monteurs de panneaux tout en y installant des filets de sécurité. Une coupe du bâtiment peut également être réalisée avec le calepinage afin de visualiser plus aisément le bâtiment.
Réalisation d’un schéma unifilaire
Parallèlement aux calepinages, il est nécessaire de réaliser un schéma unifilaire. Ce schéma permet de visualiser l’ensemble des connections électriques du panneau solaire à l’onduleur. Chacune des installations dispose de ce schéma et est utilisée par les électriciens lors du raccordement des modules au local onduleur. Sur ces schémas, on dispose de toutes les informations concernant le nombre de modules, le nombre de chaînes de modules, le nombre et le type d’onduleurs utilisés ainsi que la puissance totale de l’installation. On appelle une chaîne de modules ou un string, un ensemble de panneaux solaires branchés en série. Ces strings sont par la suite branchés en parallèles puis reliés aux onduleurs. Le nombre de chaînes de modules par onduleur varie en fonction du type d’onduleur. En effet, comme il a été expliqué précédemment il existe plusieurs types d’onduleurs qui diffèrent par leur charge maximale (puissance kVa) et donc par leurs nombres d’entrées MPPT. Plus un onduleur est puissant plus il pourra accueillir un nombre de string important. Cependant, leur utilisation doit être optimisée, c’est-à-dire qu’un maximum d’entrées MPPT doit être utilisée afin que l’installation ne soit pas sous-dimensionnée. De manière à surveiller et anticiper ce phénomène, un facteur est calculé pour chacun des onduleurs, il est normalement compris entre 1 et 1.25 pour un fonctionnement idéal. Lors de la réalisation des schémas unifilaires des différents projets traités, le nombre de panneaux solaires par chaînes était modulable, il pouvait varier entre 18 et 22 modules.
Afin de produire ces schémas électriques, je disposais du logiciel Autocad pour la mise en forme et d’un tableau Excel me permettant de définir le nombre de chaînes, le nombre de modules par chaînes et le nombre et le type d’onduleurs nécessaires.
Le calepinage qui est fait en amont du schéma unifilaire permet d’obtenir le nombre total de panneaux de l’installation, ce qui constitue une donnée indispensable pour produire le schéma électrique. L’objectif est alors de trouver la disposition idéale entre les modules et les onduleurs de manière à avoir un facteur constamment compris entre 1 et 1.25 pour chacun des onduleurs, et un nombre total de panneaux correspondant à celui du calepinage. Une fois que le tableau Excel est rempli et qu’il correspond aux données souhaitées, on obtient les informations nécessaires pour produire le schéma unifilaire. Cette étape est réalisée sur Autocad où il suffit de disposer les différents onduleurs et le nombre de chaînes de modules qui leur sont attribués.
Malgré les différentes variables qui existent lors de la réalisation d’un schéma électrique, comme le nombre de modules, de chaînes et le type d’onduleurs, il arrive quelques fois que la disposition souhaitée ne puisse pas se faire. Ce problème est souvent du à la contrainte physique que représente les toitures. Dans ce genre de cas il est parfois nécessaire de réduire le nombre de panneaux fixés ors du calepinage, en essayant toujours de conserver un maximum de panneaux orientés vers le Sud des installations. Au cours de la phase de conception d’un projet, le calepinage et le schéma unifilaire peuvent être de nombreuses fois modifiés pour de multiples raisons. Cependant, certains éléments comme le type et le nombre d’onduleurs doivent être fixés dès le début du processus. S’ils venaient à être modifiés ils seraient alors soumis à une demande de modification auprès de la DREAL.
Demande CRE DREAL et reprise d’étude
Au cours du stage, j’ai eu l’occasion d’être confrontée à des situations de changements de panneaux photovoltaïques et d’onduleurs pour quelques projets. Dans le cas d’un changement de panneaux solaires ou de puissance, il faut informer la DREAL du changement. En effet, une installation doit correspondre à ce qui était écrit sur l’appel d’offre à laquelle l’entreprise a été lauréate. De plus, un changement de modules peut également impacter la puissance autorisée pour le projet, cependant il est autorisé que la puissance soit jusqu’à 5% inférieure à la puissance initialement prévue. La mission est donc de rédiger un courrier pour les informer de tous les changements qui auront lieu. Dans le cas d’un changement d’onduleurs, il est nécessaire d’envoyer une demande de modification de la demande initiale auprès d’ENEDIS, ce document s’appelle un devis de reprise d’étude. Celui-ci doit regrouper de nombreuses informations concernant le projet dont la productibilité moyenne annuelle, les nouveaux onduleurs et leur fiche technique ainsi que les coordonnées du projet.
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Table des matières
I. Introduction
1. Présentation de l’organisme
2. Objectif du stage
3. Quelques généralités sur la filière photovoltaïque et le fonctionnement d’une centrale solaire
II. Les missions
1. Calcul de la production d’énergie d’une installation photovoltaïque
a. Calepinage
b. Schéma unifilaire
c. Reprise d’étude
d. Rapport PVsyst
2. Missions conformités et documents relatifs aux projets
a. NTP
b. Demande de DT et DICT
c. Mission d’attestation de conformité
d. ARPE
3. Missions complémentaires
a. Permis de construire modificatif
b. Plan de servitude
c. Panneau de permis de construire
d. Suivi financier
e. Visite de chantiers
III. Conclusion
IV. Annexes
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