Réalisation et mise en service d’une installation de production d’électricité photovoltaïque connectée, associée à un système d’optimisation d’autoconsommation de l’énergie produite

Description

Ce module se présente sous la forme d’un chantier qui permet de réaliser et de mettre en service un système de production et de gestion d’énergie électrique photovoltaïque connecté.

Ce système pourra servir ensuite de support technologique à des activités de réalisation et de mise en service sous forme de TP.

Face à la baisse du tarif de rachat, l’autoconsommation photovoltaïque gagne du terrain chez les particuliers. L’installation proposée permet d’aborder cette nouvelle problématique.

Le système à réaliser est composé de deux structures :

• Structure1 :

Un système de production composé de 4 modules PV (autour de 1200 Wc) sur chassis équipés chacun d’un micro-onduleur communiquant. Cette solution technologique de décentralisation permet une évolution simple de l’installation et un rendement optimum de production. Dans un contexte pédagogique cette installation assure un minimum de production, pour pouvoir à presque tout moment de l’année, réaliser une activité sur l’énergie photovoltaïque.

La communication est assurée via une passerelle dédiée. Cette passerelle permet la configuration et la surveillance à distance du système par PC, Tablette et/ou Smartphone.

Cette structure est autonome, évolutive et à l’image de l’évolution des installations PV dans le résidentiel. La pose des modules évoluant elle aussi dans un contexte d’autoconsommation, (plus besoin d’intégration sans revente de production), le montage du châssis peut s’inscrire dans une problématique réelle.

• Structure 2 :

Un système de gestion intelligente de l’énergie produite. L’ensemble des composants est fixé sur une maquette ou sur une partie de cloison de l’atelier pédagogique.

L’installation comporte notamment :

• un gestionnaire d’Energie Elios4you, indépendant de l’onduleur, il mesure en temps réel à la fois la production de l’installation et la consommation des récepteurs ;
• des prises sans fil standards et murales Schuko pour autoconsommation avec programmation de l’activation des appareils électroménagers en fonction de l’énergie disponible (par ex. lave-linge, LV …) ;
• l’unité de commande 4-noks Power Reducer, qui permet de tirer parti de l’installation photovoltaïque pour produire de l’eau chaude à usage sanitaire notamment. «En effet, le dispositif est en mesure de dévier à la résistance uniquement l’énergie disponible provenant du photovoltaïque, en tirant profit de quelques centaines de Watt, sans JAMAIS acquérir d’énergie sur le réseau.» ;
• des récepteurs électriques et les protections nécessaires.

Intention pédagogique

Cette réalisation se fera sous forme de chantier dans une succession de trois phases :

• la préparation ;
• la réalisation ;
• la livraison au client.

Les deux structures étant sur des supports différents, deux groupes d’élèves peuvent travailler parallèlement.

• La préparation permettra principalement :
  • d’analyser, pour chaque structure, l’installation par une lecture du cahier des charges et de s’informer sur la problématique d’autoconsommation de production PV. des schémas de l’installation existante ;
  • de recenser les matériels, et de vérifier leur concordance avec les bons de livraison et de compléter si nécessaire ;
  • d’identifier les différents composants, et de prendre en compte les contraintes de réalisation (aspects sécuritaire, problème de fixation, …).

• La réalisation :
  • monter la structure support des modules PV ;
  • fixer les modules et les Micro-onduleurs ;
  • fixer les appareillages de gestions d’énergie, les récepteurs électriques BEC, PC, Radiateurs…, le tableau et le coffret de protection ;
  • câbler et Raccorder l’ensemble des composants des deux structures suivant les prescriptions normatives et celles des fabricants. (Enphase, 4-noks) ;
  • d’estimer les temps de réalisation et proposer une planification.

• La livraison avec la mise en service de chacune des structures :
  • raccorder l’installation PV au réseau et procéder à la configuration des micro-onduleurs via la passerelle Envoy. Chaque élève peut utiliser son smartphone ou une tablette, la communication se faisant par wifi puis cpl vers les onduleurs ;
  • réaliser les réglages et la configuration de chaque appareillage du système d’optimisation de l’énergie produite : Gestionnaire Elios4you, smart plug, smart switch, le power reducer. Chaque élève peut utiliser son smartphone ou une tablette ;
  • vérifier que l’installation complète fonctionne conformément au cahier des charges ;
  • mettre à jour les plans de l’installation et recenser tous les documents de paramétrage.

Remarque : Cette mise en service nécessite le téléchargement de plusieurs applications dédiées et de créations de comptes pour ces programmes.