Qu’est-ce que la production d’énergie photovoltaïque ?
Une technologie de production d'énergie qui convertit directement l'énergie solaire en énergie électrique en utilisant l'effet photovoltaïque des matériaux semi-conducteurs.
L'effet photovoltaïque – le phénomène par lequel l'exposition à la lumière crée une différence de potentiel entre différentes régions d'un semi-conducteur non uniforme ou d'une jonction semi-conducteur-métal – sert de base physique à la production d'énergie photovoltaïque.
Objectif principal du système : convertir de manière efficace, sûre et stable l'énergie solaire rayonnante en électricité à courant alternatif (CA) qui répond aux exigences du réseau, et la transmettre au réseau.
Scénarios d'application clés : largement utilisé dans les centrales électriques distribuées sur les toits, les centrales électriques au sol à grande échelle, les systèmes photovoltaïques intégrés aux bâtiments (BIPV) et les alimentations photovoltaïques portables.
Les modules photovoltaïques (panneaux solaires) constituent le cœur du système ; leurs performances déterminent directement l’efficacité et la puissance de sortie de l’ensemble du système de production.
Unité structurelle de base : composée de plusieurs cellules solaires (unités individuelles) connectées en série et en parallèle, puis encapsulées dans du verre, de l'EVA, une feuille arrière et un cadre en alliage d'aluminium pour former la plus petite unité de production d'énergie fonctionnelle indépendamment.
Principales voies techniques : les technologies de panneaux grand public incluent le silicium monocristallin et le silicium polycristallin, ainsi que les technologies à haut rendement en développement rapide telles que les cellules à couches minces, PERC, TOPCon et HJT.
Étant donné que la puissance de sortie d'un seul module PV est limitée, plusieurs modules sont généralement connectés en série et en parallèle pour former un générateur PV, répondant aux exigences spécifiques de tension et de puissance du système.
Connexion en série : connexion des bornes positives et négatives de plusieurs modules bout à bout pour augmenter la tension de sortie, répondant ainsi aux exigences de tension d'entrée des équipements tels que les onduleurs.
Connexion parallèle : connexion de plusieurs chaînes de modules connectées en série en parallèle pour augmenter le courant de sortie total du système, augmentant ainsi la puissance de sortie de l'ensemble du générateur photovoltaïque.
LeBoîte de combinaison photovoltaïqueest situé entre le générateur photovoltaïque et l'onduleur ; il collecte les câbles CC de plusieurs chaînes photovoltaïques, facilitant ainsi la gestion et la maintenance centralisées. Fonction principale du boîtier de combinaison : collecter le courant continu de plusieurs chaînes de modules photovoltaïques et le transmettre à l'onduleur.
Sécurité et surveillance
Protection contre les surintensités : Chaque circuit est équipé d'un fusible ; si une chaîne de modules spécifique subit un court-circuit ou une anomalie, le fusible saute pour protéger le système sans affecter les autres circuits.
Protection contre l'inversion de polarité : empêche les dommages à l'équipement causés par des connexions positives et négatives inversées.
Protection de charge anti-retour : empêche l'onduleur ou d'autres branches de réinjecter du courant dans les modules.
Protection contre les surtensions : Limite les surtensions côté DC.
Dispositif de protection contre les surtensions CC (SPD) intégré : Détourne le courant de foudre vers la terre en cas de foudre induite ou de surtensions.
Protège les équipements en aval, tels que les onduleurs, contre les dommages causés par la foudre.
Surveillance en temps réel du courant, de la tension et de la température pour chaque circuit.
Alarmes de défaut : déclenche automatiquement une alarme en cas de courant anormal dans un circuit ou si un fusible saute.
Interfaces de communication (RS485/Ethernet) : permet la surveillance à distance, permettant au personnel O&M de localiser rapidement les chaînes défectueuses.
L'armoire de distribution CC sert de « hub » du côté CC, utilisée pour regrouper et distribuer davantage l'énergie électrique tout en fournissant une entrée stable et sûre pour les onduleurs.
Reçoit l'alimentation CC des boîtiers de combinaison et la distribue aux unités d'onduleur correspondantes en fonction de la conception du système et de la configuration de l'onduleur.
Équipé de divers dispositifs de protection, tels que des disjoncteurs CC et des dispositifs de protection contre les surtensions (SPD), pour éviter les dommages au système dus aux surcharges, aux courts-circuits et à la foudre.
Armoire de connexion au réseau PV
Également connu sous le nom deArmoire de distribution photovoltaïque raccordée au réseauou armoire anti-îlotage, il s'agit d'un équipement de distribution d'énergie spécialisé dans un système photovoltaïque qui connecte la sortie de l'onduleur au réseau public.
Il agit comme « interrupteur principal d'interface » entre la centrale photovoltaïque et le réseau ; toute l'électricité produite par le système photovoltaïque doit passer par celui-ci pour être injectée dans le réseau. Fonctions principales
1. Fonction d'agrégation
Collecte les sorties CA de plusieurs onduleurs dans l'armoire de connexion au réseau
Exemple : 10 onduleurs de 100 kW → Agrégation dans une armoire de connexion au réseau → Sortie unique de 1 MW
2. Protection des connexions au réseau (critique)
Protection contre les surtensions : se déconnecte lorsque la tension du réseau est trop élevée
Protection contre les sous-tensions : se déconnecte lorsque la tension du réseau est trop faible
Protection contre les surfréquences : se déconnecte lorsque la fréquence du réseau est trop élevée
Protection contre les sous-fréquences : se déconnecte lorsque la fréquence du réseau est trop basse
Protection anti-îlotage : Détecte automatiquement les pannes et les déconnexions du réseau pour empêcher le système photovoltaïque de mettre sous tension la ligne hors tension (exigence obligatoire du réseau)
3. Fonction de mesure
Installation de compteurs d'énergie bidirectionnels
Forward : énergie photovoltaïque injectée dans le réseau (électricité vendue)
Inverse : Énergie tirée du réseau (électricité achetée)
Utilisé pour le règlement de la facture d'électricité
4. Contrôle de commutation
Le disjoncteur principal (ACB/MCCB) sert de commutateur principal de connexion au réseau.
Déconnexion manuelle/automatique pour maintenance ou traitement des défauts
Fournit une isolation électrique entre le système photovoltaïque et le réseau
5. Protection contre la foudre
Dispositif de protection contre les surtensions CA (SPD) intégré
Protège les onduleurs et les équipements du réseau contre les surtensions et la foudre
6. Surveillance et communication (fonctionnalités intelligentes)
Surveillance en temps réel de la tension, du courant, de la puissance et de l'énergie
Prend en charge la communication RS485/Ethernet
Permet la surveillance à distance et les alarmes de panne
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