Objectifs

Cette plateforme est pour l'investigation des nouvelles technologies de l'énergie dans le cas du photovoltaïque résidentiel et son impact sur le réseau de distribution.

La plateforme vise illustrer les problèmes qui accompagnent l'intégration du solaire photovoltaïque sur le réseau de distribution résidentiel mais aussi les solutions qui se développent pour diminuer leurs effets négatifs.

Les installations solaires qui s’y trouvent sont de type résidentiel photovoltaïque, fonctionnant selon le concept de l’autoconsommation individuelle.

Les solutions se situent au niveau scientifique et technologique mais aussi au niveau des concepts

Elle concerne les domaines des systèmes électriques, des convertisseurs de puissance et des micro-réseaux photovoltaïques

Elle s'adresse aux académiques, mais aussi au secteur socio-économique

Elle offre des ressources pour la recherche, la formation mais aussi pour la sensibilisation et le rayonnement scientifique 

Acronyme Pla-NeTE

Plateforme est pour l'investigation des Nouvelles Technologies de l'Energie (Platform for investigations of New Technologies of the Energy)

Financement

La première version de cette plateforme a été financée par MITSUBICHI Coorporation dans le cadre du projet In-PViTa.

Avec le projet Pv-NeTE financé par le programme PromEsSE , PAQ Collabora PAR & I-Tk, toute l’installation électrique a été rénovée pour y intégrer l’émulateur de réseau ainsi que les équipements développés selon le concept PHIL (Power Hardware-in-the Loop).

Le projet SMS-PV financé par le même programme PromEsSE, PAQ Collabora PAR & I-Tk a permis de fnancer un émulateur de charge qui peut aussi fonctionner en émulateur d’impédance de ligne ou en amplificateur de puissance.

Le projet IRoN financé par le programme USAID, PEER, cycle 7 a permis de financer les compteurs/ analyseurs d’énergie, l’émulateur de batterie et le prototype matériel pour le système de stockage d’énergie avec batteries (BESS pour Battery Energy Storage System)

Localisation

Cette plateforme se situe au niveau du département Génie Electrique de l'Ecole Nationale d'Ingénieurs de Tunis (ENIT), à la salle QehnA.

Principales caractéristiques

Le réseau de distribution électrique Basse Tension est celui de l'ENIT : 380V-50Hz, 3 phases, 4 fils.

La puissance est de 15 kVA , limitée par celle du transformateur d'isolation qui connecte Pla-NeTE au réseau de l'ENIT.

Le transformateur triphasé est constitué de 3 transformateurs monophasés, de 5 kVA chacun. Ces 3 transformateurs sont couplés en étoile au primaire et au secondaire.

Les points de connexion au réseau local formé au secondaire du transformateur sont au nombre de cinq (05) :  trois (03) maisons (Houses) monophasées de 3 kW chacune et deux (02) points de connexions triphasées.

Un compteur/ analyseur d'énergie est installé à chaque point de connexion au réseau local, ainsi qu'au niveau du primaire et du secondaire du transformateur.

Chaque maison  est connectée à une phase différente.

La maison connectée à la phase a est désignée par Ha, celles connectées à la phase b et c sont désignées respectivement par Hb et Hc.

Chaque point de connexion peut être concerné par un ou plusieurs des modes suivants :

• (C)  : consommation
• (P) : Production PV
• (S) : Stockage d'énergie

La maison Ha est uniquement consommatrice et cette consommation ne doit pas dépasser les 3kW

Les maisons Hb et Hc sont équipées chacune de 12 modules de 260 Wc connectés en série, produisant un total de 3,12 kWc par maison, Hb et Hc

Les points de connexions triphasés sont situés de part et d’autre de l'ensemble des trois maisons.  Selon les besoins de l'étude menée, on peut y connecter 

• des charges triphasées
• un système de génération PV centralisé
• un système de stockage centralisé,
• un système générant des défauts réseaux 

Principaux éléments 

Les onduleurs solaires dont des Sunny Boy 3000 T de la société SMA.

L’onduleur chargeur de batterie est un Sunny Island 3.0M de la société SMA aussi

Les panneaux photovoltaïques sont des polycristallins YGE 60, 260 Wc chacun, de la société Yingli Solar

Les batteries sont des batteries Plomb de la société Assad

Les compteurs/ analyseurs d’énergie placés à chaque point de connexion à la ligne de distribution et au primaire et secondaire du transformateur d’isolation, sont les SS 720C de la société SACEM SMART

Les charges passives R, L et C sont de la société LANGLOIS, variables. Les puissances maximales sont de 4 kW pour la résistance RH40 et 4 kVA pour la charge inductive LH40 et la charge capacitive CH40. La variation de l’inductance LH40 se fait de manière continue et celle de la résistance et de la capacité, RH40 et CH40 par variation de 5% à l’aide de 6 commutateurs : 5% 10% 15% 20% 25% 25%.

Ces charges peuvent fonctionner en monophasé ou en triphasé

Mode de fonctionnement en autoconsommation individuelle

La maison Hb fonctionne selon le principe de l’autoconsommation individuelle où la charge est alimentée par l’énergie photovoltaïque quand elle est disponible et le réseau si la production solaire n’est pas suffisante et où le surplus de production est injecté au réseau quand la charge ne la consomme pas entièrement

Le compteur d’énergie SS720C indique la quantité d’énergie échangée avec le réseau, ainsi que le sens du flux : injection du surplus de production PV au réseau ou consommation à partir du réseau.

Un compteur d’énergie, EM, de la marque SMA permet de relever la consommation des charges

La maison Hc fonctionne selon le même principe mais avec du stockage : avant de consommer du réseau, en cas d’insuffisance de production PV, les charges consommeront du stockage, et avant d’injecter le surplus de production PV au réseau, ce surplus ira charger les batteries.

Dans le cas de la maison Hc, un onduleur chargeur de batteries est connecté au bus commun AC de telle sorte que s’il n’y a pas de production PV, les batteries seront chargées par le réseau. Dans ce cas les charges résidentielles sont réparties en deux groupes, les charges critiques et les autres. Les charges critiques sont alimentées directement par la sortie de l’onduleur chargeur de batteries SMA Sunny Island s’il y a une coupure réseau et pas des productions solaires.

L’état de charge de la batterie est géré grâce à l’équipement Sunny remote control.

Données

Les onduleurs sont connectés entre eux et avec le produit Sunny home manager pour assurer la récolte et sauvegarde données de production de la station sur le site www.sunnyportal.com

Les données des analyseurs d’énergie SS720C sont eux relevés et sauvegardés dans le serveur de l’équipe de recherche QehnA