Objectif technique de la plateforme

Etude du concept de l’autoconsommation individuelle photovoltaïque avec et sans stockage et son impact sur le réseau d’alimentation

Présentation du projet

Contexte

Afin de faire face à l’augmentation rapide de la demande d’énergie et des émissions de CO2, la tunisie s’est donnée comme objectif d’assurer d’ici 2030 au moins 30 % de sa production électrique à partir d’énergie renouvelable, dont 40 % photovoltaïque. Néanmoins, une intégration photovoltaïque à grande échelle pourrait entraîner certains problèmes au niveau du réseau de distribution

En effet, le réseau de distribution tunisien est vieux de plusieurs décennies et peut être mal adapté à la prolifération généralisée des systèmes photovoltaïque connectés au réseau.

Le micro-réseau, défini comme « un système électrique qui comprend des charges multiples, des systèmes de stockage et des ressources énergétiques distribuées pouvant fonctionner en parallèle avec le grand réseau ou comme îlot électrique »., semble être de nos jours une solution prometteuse. Il est considéré comme un élément clé du réseau intelligent (Smart Grid)

Objectif du projet

L’idée avec ce projet est de concevoir et de développer une plateforme de micro-réseau à échelle de laboratoire, à des fins de formation et de recherche mais aussi de partage des connaissances et des idées avec les partenaires socio-économiques pour l’avancement de la science et le développement de l’innovation dans le domaine des micro-réseaux.

Le concept de micro-réseau permet le développement de stockage local qui réduira le besoin de stockage à grande échelle. Il minimisera également l’échange d’énergie de flux avec le réseau et, par conséquent, les problèmes de réseau distribué associés à l’intégration PV, et assurera une alimentation électrique fiable et continue.

Résultats attendus du projet

• Disposer d’une plateforme expérimentale pour comprendre les principes des micro-réseaux et de chacun de ses composantes (systèmes de production photovoltaïque, systèmes de stockage, effet des charges locales, systèmes de gestion de l’énergie, etc.)
• Démontrer les avantages des micro-réseaux pour l’utilisateur final et pour la Société Tunisienne d’Electricité et de Gas (STEG) en termes de qualité d’énergie, de gestion de la pointe de consommation, etc.
• Développer et renforcer les compétences dans le domaine des systèmes photovoltaïques, des systèmes de stockage et des convertisseurs d’énergie interfaçant les systèmes renouvelables
• Organiser des ateliers et des journées de formation pour les ingénieurs qui travaillent et leur demander de mettre à jour leurs compétences

Description de la plateforme

La plateforme reproduit une ligne de distribution électrique 3 phases 4 fils avec un transformateur triphasé de 15 kVA, constitué de 3 transformateurs monophasés montés en étoile, nommé Tabc. Il alimente 3 maisons en monophasé, branchées chacune sur une phase différente. La plus proche du transformateur, nommée Hc (House c) est branchée sur la phase c et comprend un système photovoltaïque et un système de stockage. La seconde, Hb, est munie seulement d’un système photovoltaïque, identique à celui de Hc, et enfin, celle en bout de ligne, Ha, branchée sur la phase a, ne comprend ni photovoltaïque ni stockage.

En début de ligne et en bout de ligne des charges triphasées peuvent être branchées : Sabc_1 correspond à une charge linéaire RLC, de puissance 4 kW pour la résistance et 4 kVA pour chacune de la charge capacitive et inductive. La charge résistive et la charge capacitive peuvent varier chacune par plot de 5% donc de 200 W ou 200 VA. La charge inductive varie continument. Ces charges permettront d’étudier l’effet de la consommation active et réactive dans un tel réseau de distribution. Ces mêmes charges peuvent être câblées pour fonctionner en monophasé et pourront être placées au niveau de l’une ou l’autre des maisons. Ce qui permettra l’étude de l’impact des déséquilibres de la charge

En bout de ligne, une charge triphasée non linéaire, comme un variateur de vitesse alimentant une machine alternative, peut être branchée. Elle représenterait par exemple un système de ventilation ou de pompage ou de levage dans un building, d’où la désignation de ce point de charge par Sabc_2. Elle permettra l’étude de l’impact de charge non linéaires.

Des compteurs sont installés à l’entrée de chaque maison et à la sortie du transformateur pour surveiller l’installation, relever sa production photovoltaïque et surtout obtenir des données pour mieux étudier l’impact de l’intégration massive du renouvelable sur un réseau de distribution.

Les compteurs de la société SMA de type enregistrent toutes les 15 mn la puissance en kW. Ils sont bidirectionnels. Ceux de SACEM Smart enregistrent les courants et les tensions avec une période programmable allant de 1 mn à 15mn et plus. Ils donnent les puissances active, réactive, apparente ainsi que le facteur de puissance et l’énergie. Ils sont aussi bidirectionnels.