Ancien article "Comment calculer les installations à base d'optimiseurs DC"

Cet ancien article n'est conservé qu'à titre d'information, et parce qu'il présente un intérêt vis à vis de l'approche proposée par l'IEC 62548:2016. 
Nous vous recommandons plutôt de vous référer à l'article Comment calculer les installations à base d'optimiseurs DC

Les onduleurs et optimiseurs tels que ceux de la marque SolarEdge ne sont pas supportés dans LISE à ce jour, et ce pour plusieurs raisons :

• cela nécessiterait des développements supplémentaires dans LISE, que nous ne pouvons pas planifier pour le moment.
• les guides de la série C15-712-x ne décrivent pas de tels systèmes. Il est donc nécessaire d'interpréter fortement les guides pour élaborer les règles de calcul sur ce type d'installation. Si l'on fait cette interprétation en suivant toutes les règles habituelles de sécurité, on perd une partie des avantages du système des optimiseurs : dans les normes françaises et internationales, les composants électroniques ne sont pas reconnus comme organes de coupure pour la sécurité. Cela a des conséquences sur les valeurs à considérer pour Isc et Uoc dans l'application des règles du guide C15-712-1.

Si vous souhaitez toutefois réaliser une étude contenant des optimiseurs avec LISE,  il est éventuellement possible de réaliser un calcul équivalent en saisissant manuellement les modules et les onduleurs. Il faut pour cela considérer qu'on représente une chaîne d'optimiseurs par la chaîne de modules dans LISE.

Remarque : Lise ne vérifie pas les règles spécifiques à ces matériels, indiquées par le fabricant (exemples : le nombre minimum et maximum d'optimiseurs par onduleur, le nombre de modules par optimiseur).

En tenant compte du fait qu'en France un organe de coupure électronique n'est pas reconnu comme organe de sécurité, il faut respecter les règles suivantes pour appliquer au mieux les règles du C15-712-1 :

• sur les circuits entre les optimiseurs et l'onduleur (donc les strings dans LISE), la tension max (Uoc) retenue sera le maximum entre la somme des tensions max des optimiseurs et la somme des Uoc des modules.
  
• sur les circuits entre les optimiseurs et l'onduleur, le courant max retenu (Isc) retenu sera le maximum entre les courants max des optimiseurs et les courants max (Isc) des modules 

Remarque :  bien que les optimiseurs éliminent naturellement les courants inverses, les courants inverses seront calculés comme si les optimiseurs ne les empêchaient pas, et des fusibles seront nécessaires en cas de chaînes en parallèle (à partir de 3 ou 4 chaînes en général). Cela permet de tenir compte d'une défaillance d'une chaîne d'optimiseurs durant laquelle le courant des autres chaînes viendrait à traverser les modules de la chaîne défaillante en sens inverse.

Remarque : Avec cette méthodologie, le cas de cas de plusieurs modules en parallèle sur un même optimiseur peut être traité sauf en ce qui concerne la problématique des courants inverses dans les modules. Il est indispensable de se référer aux instructions du fabricant.

Remarque : si la somme des tensions max des optimiseurs dépasse 1500V (la limite du domaine BT en DC) ou la tension max de l'onduleur, vous obtiendrez un message de non conformité dans Lise, qui se base sur les règles du C15-712-1. Cependant le fabricant peut indiquer un nombre minimal d'optimiseurs à respecter, avec lequel la valeur est déjà dépassée ! Il est de la responsabilité du fabricant de garantir que la chaîne ne dépassera pas la tension maximale de l'onduleur ou 1500V, et vous devez justifier le message de non conformité de Lise en faisant référence à la documentation du fabricant.

Les contraintes de représentation limitent les études à des montages en configuration homogène. La méthode complète à appliquer est la suivante :

• remplacer le nombre de modules d'une chaîne par le nombre d'optimiseurs de la chaîne d'optimiseurs
• remplacer Umpp d'un module par la tension nominale d'entrée de l'onduleur divisée par le nombre d'optimiseurs en série
• remplacer Impp d'un module par la puissance STC de la chaîne divisée par la tension nominale d'entrée de l'onduleur
• remplacer Uoc d'un module par le max entre la tension max de sortie d'un optimiseur et la somme des Uoc des modules raccordés en série sur un optimiseur
• Remplacer Isc d'un module par la valeur maximale entre le courant max de sortie d'un optimiseur et l'Isc des modules raccordés à l'optimiseur multiplié par le nombre de modules en parallèle sur chaque optimiseur
• L'Irm à saisir est l'Irm des modules

Nous ne faisons qu'indiquer qu'il est possible d'appliquer cette méthode pour obtenir la vérification des règles imposées par le guide C15-712-1.
BBS Conception ne prend pas position sur la pertinence de la vérification des règles du C15-712-1 à des installations à base d'optimiseurs, et ne pourra être tenu pour responsable d'aucune conséquence de l'application partielle ou totale de cette méthode. Seul le fabricant des optimiseurs est en mesure d'indiquer la bonne démarche de conception des installations avec ses produits et d'en assumer les conséquences.

Exemples de calcul :

Dans les exemples suivants on utilise les matériels suivants :

Des modules 320 Wp, avec :

• Puissance nominal 320 Wp
• Tension nominale Umpp : 33.21 A
• Courant nominale Impp : 9.64 A
• Courant de court-circuit Isc : 10.11 A
• Tension à vide Uoc : 40.25 V
• Tension max : 1000 VDC
• Courant inverse IR : 20 A

Des optimiseurs SolarEdge P600 :

Un onduleur SE17K :

Exemple 1 : 16 optimiseurs sur 1 chaîne et 1 onduleur SE17k 

Représentation du synoptique avec 1 chaîne de 16 optimiseurs en série : 

La méthodologie de calcul à appliquer sera :

• Remplacer le nombre de modules d'une chaîne par le nombre d'optimiseurs de la chaîne d'optimiseurs :

Nb modules en série = 16

• Remplacer Umpp d'un module par la tension nominale d'entrée de l'onduleur divisée par le nombre d'optimiseurs en série :

La tension nominale d'entrée de l'onduleur : 750 VDC

Le nombre d’optimiseurs en série : 16

Umpp = 750 / 16 = 46.875 

• Remplacer Impp d'un module par la puissance STC de la chaîne divisée par la tension nominale d'entrée de l'onduleur

La puissance STC de la chaîne : 320 X 16 = 5120

La tension nominale d'entrée de l'onduleur : 750 VDC

Impp (STC) = 5120 / 750 = 6.826

• Remplacer Uoc d'un module par la valeur maximale entre la tension max de sortie d'un optimiseur et la somme des Uoc des modules raccordés en série sur un optimiseur

La tension max de sortie d'un optimiseur : 85 V

La somme des Uoc des modules raccordés en série sur un optimiseur : 40.25 V

Uoc(STC) = 85

• Remplacer Isc d'un module par la valeur maximale entre le courant max de sortie d'un optimiseur et l'Isc des modules raccordés à l'optimiseur multiplié par le nombre de modules en parallèle sur chaque optimiseur

Le courant max de sortie d'un optimiseur : 15 A 

L'Isc des modules raccordés à l'optimiseur : 10.11

Isc(STC) = 15

Exemple 2 : 16 optimiseurs en série avec 2 modules en parallèle par optimiseur :

Le nombre d'optimiseurs en série est toujours 16, et le nombre total de modules passe à 32.
Le schéma est le même (notre ancienne méthode proposait un schéma différent mais nous avons simplifié la méthode).
Seules certaines valeurs sont à modifier.

La méthodologie de calcul à appliquer sera :

• Remplacer le nombre de modules d'une chaîne par le nombre d'optimiseurs de la chaîne d'optimiseurs :

Nb modules en série = 16

• Remplacer Umpp d'un module par la tension nominale d'entrée de l'onduleur divisée par le nombre d'optimiseurs en série :

La tension nominale d'entrée de l'onduleur : 750 VDC

Le nombre d’optimiseurs en série : 16

Umpp = 750 / 16 = 46.875

• Remplacer Impp d'un module par la puissance STC de la chaîne divisée par la tension nominale d'entrée de l'onduleur

La puissance STC de la chaîne : 320 X 32 = 10240

La tension nominale d'entrée de l'onduleur : 750 VDC

Impp (STC) = 10240 / 750 = 13.653

• Remplacer Uoc d'un module par le max entre la tension max de sortie d'un optimiseur et la somme des Uoc des modules raccordés en série sur un optimiseur

La tension max de sortie d'un optimiseur : 85 V

La somme des Uoc des modules raccordés en série sur un optimiseur : 40.25 V

Uoc(STC) = 85

• Remplacer Isc d'un module par le max entre le courant max de sortie d'un optimiseur et l'Isc des modules raccordés à l'optimiseur multiplié par le nombre de modules en parallèle sur chaque optimiseur

Le courant max de sortie d'un optimiseur : 15 A 

L'Isc des modules raccordés à l'optimiseur : 2 X 10.11

Isc(STC) = 20.22

La partie AC d'une installation photovoltaïque avec 2 onduleurs SE17K :

La puissance et le courant maximal AC de l’onduleur sont à définir après l’association de l’onduleur côté DC par un cliquer, glisser et déposer sur l’aval d’un départ côté AC.