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Agence Qualit Construction Le photovoltaque raccord au rseau dans le btiment. Les points sensibles en conception et mise en uvre 2009
Ce document a t ralis par lAgence Qualit Construction, association dont la mission est damliorer la qualit des constructions,
avec le concours des professionnels du btiment.
Le photovoltaque raccordau rseau dans le btimentLes points sensibles en conception et mise en uvre
PRVENTION DVELOPPEMENT DURABLE
Le photovoltaque raccordau rseau dans le btimentLes points sensibles en conception et mise en uvre
ConceptionRespect des rgles durbanisme Travaux sur btiments neufs : les panneaux
font partie de la demande de permis de construire.
Travaux sur btiments existants : il faut d-clarer au pralable les travaux auprs de la mairie.
Il est important de russir lintgration technique et architecturale (dans cer-
tains cas, consulter la DIDEME).
Quelle puissance pour linstallation ?Contrairement aux installations autonomes, il ny a pas besoin de corrlation entre la puis-sance installe et les besoins du btiment. Le choix se fait suivant des critres de budget et de place disponible.
Onduleur
Champ photovoltaque
CompteurproductionCourant continu (DC)
Courant alternatif (AC)Compteurconsommation
Disjoncteur
Disjoncteur
Dispositif desectionnement
Rseau de distribution
LIMITE DE CONCESSION
Les panneaux photovoltaques transfor-ment lnergie du rayonnement solaire directement en lectricit. La conversion directe a lieu dans un semi-conducteur (aujourdhui principalement du silicium).
Un onduleur permet de transformer le cou-rant continu (DC) sortant des modules PV en alternatif (AC) 230 V exploitable par la plupart des appareils et par le rseau.
Principe
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0
S E
65 %
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95 %
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100 %
50 %
70 %
Agence Qualit Construction Le photovoltaque raccord au rseau dans le btiment. Les points sensibles en conception et mise en uvre 2009
Le photovoltaque raccordau rseau dans le btimentLes points sensibles en conception et mise en uvre
Le photovoltaque raccordau rseau dans le btimentLes points sensibles en conception et mise en uvre
Agence Qualit Construction Le photovoltaque raccord au rseau dans le btiment. Les points sensibles en conception et mise en uvre 2009
Interrupteursectionneur
AC
Poste lectrique
DisjoncteurAC
Orientation, inclinaisonUne bonne conception =
une optimisation des gains
Lorientation optimale est le sud avec 30-35 dinclinaison. Le schma ci-dessous reprsen-te le pourcentage de production par rapport l'optimum.
Masque Il faut viter les masques, car la chute
de rendement est bien suprieure au pourcentage de la surface de capteur occult.
Il faut anticiper la croissance des ar-bres.
Il faut se renseigner sur la constructa-bilit des abords (POS ou PLU).
Pour limiter l'effet de masque, il est obligatoire que les panneaux soient quips de diodes by-pass : elles permettent de limiter leurs impacts ainsi que les problmes de surchauffe.
Pertes dans le circuitL'installation doit tre conue, si possible, de manire limiter la distance entre l'installa-tion photovoltaque et le poste lectrique.
OnduleurL'onduleur doit tre conu spcifi quement pour le raccordement au rseau. Son dimensionne-ment et son implantation auront une infl uence forte sur le rendement de linstallation et sur sa dure de vie.
Le choix de l'onduleur doit tre fait en fonction de toutes les caractristiques de l'installation et des donnes du constructeur. L'onduleur doit tre situ dans un endroit accessible, sec et ventil.
Protection contre les chocs lectriques
Dans la partie DC, les matriels doivent toujours tre considrs sous tension, mme en cas de dconnexion de la par-tie AC.
En consquence, pour viter les chocs lec-triques (modules, onduleur), il faut utiliser, de prfrence, des connecteurs DC spcifi ques pour relier les principaux composants.
Protection contre les chocs lectriques indirectsCt DC : utiliser des composants de classe II ou quivalents sur tout le matriel utilis (mo-dules, PV, cbles, botes de jonction...).
Ct AC : prvoir un disjoncteur (diffrentiel 30 mA pour une habitation).
Utiliser des connexions adaptes entre cuivre et aluminium (pour viter les cou-ples lectrolytiques).
Protection contre les surintensitsCt AC : protection contre les courts-circuits : un pou-
voir de coupure de 3 kA est suffi sant contre les courts-circuits en aval du point de livraison ;
conformit la NF C 15-100 (section 433).
Protection contre les surtensions d'ori-gine atmosphriqueAfi n de protger l'installation contre les effets de la foudre, il faut interconnecter toutes les masses (onduleur, structure mtallique des modules, des supports) la prise de terre du btiment.
Les parafoudres AC conformes la norme NF EN 61643-11, mis en uvre suivant le Guide UTE 15-443, viennent complter ce dispositif. L'emploi de parafoudre ct continu dpend du niveau kraunique (valeur annuelle moyenne du nombre de jours dorages) du site concern. Les parafoudres ct DC doivent avoir t sp-cifi quement dvelopps pour ces applications.
ProduitsLe choix de composants doit tre ralis avec vigilance. Il est prfrable d'utiliser les kits complets proposs par les fabricants en res-pectant obligatoirement les prescriptions.
ModulesCertifi cats de conformit aux normes de la srie NF EN 61730, 61215 (cristallin), 61646 (couches minces). Le silicium, obtenu par pu-rifi cation du sable siliceux, est aujourd'hui le matriau le plus couramment utilis.
Utiliser des modules PV avec connec-teurs dbrochables indispensables.
Cblage et connecteurs Cbles unipolaires double isolation, rsis-
tants aux UV et non propagateurs de fl amme. Cbles dimensionns pour des courants
maximaux y compris en cas de dfaut. Connecteurs spcifi s pour courant continu
et dimensionns lidentique des cbles.
Mono-cristallinRendement 13 17 %
Poly-cristallinRendement 11 15 %
Couches mincesRendement 5 9 %
1,5 m2200 Wc
165 V 132 V 99 V 66 V 33 VInterrupteursectionneur
OnduleurBote de jonction
(ventuelle)Chane PV
n 1
Chane PVn 2
Tension circuit ouvert
Le raccordement ncessite une tude prcise prenant en compte l'ensemble des param-tres de l'installation : nombre et caractristi-
Exemple d'installation : 2 chanes de capteurs en parallle
ques des modules photovoltaques, dispari-ts ventuelles (orientation, masques)...
Raccordement des modules
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Brise-soleil
Verrire Vranda
Intgration en toiture
Surimposition
Toiture-terrasse
Le photovoltaque raccordau rseau dans le btimentLes points sensibles en conception et mise en uvre
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Le photovoltaque raccordau rseau dans le btimentLes points sensibles en conception et mise en uvre
Agence Qualit Construction Le photovoltaque raccord au rseau dans le btiment. Les points sensibles en conception et mise en uvre 2009
Dispositif de sectionnement DC Il s'agit d'un interrupteur sectionneur bipolaire gnral situ en entre d'onduleur (ou intgr l'onduleur). Chaque polarit doit pouvoir tre sectionne
hors charge. Le matriel doit tre adapt au courant continu. L'tiquette de signalisation Conducteurs
sous tension doit y figurer.
MonitoringIl permet lacquisition de donnes, le contrle des performances et la signalisation des d-fauts de fonctionnement.
Qualit des produitsIl est conseill que les produits choisis poss-dent un signe de qualit (voir la liste sur le site de lAQC : www.qualiteconstruction.com).
Mise en uvreElle doit tre ralise par un professionnel expriment, form aux techniques des pan-neaux photovoltaques. Il existe des signes de qualit qui valorisent cette comptence (voir la liste sur le site de lAQC : www.qualiteconstruc-tion.com). Pour lincorporation des capteurs au bti, lAvis Technique est fortement conseill.
L'entreprise dinstallation doit avoir les comptences mixtes requises en couver-ture/tanchit et en lectricit. Elle doit tre assure spcifi quement pour ces tra-vaux sous garantie dcennale.
Les professionnels assurant la mise en u-vre lectrique doivent disposer dune habili-tation lectrique au minimim BR (selon UTE C18 510).
Les principaux points sensibles sont les suivants : ltanchit : passage des fi xations, des c-
bles, jonction des modules entre eux, avec les lments de couverture ;
la rsistance au vent : qualit et dimension-nement des supports ;
la durabilit des composants du systme : matriaux rsistants aux intempries (condi-tions climatiques : UV, gel, pluie...), traitement anticorrosion ;
le manque de ventilation en face arrire des modules engendre une lvation de temp-rature des modules et produit une baisse de rendement ;
compatibilit des matriaux entre eux ; les circuits DC doivent emprunter des chemi-
nements diffrents des circuits AC.
Possibilits d'installationIl existe de nombreuses possibilits : surimpo-sition, terrasse, incorporation en toiture, brise-soleil ou auvent, verrire, faade...
Ne pas modifi er les connecteurs inter-modules prmonts sur les modules. S'assurer que les connecteurs des mo-dules PV et les cbles sont du mme fabricant.
proximit des connecteurs acces-sibles, prvoir la mise en place d'une tiquette signalant Ne pas ouvrir en charge.
OnduleursIls doivent tre conforme aux normes : CEI 61727 pour linterface rseau ; DIN VDE 0126-1-1 pour la protection
de dcouplage ; EN 55014 (comptabilit lectromagntique); CEI 61000- 3-2 (harmoniques) ; EN 60950 (scurit) ; CEI 62109.
tanchit de toitureSi les capteurs sont incorpors en toiture, l'ins-tallateur doit tre assur pour les travaux de toiture sous garantie dcennale.
Veiller ce que tous les panneaux soient correctement fi xs leur support et que leur raccordement avec les lments environnants (tuiles, ardoises...) assu-rent une bonne tanchit.
Protection contre les interfrences lectromagntiquesPour viter de gnrer un champ magntique pouvant perturber l'environnement, la surface des boucles doit tre aussi faible que possible. Les cbles DC (+) et () et la liaison quipotentielle doivent tre jointifs.
Bon cblage VITER : boucle induite entre polarits VITER : boucle induite entre polarits et interconnexion de masses
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Le photovoltaque raccordau rseau dans le btimentLes points sensibles en conception et mise en uvre
Le photovoltaque raccordau rseau dans le btimentLes points sensibles en conception et mise en uvre
Agence Qualit Construction Le photovoltaque raccord au rseau dans le btiment. Les points sensibles en conception et mise en uvre 2009 Agence Qualit Construction Le photovoltaque raccord au rseau dans le btiment. Les points sensibles en conception et mise en uvre 2009
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9, boulevard Malesherbes, 75008 PARIS -- Tl. : 01 44 51 03 51Email : [email protected] - www.qualiteconstruction.com - Association loi de 1901
Textes de rfrence Guide de rdaction du cahier des charges techniques
de consultation destination du matre douvrage (ADEME- 2007).
Trame de contrle des installations PV raccordes au rseau (ADEME 2005).
Guide Protection contre les effets de la foudre dans les installations raccordes au rseau (ADEME - 2009).
Guide de spcifi cations techniques pour installations PV (SER/ADEME : 2009).
Guide UTE C32-502 : Guide pour les cbles utiliss dans les systmes photovoltaques.
Guide Pratique UTE C15-712 : Installations photovolta-ques.
Norme CEI 60364-7-712 : Installations lectriques dans le btiment Systmes photovoltaques (mai 2002).
NF EN 50380 : Spcifi cations particulires et informa-tions sur les plaques de constructeur pour les modules photovoltaques.
NF EN 61215 : Modules photovoltaques au silicium cristallin pour application terrestre Qualifi cation de la conception et homologation.
NF EN 61646 : Modules photovoltaques en couches minces pour application terrestre Qualifi cation de la conception et homologation.
NF EN 61730 : Qualifi cation de scurit des modules photovoltaques.
NF EN 61727 : Systmes photovoltaques Caractris-tiques de linterface de raccordement au rseau.
NF C 15-100 : Installations lectriques basse tension.
Maintenance et conseils d'entretien
LAgence Qualit Construction publie un ensemble de plaquettes Prvention dveloppement durable consultables sur www.qualiteconstruction.com. Elles concernent les principes gnraux
et recouvrent les principales techniques utilises.
Tension importante ! (sauf la nuit ou capteurs bchs)
Contrle entre
Comptage kWh produits
Protection lectrique :interrupteur ou disjoncteur 30 mA
Disjoncteurde branchement
DANGER installation lectrique sous tension durant la journe
tiquette Ne pas ouvrir en charge
tiquettes proximit du disjoncteur et de l'onduleur
LIMITE INTERVENTION
Compteurs
Onduleur
2e srie
Parafoudre(ventuel)
Interrupteur sectionneur
Botier de jonction, inclus protection surintensit (si n 3).
Ouverture possible uniquement avec cl ou outil.
Rseau
DC
Connecteurdbrochable uniquement avec outil
Botier de jonction
Module
Risque de formation d'arc lectrique : contacts dfectueux dfaut d'isolation cblage procdure de branchement non respecte dbranchement de cble en fonctionnement
AC
Ct AC, conformit la NF C 15-100
Isoler les deux sourcesavant toute intervention
Attentionprsence de deux sources
de tension :- Rseau de distribution
- Panneau photovoltaque
Raccordement lectrique. Exemple d'installation.
Rception des travauxLinstallateur remet au client un dossier techni-que comprenant au minimum : un schma lectrique du systme photovol-
taque ;
un plan dimplantation des diffrents compo-sants ainsi que des liaisons correspondan-tes ;
une description de la procdure dinterven-tion sur le systme photovoltaque et les consignes de scurit.
Il est possible de contrler rgulirement la production si l'installation est quipe d'un dispositif de monitoring : comparatif par rap-port lhistorique, lensoleillement et au pr-visionnel.
La vrifi cation et l'entretien doivent tre faits imprativement par un professionnel habilit, il consistent entre autres aux :
nettoyage des modules : feuille, djections, accumulation sur parties en relief (cadre des modules) ;
nettoyage des orifi ces de ventilation de lon-duleur ;
contrle du fonctionnement des dispositifs de scurit (fusibles en particulier si exis-tants) ;
examen visuel de ltat des modules, de ltanchit, du bon tat des cbles le long du circuit ;
contrle du bon fonctionnement de londuleur.
Le professionnel doit proposer un contrat d'en-tretien.
CONSEILAvant de procder au raccordement au rseau, il est recommand de soumettre l'instal-lation au CONSUEL.
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