Développement et gestion d'un système d'énergies renouvelables multisources avec stockage pour les télécommunications et l'habitat

III.7.2 Couplage des générateurs renouvelables

Ø Méthodes de couplage

Le problème du couplage des divers générateurs est plus délicat par suite de la nature même des sources et des grandeurs délivrées (tensions, courants). La structure de couplage doit permettre d'imposer une tension de sortie commune à toutes ces sources afin de simplifier le couplage avec les récepteurs. Diverses solutions ont été proposées [13]:

- le couplage par diode et asservissement de la tension de sortie de chaque générateur à une valeur commune ;

- le couplage par diode et batterie tampon dont le synoptique est donné à la figure 2.

Figure 2 : Synoptique de puissance

Source : [13], page 102.

Tous les équipements permettant le couplage sont placés dans le local énergie ou l'on retrouve :

- les batteries de couplage dont la tension de service imposée est égale à 48 volts ;

- Un onduleur 48 volts/220 volts fournit l'alimentation électrique aux récepteurs à puissance

fixe ;

- de nombreux convertisseurs, il y'en a autant qu'il y'a de charges dans la centrale électrique.

La figure 3 montre quelques composants d'un local énergie pour un couplage des générateurs renouvelables :

Convertisseurs

Batteries de couplage

- Armoire de distribution et de commande

Figure3 : Exemple de local énergie

Source : http://www.victronenergy.com/

On retrouve, une armoire de distribution contenant les organes de protection et de distribution ci-après^8(*) :

- les circuits de distribution assurant l'alimentation des populations;

- un circuit de commande à base d'interrupteur horaire ;

- un circuit d'alimentation des besoins propres de la centrale.

Ø Sections des conducteurs

Calcul des sections des conducteurs de l'éolienne

Le transfère de l'électricité produite par la génératrice à la batterie de stockage nécessite un câble. Du haut du mât au lieu de consommation, le courant devra parcourir quelques dizaines de mètres. Le choix des caractéristiques de ce câble est primordial, si l'on ne veut pas tous gaspiller sa production dans celui-ci. La section d'un câble sera au minimum égale à la valeur la plus élevée des trois critères suivants :

- l'échauffement du conducteur (densité de courant) ;

- la chute de tension dans la ligne ;

- le courant de court-circuit.

La méthodologie et l'application sont détaillées en annexe 6.

Calcul des sections des conducteurs pour le photovoltaïque

Dans le dimensionnement des conducteurs de la partie photovoltaïque, les pertes ohmiques doivent être minimale. On devra optimiser la section du conducteur de sorte que la chute de tension qui se produira entre les extrémités soit minimum. Si on tient compte de la tension du système dans le cas de conducteur en cuivre, la section nécessaire sera calculée suivant la formule suivante [10] :

(1)

Avec :

 : section du conducteur (mm²) ;

L : longueur du câble (m) ;

I : intensité maximal admissible (A) ;

 : chute de tension maximale (%)^9(*)

* ⁸ http://www.victronenergy.com/

* ⁹ La norme NF C 15-100 impose que la chute de tension entre l'origine de l'installation Basse-Tension (BT) et tout autre point d'utilisation n'excède pas 3% pour l'éclairage et 5% pour les autres usages.