systeme photovoltaique raccorder au réseaux STEG

Chapitre II : Conception et dimensionnement du système photovoltaïque étudié

(coupure et protection contre les courts circuits) dans le cas d’un raccordement en injection

totale. Le calibrage du disjoncteur de branchement est déterminé en fonction du courant
maximum fourni par l’onduleur.

Dans la partie AC pour les circuits à utilisation domestique ont choisi un disjoncteur

différentiel de sensibilité 30 mA.

Le choix du calibre de disjoncteur différentiel est déterminé selon la valeur maximale du

courant fourni par l’onduleur :[28]

Id ≥ Ia avec : Ia : intensité maximale de l’onduleur égale à 15 A

Id : intensité de disjoncteur différentiel égale à 16 A

Dans ce cas on choisit un disjoncteur Chint de calibre 2×16 A avec calibre de protection

300 mA.

3.3.2. Choix de parafoudre AC

Le choix et la mise en œuvre du parafoudre AC sont effectués suivant les articles 433 et 534
de la norme NF C 15_100.[29]
Selon les articles 433 et 534, elle impose l’utilisation de parafoudres dans les bâtiments neufs
ou rénovés dans les cas suivants :

 Bâtiments équipés de paratonnerres : parafoudres de type 1 avec Iimp (courant
d’entré) ≥ 12,5 kA

 Bâtiments alimentés en aérien dans les zones géographiques classées AQ2 :
parafoudres de type 2 avec In ≥ 5 kA

 Bâtiments avec des systèmes de sécurité.
Dans ce cas on choisit un parafoudre SUNTREE « SUP1 » avec :

- In = 20 KA >> 5 KA
- Up = 1500 V << 4600 V
- Imax = 40 KA >> 18 KA

4. Conclusion

Dans ce chapitre on a montré comment faire un vrai dimensionnement et une conception d’un
système PV résidentiel raccordé au réseau électrique STEG. Toutes les étapes de la procédure
du dimensionnement (équations formule) sont appliquées. On a expliqué comment faire la
compatibilité entre les éléments de système photovoltaïque : panneaux, onduleur et

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Chapitre II : Conception et dimensionnement du système photovoltaïque étudié

accessoires. Finalement on a précisé les types de protections concernant les éléments de ce
système PV et comment déterminer ses organes de protection convenables avec notre système
dans les deux cotés AC et DC.

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Chapitre III : installation du système photovoltaïque étudié

Chapitre Ⅲ : installation du système
photovoltaïque étudié

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Chapitre III : installation du système photovoltaïque étudié

1. Introduction

La réalisation d’une centrale photovoltaïque raccordée au réseau électrique a pour objectif la
production de l’énergie électrique par effet photo-électrique. L’énergie électrique, ainsi
produite, est destinée à être consommée par le producteur ou, à défaut, injectée partiellement
ou totalement sur le réseau électrique national.

Cette réalisation nécessite la mise en œuvre d’équipements et appareils neufs, en bon état et
ne portant aucun signe de détérioration. L’implantation des composantes de la CPV doit être
accomplie de la façon la plus regroupée possible.

On va traiter dans ce chapitre plus particulièrement la démonstration d’implantation de
système à partir des schémas descriptifs de l’installation, ainsi que l’entretien avant la mise en
service du système et les mesures après l’installation.

2. Equipements de l’installation

Notre centrale photovoltaïque raccordée au réseau électrique à basse tension est constituée des
équipements de base suivants :

- 10 modules photovoltaïques « soluxtec 275Wc ».
- 2 coffrets de protection.
- Des câbles courant continu, courant alternatif et de terre.
- Des organes de sectionnement, de coupure et de protection des côtés AC et DC.
- 1 onduleur photovoltaïque 3 kWc« invt MG3KT ».
- 1 regard de terre.
- 3piquets de terre avec 3 cosses (en cuivre).
- 5 Supports en aluminium et quatre tubes carrés (pré-dimensionnés et pré-percés).
- 28 dalles en béton.
- Câble de serrage.
- Boulonnerie.
- Chemin de câble métallique (20 m).
- Molure 40/40 (10 m).
- 4 étiquettes de sécurité.
- Tubes gorge des câbles (2m).

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Chapitre III : installation du système photovoltaïque étudié

3. Schémas de l’installation du système
3.1. Schéma descriptif de l’implantation de système sur le toi

L’installations étudiée sera placée sur une toiture plate, Les possibilités d’intégration sont
analysées selon la direction, l’étanchéité, la stabilité, aussi selon certains obstacles
peuvent être présents sur la toiture et quelques considérations à propos du montage de
l’installation et de l’onduleur seront abordées. (Voir figure 31)

Figure 30: Schéma descriptif de l’implantation de système sur le toi

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3.2. Schéma de connexion des panneaux

Le montage de panneaux photovoltaïques en série est l’option à retenir lorsque l’on souhaite
additionner les voltages de chaque panneau en préservant un ampérage identique. On relie les
pôles positifs d’un panneau aux pôles négatifs d’un autre panneau. Ce type de branchement
s’effectue avec des panneaux de même ampérage. (Voir figure 32)

Figure 31: Schéma de connexion des panneaux

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Chapitre III : installation du système photovoltaïque étudié

3.3. Schéma unifilaire de l’installation

Les différents composants du système étudié sont regroupés d’une façon convenable à la
surface de l’installation pour assurer une meilleure performance. (Voir figure33)

Figure 32: Schéma unifilaire de l’installation

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Chapitre III : installation du système photovoltaïque étudié

4. Emplacement, orientation et ongle d’inclinaison optimale

 Le choix de l’implantation des modules photovoltaïques doit prévoir un accès aisé à
l’installation avec au moins une unité de passage sur un ou plusieurs côtés de chaque
rangée de modules.

 L’orientation du module doit être vers le plein Sud (Azimut 0°), il est déterminé à
l’aide d’une boussole.

 Les modules photovoltaïques sont posés inclinées de 30° par rapport l’horizontale.

Figure 33: Orientation et ongle d'inclinaison optimale

La surface du toit est bien espacée et ne présente aucun élément d’ombrage. Le système de
fixation des panneaux est composé d’une seule rangée comprenant deux étages chacune
comporte 5 panneaux (une seule structure porteuse).

5. Les étapes d’implantation du système

5.1. Assemblage de structure

 La fixation des modules photovoltaïques est garantie par une structure porteuse.
- La structure porteuse est généralement constituée de 5 supports ayant une forme de
triangle, assemblés manuellement (Les boulons, les rondelles et les écrous seront
de dimension adéquate en acier galvanisé ou inox).
- Les supports sont fixés à leurs bases inferieures par des dalles en béton (par des
écrous freins), et leurs bases supérieures sont reliées avec des tubes carrés troués
pour la fixation des panneaux.

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Chapitre III : installation du système photovoltaïque étudié

 Les éléments de fixation des modules et leurs propres structures ne doivent pas créer
des zones d’ombre sur les modules photovoltaïques Résistance de la structure contre le
vent :
- La structure métallique est étudiée pour résister à une vitesse de vent allant jusqu’à
120 Km/h.
- La façade arrière de la structure est renforcée avec des cornières en aluminium.
- Câbles de serrage (câbles en acier) pour une meilleure protection contre le vent.

5.2. Fixation des panneaux

Suivant les recommandations du fabricant des modules, on a fixé ces derniers avec des
boulons écrous de dimension adéquate(tous les trous de fixation doivent être utilisés).

Remarque

- Les modules photovoltaïques sont posés en portrait.
- Il est interdit de poser les modules en position inverse (Boite de jonction en bas).

5.3. Câblage et cheminements des câbles

Les câbles de l’installation photovoltaïque doivent :

 Cheminer côte à côte et le câble d’équipotentialité doit emprunter le même
cheminement pour éviter les boucles de câblage préjudiciable en cas de surtensions
dues à la foudre.

 Etre posés sans contact avec des arrêtes tranchantes pour éviter les dommages
mécaniques : des protections contre les risques de cisaillement devront être installées
aux endroits à risques.

 Etre choisis et mis en œuvre de manière à réduire au maximum le risque de défaut à la
terre ou de court-circuit.

 Cheminer dans des conduits fermés, non encastré, distinct de ceux des circuits
alternatifs, sauf ponctuellement au niveau des croisements.

 Etre posés et protégés en utilisant un matériel de fixation et de protection appropriés.
Les options de fixation listées ci-après sont à utiliser :

- Tube PVC : pour le passage sous terrain des câbles.
- Tube IRO : pour le passage des câbles pour les passages des câbles à l’intérieur des

locaux.

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Chapitre III : installation du système photovoltaïque étudié

- Tube annelé (gaines) : au passage des murs pour la protection des câbles aux
extrémités des chemins des câbles métalliques.

- Chemins de câbles métalliques : derrière les modules, sur toiture et dans les zones
externes exposées au soleil et aux intempéries.

- Colliers de câblage: métallique au niveau des zones externes exposées au soleil et aux
intempéries.[30]

5.4. Installation de l’onduleur

L’onduleur est installé :

 Dans un lieu sec et protégé du rayonnement direct du soleil, des sources de chaleur et
d’humidité.

 Dans un lieu aéré.
 Dans un local le plus proche du générateur photovoltaïque afin d’éviter des chutes de

tension excessives.
 En position verticale et fixé au mur avec les dispositifs prévus à cet effet.[31]

5.5. Mis en œuvre des coffrets

La mise en œuvre des coffrets DC et des coffrets AC devront se conformer aux dispositions
constructives suivantes :

 Etre implantés en un lieu accessible pour les exploitants et comportant des étiquettes de
repérage et de signalisation du danger. Les étiquettes doivent être facilement visibles et
fixées d’une manière durable pour résister aux intempéries (température, humidité, UV,
...).

 Chaque chaîne du champ photovoltaïque doit pouvoir être déconnectée et isolée
individuellement par le biais de porte fusible ou d’autres liaisons déconnectables mais
sans risque pour l’opérateur.

 Lorsque la protection par fusibles s’impose, ils doivent être appropriés pour le courant
continu et installés à la fois sur la polarité positive et négative de chaque chaîne.

 Une disposition des bornes positives et négatives de telle sorte que les risques de
court-circuit durant l’installation ou la maintenance sont improbables.

 Un marquage visible et inaltérable indiquant que les parties actives internes à ces boites
peuvent rester sous tension après sectionnement de l’onduleur/variateur courant
continu.[32]

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5.6. Mise à la terre

Toutes les masses de l’installation photovoltaïques sont à relier à la terre (par des câbles de
terre de section égale à 6 2. Ceci inclut les cadres de tous les modules, tous les éléments de
la structure, les chemins de câbles métalliques, les armoires métalliques, les coffrets
électriques, l’onduleur et les parafoudres.[33]

L’objectif essentiel est de minimiser les dangers pour les personnes, ainsi que les dommages
pouvant intervenir sur le système électrique connecté pendant l’exploitation et la
maintenance, dans toutes les conditions spécifiques de l’environnement du site.

Le câblage de boucle de terre (comprenant3 piquets de terre) au niveau du regard de terre est à
faire par un câble de section 16 2.

5.7. Etiquetage des composants

Pour des raisons de sécurité à l’attention des différents intervenants (chargés de maintenance,
contrôleurs, exploitants, services de secours,...), il est impératif de signaler la présence d’une
installation photovoltaïque ainsi que les composants électriques (onduleur, coffret AC, coffret
DC).[34]D’après le STEG les 4 principales étiquettes sont les suivantes :

- Une étiquette de signalisation portant la mention « Production photovoltaïque coupure
réseau de distribution ».

Figure 34: Etiquette de signalisation 1

- Une étiquette de signalisation portant la mention « ATTENTION câbles courant
continu sous tension ».

Figure 35: Etiquette de signalisation 2

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Chapitre III : installation du système photovoltaïque étudié
- Une étiquette de signalisation portant la mention « Ne pas manœuvrer en charge ».

Figure 36: Etiquette de signalisation 3

- Une étiquette d’équipement du conversion et onduleur.

Figure 37: Etiquette de signalisation 4

5.8. Entretien avant mise en service

Avant la mise en service de l’installation photovoltaïque, une inspection visuelle de tous les
composants et de leur fixation et serrage est à effectuer comme suit :

 Modules / chaînes
- Propreté.
- Pinces bien serrées.
- Installation robuste et intacte.
- Câbles et connecteurs bien fixés.
- Boîtes de connexion de modules intactes.
- Alignement respecté, aucun module tordu.
- Respect du nombre de modules par chaîne, du nombre de chaînes par groupe.

 Boite de jonction et coffret DC
- L’intégrité.
- L’étanchéité.
- Fusibles intacts.
- Parafoudre non-enclenché.
- Interrupteurs sectionneurs de calibres appropriés et intacts.
- Câblage et mise à la terre bien serrés.
- Polarités respectées.

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Chapitre III : installation du système photovoltaïque étudié

- Emplacement adéquat.
 Onduleur

- Installé selon manuel.
- L’aération/la ventilation assurée.
- Fréquence, tension et puissance appropriées.
- Affichage selon manuel.
 Câbles
- Sections et types de câbles respectés.
- L’intégrité.
- Fixation.
- Protection mécanique.
 Connecteurs
- L‘intégrité.
- Placement.
- Sertissage.
 Mise à la terre
- Types et sections respectées.
- Câbles bien fixés.
- Tous les composants de l’installation sont mis à la terre.
- Piquets de mise à la terre : nombre et type.
 Disjoncteur différentiel
- Intact de calibre et sensibilité appropriés.
- Non-enclenché.

5.9. Mesures après installation

Pour effectuer les mesures nécessaires avant la mise en service du système photovoltaïque, il
faut disposer des équipements de mesures nécessaires (multimètre, pince ampérométrique,
boussole, densimètre, luxmètre...)

Les principales mesures à effectuer sont :

 Modules / chaines
- UOC [V].
- ISC [A].
- Polarité CC.

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Chapitre III : installation du système photovoltaïque étudié

 Câbles d’alimentation en DC
- Contrôle de la résistance d’isolement.
- Chute de tension.

 Câbles d’alimentation en AC
- Contrôle de la résistance d’isolement.
- Chute de tension.

 Onduleur
- Courant et tension d’entrée.
- Courant et tension de sortie (AC).
- Fréquence de sortie.

 Mise à la terre
- Résistance transitoire de la prise de terre.

6. Conclusion

Dans ce chapitre on a donné la démonstration réelle de l’implantation du système allant des
schémas descriptifs de l’installation jusqu’à l’entretien de celui-ci, ainsi que les mesures
nécessaires après l’implantation.

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Conclusion générale

Conclusion générale

L’énergie solaire mérite plus que les trois chapitres qu’on a traités concernant le système
photovoltaïque, mais on a essayé au maximum et à travers ces derniers de comprendre pas
mal des notions très importantes.

Dans le chapitre I : On a présenté des généralités sur l’énergie photovoltaïque.

Dans le chapitre II : On a expliqué la conception et le dimensionnement un système
photovoltaïque connecté au réseau électrique STEG pour alimenter une habitation selon une
région bien définie.

Dans le chapitre 03: On a donné une démonstration réelle et successive de l’installation du
système sur le toit de l’habitation du bénéficiaire .

On a développé la procédure de travail en utilisant le logiciel du site web PVGIS pour la
détermination des coordonnées météorologiques du site d’implantation et la production
annuelle en énergie PV pour faciliter le calcul de la puissance crête du système.

Le logiciel SolidWorks pour faciliter la présentation des dimensions des supports des
panneaux PV.

Finalement on a utilisé le logiciel AutoCAD 2020 pour assurer une meilleure description des
schémas d’implantation, de connexion des panneaux et du schéma unifilaire de l’installation.

Enfin, on peut dire et avec fierté qu’on apprit et compris beaucoup de notions concernant les
différents systèmes photovoltaïques avec ou sans batteries ainsi que la conception, le
dimensionnement et l’implantation de celui-ci sans oublier la protection nécessaire en DC et
AC.

Houssem Loungou & Ahmed Khirallah 79 FSGf

Références bibliographiques

Référence bibliographiques

[1]https://terresolaire.com/comprendre-le-solaire/photovoltaique/histoire-du-

photovoltaique/#:~:text=En%201954%2C%20les%20laboratoires%20Bell,pour%20les%2
0satellites%20se%20g%C3%A9n%C3%A9ralise.
[2]https://e-cours.univ-paris1.fr/modules/uved/envcal/html/rayonnement/1-rayonnement-
electromagnetique/
[3]https://fr.wikipedia.org/wiki/Dualit%C3%A9_onde-corpuscule
[4]https://energieplus-lesite.be/theories/climat8/ensoleillement-d8/
[5]https://www.jade-technologie.com/composition-dun-panneau-solaire/
[6]https://www.steg.com.tn/dwl/prosol/Referentiel_technique_des_installations_PV.pdf
[7]https://www.planete-energies.com/fr/medias/decryptages/la-cellule-photovoltaïque-
comment-ca-marche
[8]https://www.connaissancedesenergies.org/fiche-pedagogique/solaire-photovoltaique
[9]Cours de matière semi conducteur 2éme année
[10]https://www.photovoltaique.guidenr.fr/I_5_dopage-silicium-photovoltaique.php
[11]https://energieplus-lesite.be/theories/photovoltaique6/caracteristiques-electriques-des-
cellules-et-des-modules-photovoltaiques/
[12]https://energieplus-lesite.be/theories/photovoltaique6/caracteristiques-electriques-des-

cellules-et-des-modules-photovoltaiques/
[13]https://fr.wikipedia.org/wiki/%C3%89nergie_solaire_photovolta%C3%AFque
[14]https://fr.wikipedia.org/wiki/%C3%89nergie_solaire_photovolta%C3%AFque
[15]https://www.les-energies-renouvelables.eu/conseils/photovoltaique/avantages-panneau-
solaire-photovoltaique/
[16]https://www.maison-travaux.fr/maison-travaux/renovation-par-type/toiture-

charpente/toiture-toiture-charpente/avantages-inconvenients-dune-toiture-photovoltaïque-fp/
[17]https://conseil.manomano.fr/comment-calculer-la-puissance-et-la-taille-d-un-panneau-
solaire-n5974
[18]https://www.steg.com.tn/dwl/prosol/Manuel_de_procedures_IPV_Ver1.1_Nov_2015_p.p
df
[19]Nombre provisoire de modules: relation entre les puissances
[20]https://www.steg.com.tn/dwl/prosol/Manuel_de_procedures_IPV_Ver1.1_Nov_2015_p.p
df
[21]https://tel.archives-ouvertes.fr/tel-00525110/document

Houssem Loungou & Ahmed Khirallah 80 FSGf

Références bibliographiques

[22]https://www.steg.com.tn/dwl/prosol/Referentiel_technique_des_installations_PV.pdf
[23]https://www.steg.com.tn/dwl/prosol/Referentiel_technique_des_installations_PV.pdf
[24]https://www.steg.com.tn/dwl/prosol/Manuel_de_procedures_IPV_Ver1.1_Nov_2015_p.p
df
[25]https://www.steg.com.tn/dwl/prosol/Manuel_de_procedures_IPV_Ver1.1_Nov_2015_p.p
df
[26]Critères de choix du parafoudre (dossier technique de société)
[27]La norme NF 61439-1 :La présente partie de l’IEC 61439 formule les définitions et
indique les conditions d'emploi, les exigences de construction, les caractéristiques techniques
et les exigences de vérification pour les ensembles d'appareillage à basse tension.

[28]Choix du calibre de disjoncteur différentiel (dossier technique de société)
[29] La norme NC C 15-100 : fixe les règles de conception, de réalisation et d’entretien des
installations électriques basse tension en France. Elle veut ainsi offrir aux occupants une
sécurité optimale et une garantie de bon fonctionnement. Toutes les installations, neuves ou
entièrement rénovées, doivent respecter cette norme.

[30]Conception de câblage (dossier technique de société)
[31]Installationdel’onduleur :Installationhttps://www.steg.com.tn/dwl/prosol/Referentiel_tech
nique_des_installations_PV.pdf
[32]Mis en œuvre des
coffrets :https://www.steg.com.tn/dwl/prosol/Referentiel_technique_des_installations_PV.pdf

[33]Mise à la terre :
https://www.steg.com.tn/dwl/prosol/Referentiel_technique_des_installations_PV.pdf

[34]Etiquetage des composants :
https://www.steg.com.tn/dwl/prosol/Referentiel_technique_des_installations_PV.pdf

Sesont des références webographies prière de les changer en références bibliographiques :

Comment citer une référence bibliographique :[1] Nom, Prénom de l’auteur, titre,
journal ou livre, pages , année

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Annexes

Annexes

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Annexes

Annexe 1 : Caractéristiques du panneau soluxtec 275 Wc

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Annexes

Houssem Loungou & Ahmed Khirallah 84 FSGf

Annexes

Annexe 2 : Caractéristiques de l’onduleur invt MG3KTL

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