Solis Seminar, Épisode 34: Systèmes d’alimentation solaire PV avec générateurs diesel

Contexte

Dans certains endroits du monde, le réseau électrique peut être coupé pour une durée indéterminée en raison d’une alimentation instable ou des coupures planifiées via des programmes tels que le « délestage ». Pendant ce temps, un système solaire photovoltaïque standard connecté au réseau électrique sera également hors service. Comment peut-on garantir qu’un système solaire photovoltaïque continue de fonctionner pendant ces coupures de courant temporaires, mais souvent longues ?

Ce séminaire de Solis vous apporte une solution de système hybride solaire PV + générateur diesel et une discussion sur les questions connexes.

Figure 1 : Système hybride PV+ générateur diesel

Solution 1 : Systèmes d’alimentation électrique à faible capacité, à charges stables et sans périodes de forte consommation soudaine.

Grâce aux propres réglages de l’onduleur et à son adaptabilité intelligente, nous pouvons connecter la centrale photovoltaïque au système de commande du générateur.

Figure 2 : Solution de système hybride PV+ diesel sans contrôleur

La topologie du système est indiquée dans la Figure 2. L’onduleur est connecté au réseau virtuel qui est composé d’un système de générateur diesel grâce à ses capacités d’auto-adaptation et de réglage. La solution est simple et stable, et ne nécessite ni appareil ni coût supplémentaire.

Nous avons seulement besoin de régler et d’ajuster l’onduleur comme suit :

1. Remplacez le standard de connexion au réseau de l’onduleur par celui qui s’adapte au générateur

2.La plage d’adaptation de fréquence de l’onduleur doit être réduite à 47 ~ 52 Hz

3. Activez la fonction « Déclassement de fréquence » de l’onduleur

4. Activez la fonction « Volt-Watt » de l’onduleur

Système à titre d’exemple 1

Afin de promouvoir la production d’énergie verte et de réaliser progressivement la mission de «pic de carbone et neutralité carbone », la Chine a mis en œuvre des mesures strictes de réduction de la consommation d’électricité en 2021, et de nombreuses usines à forte consommation d’énergie ont été touchées.

Dans cet exemple, il s'agit d’un fabricant d’appareils électriques situé à Ningbo, dans la province du Zhejiang. L’entreprise dispose d’une centrale solaire photovoltaïque de 1 MW, utilisant 17 onduleurs connectés au réseau électrique 60 kW de Solis, et connectée au réseau à quatre points de connexion au réseau.

Affectée par la réduction de la consommation d’énergie, une partie de la centrale a été mise hors tension et le système photovoltaïque connecté au réseau est hors service. Cela a affecté les besoins en électricité de l’atelier de la chaîne de montage d’environ 270 kW. En travaillant avec la société, les ingénieurs de Solis utilisent 3 onduleurs de 60 kW pour fonctionner ensemble avec un système de générateur diesel de 350 kW sur site. La puissance de sortie de ce système PV est de 150 kW et le taux d’utilisation PV maximum de la charge atteint 50 %, atteignant l’objectif d’économiser la consommation de carburant.

Figure 3 : Système d’alimentation hybride PV + groupe générateur diesel sur site

Figure 4 : Emplacement sur site du générateur diesel

Résumé

Ce système permet de réduire le coût de l’électricité par kilowattheure sous forme de PV + générateurs grâce à la capacité de réglage adaptatif de l’onduleur. Cependant, dans certains cas, le rapport de capacité photovoltaïque ne doit pas être trop important et la charge doit être constante. Cette solution n’est pas adaptée aux grandes fluctuations de charge. Le rapport de capacité photovoltaïque doit être inférieur à 40 % de l’alimentation électrique totale pour garantir la stabilité du système.

Solution 2 : systèmes d’alimentation électrique avec des grandes charges soudaines et un rapport de capacité photovoltaïque élevé

Ceux-ci nécessitent généralement une plus grande proportion de capacité photovoltaïque sur site (plus de 70 %) et il vous faut introduire un équipement de contrôle et de communication du système pour ajuster l’équilibre entre le PV solaire, le générateur et la charge.

Figure 5 : Solution de système hybride PV+ diesel avec contrôleur

Cette solution utilise le contrôleur AGC de DEIF et les onduleurs de Solis pour une commande coordonnée. Il prend en charge jusqu’à 16 onduleurs solaires et 1 ou 2 générateurs diesel. Il peut prendre en charge plusieurs modes de fonctionnement tels que les combinaisons connectées au réseau et hors réseau, etc. Par conséquent, il a une plus grande extensibilité et flexibilité, et constitue un bon choix du système pour de nombreuses zones reculées, zones et régions insulaires où il n’y a pas réseau stable ou où il y a un réseau peu stable.

Système à titre d’exemple 2

Cet exemple est situé au Brésil et utilise le contrôleur hybride AGC 150 de DEIF pour intégrer et contrôler un système solaire photovoltaïque de 500 kW. Le système solaire utilise des onduleurs Solis-50K, et puis fusionne en un réseau virtuel constitué d’un système de générateur diesel de 500 kW pour alimenter la charge de 430 kW à 470 kW de l’usine.

Avec suffisamment de soleil, le système solaire PV peut fournir jusqu’à 360 kW de puissance, représentant plus de 70 %.

Résumé

Grâce à l’introduction de contrôleurs supplémentaires, cette solution peut coordonner et gérer de manière efficace la sortie des onduleurs et des générateurs dans le système pour répondre à la consommation de puissance de charge. Il peut également maximiser l’énergie produite par le système PV pour réduire la consommation d’énergie de carburant. Par conséquent, le système est plus stable et peut s’adapter au scénario d’application de charges lourdes avec des changements soudains. La capacité solaire photovoltaïque peut fournir 70 % à 80 % de l’alimentation totale et réaliser facilement un système d’alimentation électrique hybride de niveau MW.