Conext : Solutions de conversion de l’énergie photovoltaïque pour sites raccordés au réseau, isolés ou en auto-consommation

Schneider Electric dispose à la fois d’une expérience et de technologies éprouvées pour permettre de réaliser des installations photovoltaïque performantes.
Les solutions couvrent les installations résidentielles et tertiaires et permettent de gérer et de distribuer efficacement l’énergie générée localement, depuis la sortie en courant continu des modules photovoltaïques jusqu’aux coffrets de courant alternatif pour la liaison au réseau de distribution.

Solutions pour le résidentiel et le tertiaire connectés au réseau
(1) Bâtiment résidentiel.
(2) Bâtiments et abris tertiaires.
(3) Installations de production photovoltaïque décentralisées.

Solutions pour l’auto consommation, les sites isolés et les alimentations de secours
(4) Site résidentiel isolé.
(5) Alimentation de secours dans le résidentiel.
(6) Auto-consommation avec batteries dans le résidentiel.
(7) Petit réseau isolé.
(8) Site tertiaire isolé.
(9) Alimentation de secours dans le tertiaire.
(10) Auto-consommation avec batteries dans le tertiaire.

Gamme Conext

Conversion pour sites raccordés au réseau

Les solutions Schneider Electric pour le résidentiel et le tertiaire connectées au réseau
comprennent tout le matériel depuis les modules photovoltaïques jusqu’à la liaison au réseau.

Conext RL : la solution solaire pour le résidentiel

La gamme d’onduleur Conext RL de Schneider Electric est spécialement conçue pour optimiser le rendement des installations pour tout type de toits de maisons individuelles.
Ses performances élevées (large plage de température et de tension, algorithme d’ombrage partiel…) permettent de maximiser le retour sur investissement.
Onduleurs de 3, 4 et 5 kVA.

Performances :
– Rendement maximum élevé (97,5%).
– 2 MPPT (Maximum Power Point Tracking) pour un retour sur investissement rapide.
– Large plage de fonctionnement pour capter l’énergie même en début de matinée et en fin d’après-midi.
– Algorithme MPPT conçu pour minimiser l’effet d’ombrage partiel sur les panneaux photovoltaïques.
– Plage de fonctionnement de 160 à 500 V DC.

Fiabilité :
– Adapté aux conditions environnementales sévères (IP 65).
– Résistant aux essais rigoureux MEOST (Multiple Environmental Over Stress Testing).

Flexibilité :
– Raccordement de champs déséquilibrés.
– Convient à toutes les configurations de toit.

Facilité d’entretien :
– Technologie sans ventilateur pour une maintenance réduite.
– Carte de communication facilement remplaçable.

Facilité d’installation :
– Montage mural.
– Encombrement réduit.
– Connecteurs fournis.
– Boîtier étanche IP 65 (connecteurs MC4 et IP 67).
– Coffrets de protection montés câblés, 4 versions disponibles.
– Installation aisée grâce à son support livré.

Accessoires de supervision :
– Contrôleur de données Conext Monitor 20 Internet
– carte de communication (avec serveur web intégré) :
> Ethernet.
> Ethernet WiFi.

Exemples d’application :

Conext TL : la solution solaire pour le tertiaire et les installations photovoltaïques décentralisées

Performances :
– Rendement maximum élevé (> 98 %).
– 2 MPPT pour un retour sur investissement rapide.

Fiabilité :
– Résistant aux essais rigoureux MEOST (Multiple Environmental Over Stress Testing).

Flexibilité :
– Large plage de tension (350 – 850 V).
– Facile à connecter à un système de supervision.
– Adapté aux installations extérieures (électronique IP 65).

Facilité d’entretien :
– Sous ensembles (bloc ventilateur, carte de communication…) facilement remplaçables.
– Sectionneur DC intégré.
– Possibilité de désactivation à distance.

Facilité d’installation :
– Montage simple et rapide avec support inclus.
– Connecteurs enfichables DC et AC.
– Configuration multilingue automatique.

Exemples d’application :

Puissance : 15 et 20 kW.
Puissance : 8 et 10 kW.
La communication Modbus intégrée permet d’accéder aux fonctions de gestion de l’énergie et de supervision.

Conext Monitor 20 : Module de communication

Conext Monitor permet de superviser à distance jusqu’à 3 onduleurs Conext TL et Conext RL avec une puissance totale max de 20 kW, par l’intermédiaire d’un ordinateur, une tablette, ou d’un smartphone.
Une fois connecté à internet, les différentes données (production d’énergie, historique, impact sur l’environnement et paramètres de configuration, etc.) sont envoyées à un portail web accessible via un navigateur internet.

Avec quatre entrées numériques et une fonction de commande de puissance, il répond également aux exigences de raccordement au réseau en permettant la connexion d’un récepteur de télécommande centralisée à l’onduleur.

Performances :
Graphiques de la production d’énergie et analyse comparative en fonction de la région pour déceler les éventuels problèmes de performance de l’installation photovoltaïque.

Flexibilité :
– Fonctionne avec tous les onduleurs Conext RL et TL.
– Accès à distance aux données de l’installation.
– Alarme visuelle et sonore pour des rapports d’erreurs rapides.

Facilité d’entretien :
– Possibilité de sauvegarde et rechargement des données de configuration et de fonctionnement de l’installation.

Facilité d’installation :
– Encombrement réduit.
– Logiciel de configuration pour une assistance à l’installation inclus.
– Accès très simple au portail web.
– Interface de communication :
> Onduleur (Modbus RS485).
> Ethernet.
> USB.

Exemples d’application :

Conversion pour sites isolés ou auto-consommation

Conext SW
Conext SW est une gamme d’onduleurs / chargeurs monophasés.
Elle est enrichie par des fonctions complémentaires : coffrets de protections AC et DC, panneau de contrôle du système, équipement de supervision, démarreur automatique de générateur, etc.
Utilisés à l’unité ou en parallèle, les onduleurs / chargeurs permettent de répondre de manière souple et évolutive au besoin des installations isolées.

Performances :
Sortie de type onde sinusoïdale pure à haut rendement

Flexibilité :
– Sortie 50 ou 60 Hz.
– Puissance échelonnable jusqu’à 8 kW par assemblage d’onduleurs en parallèle.

Facilité d’entretien :
– Système de configuration et de supervision disponible.

Facilité d’installation :
– Installation murale aisée grâce à son support livré.

Exemples d’application :

Solutions avec onduleur Conext SW
– Bâtiment d’habitation connecté au réseau électrique.
– Stockage de l’énergie sur batterie pour pallier à une éventuelle interruption de l’alimentation électrique.

– Bâtiment d’habitation isolé.
– Production locale d’électricité à l’aide de panneaux photovoltaïques et d’un générateur.
– Stockage sur batterie de l’énergie non utilisée.

– Groupe isolé de bâtiments d’habitation connectés entre eux.
– Production locale d’électricité à l’aide de panneaux photovoltaïques et d’un générateur.
– Stockage sur batterie de l’énergie non utilisée.

Conext XW
Conext XW est une gamme d’onduleurs / chargeurs mono ou triphasés.
Elle est enrichie par des fonctions complémentaires : contrôleur de charge solaire, panneau de contrôle du système, démarreur automatique de générateur, etc.
Utilisés à l’unité ou en parallèle, les onduleurs / chargeurs permettent de répondre de manière souple et évolutive au besoin de chaque installation photovoltaïque : connectée au réseau ou isolée.

Performances :
– Sortie de type onde sinusoïdale pure à haut rendement.

Flexibilité :
– Fonctionne sur secteur ou comme un système autonome connecté à des générateurs ou à des sources d’énergie renouvelable.
– Adapté aux installations mono ou triphasées.
– Puissance échelonnable jusqu’à 36 kW par assemblage d’onduleurs en parallèle.

Facilité d’entretien :
– Système de configuration et de supervision disponible.

Facilité d’installation :
– Installation murale aisée grâce à son support livré.

Exemples d’application :

Solutions avec onduleur Conext XW
– Exploitation isolée.
– Production locale d’électricité triphasée à l’aide de panneaux photovoltaïques et d’un générateur.
– Stockage sur batterie de l’énergie non utilisée.

– Exploitation connectée au réseau électrique.
– Production locale d’électricité à l’aide d’un générateur.
– Stockage sur batterie ou revente au fournisseur d’électricité de l’énergie non utilisée.

– Exploitation connectée au réseau électrique.
– Production locale d’électricité à l’aide de panneaux photovoltaïques et d’un générateur.
– Stockage sur batterie ou revente au fournisseur d’électricité de l’énergie non utilisée (selon les normes en vigueur dans le pays).

– Exploitation isolée.
– Production locale d’électricité à l’aide de panneaux photovoltaïques et d’un générateur.
– Stockage sur batterie de l’énergie non utilisée.

– Groupe isolé de bâtiments d’habitation connectés entre eux.
– Production locale d’électricité triphasée à l’aide de panneaux photovoltaïques et d’un générateur.
– Stockage sur batterie de l’énergie non utilisée.

– Bâtiment tertiaire connecté au réseau électrique.
– Production locale d’électricité triphasée à l’aide de panneaux photovoltaïques et d’un générateur.
– Stockage sur batterie ou revente au fournisseur d’électricité de l’énergie non utilisée.

– Bâtiment tertiaire connecté au réseau électrique.
– Production locale d’électricité triphasée à l’aide d’un générateur.
– Stockage sur batterie ou revente au fournisseur d’électricité de l’énergie non utilisée.

Conext ComBox

Conext ComBox permet une surveillance à distance des onduleurs / chargeurs Conext, par l’intermédiaire d’un ordinateur, une tablette, ou un système de supervision.
Un serveur web embarqué donne accès aux données de l’installation sous forme graphique ( journaux d’événements, historiques de production, fonctionnement en temps réel, rendement,!etc.) et permet d’intervenir suite à une éventuelle alerte.

Une carte Micro-SD intégrée permet de stocker davantage de données.

Fonctionne avec les onduleurs / chargeurs Conext XW et SW, les contrôleurs de charge, le démarreur automatique de générateur, et le panneau de contrôle Flexible.
Communication Xanbus, Ethernet, RS485 Modbus.
Affichage 5 LEDs.
Les paramétrages sont mémorisés lors des périodes de coupure.
Configuration au travers d’une page web ou d’une tablette Android.
Installation en saillie ou sur rail DIN.

Panneau de contrôle batteries (Conext Battery Monitor)

Permet la gestion et le contrôle de l’état d’un parc de batteries :
> Affichage de l’autonomie, de la tension, du courant, de l’état de la charge, partage des données avec les autres équipements de l’installation, etc.
> Compatible avec Conext SW, XW, Conext ComBox …

Contrôleurs de charge

ConextTM MPPT 60 150
Contrôleur de charge photovoltaïque (PV) utilisé pour convertir l’énergie maximale d’un générateur PV pour fournir le courant maximum disponible destiné au chargement de batteries.
Lors de la charge, le MPPT 60 150 contrôle la tension de la batterie et le courant de sortie en fonction de la quantité d’énergie fournie par le générateur PV et de l’état de charge de la batterie.

> Tension nominale batterie 12, 24, 36, 48, 60 V.
> Tension max. générateur PV en fonctionnement : 140 V.
> Plage de tension de fonctionnement de la batterie : 0 à 80 V DC.
> Courant de charge max. : 60 A.
> Compatible avec Conext SW, XW+, Conext System Control Panel, Conext ComBox, Conext Automatic Generator Start.

ConextTM MPPT 80 600
Permet un grand nombre de fonctionnalités d’intégration et des performances de pointe pour l’installation et le raccordement simples d’une large gamme de systèmes de générateurs PV à un groupe de batteries.
Installer un MPPT 80 600 est plus rapide qu’installer plusieurs petits contrôleurs de charge, diminue encore le coût global en utilisant moins de chaînes PV, moins de câblage, moins de gaines en évitant les boîtiers de raccord et les disjoncteurs DC.
Une technologie de charge MPPT à balayage rapide avancé permet de collecter un maximum d’énergie disponible du générateur PV, même dans des conditions d’ombrage partiel.

> Tension nominale batterie 24 et 48 V.
> Tension max. générateur PV en fonctionnement : 195 à 550 V.
> Plage de tension de fonctionnement de la batterie : 16 à 67 V DC.
> Courant de charge max. : 80 A.
> Compatible avec Conext SW, XW+, Conext System Control Panel, Conext ComBox, Conext Automatic Generator Start.

Contrôleur de charge résidentiel (Conext C12 PWM)
Permet la régulation personnalisée de la charge des batteries et la gestion de l’éclairage et du délestage.

Contrôleurs de charge (Conext PWM C Series)
Permet la régulation personnalisée de la charge des batteries et la gestion de l’éclairage et du délestage.

> 35 A (12 et 24 V).
> 40 A (12, 24 ou 48 V).
> 60 A (12 et 24 V).

Accessoires

Conext SW Power Distribution Panels
> DC : panneau de disjoncteurs courant continu V DC.
Compatible avec Conext SW, Conext MPPT 60 150, Conext System Control Panel.

> AC : panneaux de disjoncteur courant alternatif V AC.
Compatible avec Conext SW, Conext MPPT 60 150, Conext System Control Panel.

Conext System Control Panel
Panneau de contrôle de générateurs.
Compatible avec Conext SW, XW+, Conext MPPT 60 150, Conext MPPT 80 600, Conext Battery Monitor, Conext Automatic Generator Start, Conext ComBox.

Conext Automatic Generator Start
Démarreur automatique de générateurs.
Compatible avec Conext SW, XW+, Conext MPPT 60 150, Conext MPPT 80 600, Conext Battery Monitor, Conext System Control Panel, Conext ComBox.

Comment optimiser un onduleur ?

Prise en compte de l’orientation des champs photovoltaïques
– Les onduleurs avec 1 seul MPPT (Maximum Power Point Tracker) peuvent prendre en charge une seule orientation de champs photovoltaïques.
– Les onduleurs avec 2 MPPT peuvent prendre en charge 1 ou 2 orientations.

Équilibrage des chaînes
– Une chaîne (strings) est un ensemble de modules photovoltaïques mis en série.
– Plusieurs chaînes peuvent être mises en parallèle.
– Dans ce cas, le nombre et le type de modules mis en série dans chaque chaîne doivent être les mêmes.

Choix de l’onduleur en fonction de la tension maximale à vide
La Tension Voc max est la tension maximale à vide du champs photovoltaïque.
Elle doit être inférieure ou égale à celle de l’onduleur.
– Pour la déterminer, il faut additionner la tension max à vide de chaque module et multiplier la somme par le coefficient d’impact de la température.
Exemple :
– 2 chaînes de 8 modules
– Voc de chaque panneau à 25 °C : 36,4 V.
– Voc du champs photovoltaïque = 8 x 36,4 V = 291,2 V.
– température ambiante minimale : -10 °C.
– coeffi cient d’impact de la température : -150 mV/°K.
– Ecart de température (de -10 à 25 °C) : 35 °C.
– Impact de la température sur la tension : 150 mV x 35°C x 8 modules = 42 V.
– Voc max : 291,2 + 42 = 333,2 V.

Optimisation de la puissance de l’onduleur
– L’onduleur a une plage de tension d’entrée dans laquelle il est capable de fournir sa puissance maximum : Vmpp.
– La tension de puissance maximum de chaque chaîne doit être dans cette plage.
– Une valeur d’impact de la température sur la tension de la chaîne doit être appliqué pour prendre le cas le plus défavorable.
Cette valeur est donnée par le constructeur de modules photovoltaïques.

Choix de l’onduleur en fonction de la puissance du champs photovoltaïque :
– La puissance de l’onduleur est à déterminer comme suit :
P onduleur = 0,9 x Pchamps PV

Protection des chaînes contre les courants de retour
Dans une installation avec plusieurs chaînes de modules PV en parallèle, les modules doivent être protégés contre l’effet des courants inverses pouvant prendre naissance dans les chaînes en défaut.

Exemple de détermination d’une protection
Caractéristiques de chaque module :
– Vocmax : 36 V.
– IscSTC (intensité de court-circuit) de chaque module : 8 A.
– IRM de chaque module (pour simuler différents états nous prendrons plusieurs cas) :
> Cas 1 : IRM = 12 A.
> Cas 2 : IRM = 16 A.
> Cas 3 : IRM = 24 A.
– Coefficient d’impact de la température -150 mV/°C.
– Caractéristiques du champs photovoltaïque (ces données sont fournies par le fabricant de module) :
> 4 chaînes de 8 panneaux en série
Impp du champs photovoltaïque = 4 x 8 A x 1,25 (coef. guide UTE C 15 -712-1) = 40 A.
Vocmax du champs photovoltaïque = 8 x [36 V + ((25°C – 60°C)*- 150 / 1000)] = 330 V.

Etape 1 : Déterminer le nombre de chaîne maximum en parallèle sans protection.
Le courant inverse potentiel lorsqu’une chaîne se met en défaut est déterminé comme suit :
– Ncmax = nombre de chaînes maximum en parallèle sans protection.
– Ncmax ≤ (1 + IRM / IscSTC) :
> Cas 1 : Ncmax = (1 + 12 A / 8 A) = 2 chaînes.
> Cas 2 : Ncmax = (1 + 16 A / 8 A) = 3 chaînes.
> Cas 3 : Ncmax = (1 + 24 A / 8 A) = 4 chaînes.

Etape 2 : Déterminer s’il est possible de regrouper plusieurs chaînes sur une protection.
– Npmax = nombre maximum de chaînes par dispositif de protection.
– Npmax ≤ (1 + IRM / IscSTC) / 2,4 :
> Cas 1 : Npmax = (1 + 12 A / 8 A) / 2,4 = 1 protection par chaîne.
> Cas 2 : Npmax = (1 + 16 A / 8 A) / 2,4 = 1 protection par chaîne.
> Cas 3 : Npmax = (1 + 24 A / 8 A) / 2,4 = 1 protection par chaîne.

Etape 3 : Déterminer le calibre de la protection
Si Npmax = 1 chaîne par protection
In ≥ à 1,4 x IscSTC.
In ≤ à IRM.
> Cas 1 :
– In ≥ à 1,4 x 8 A > ou égal à 11,2 A.
– In ≤ à 12 A.
– 12 A > In > 11,2 A.
> Cas 2 : 16 A > In > 11,2 A.
> Cas 3 : 24 A > In > 11,2 A.

Si Npmax = x chaînes par protection
In ≥ à Np x 1,4 x IscSTC.
In ≤ à IRM – (Np – 1) x IscSTC.

Sectionnement et coupure
La norme prévoit la mise en œuvre d’un dispositif de coupure sur la partie courant continu de l’installation photovoltaïque, à proximité de l’onduleur.
A des fins de diagnostique ou de maintenance, et lors de la présence de parafoudres courant continu, il peut être utile de prévoir un dispositif de coupure pour chaque câble de regroupement, voire pour chaque chaîne.
Il sera alors positionné en amont du parafoudre par rapport au générateur photovoltaïque.

Qu’est ce qu’un produit polarisé ?
Un appareillage électrique est dit “polarisé” lorsqu’il est conçu pour être traversé par le courant électrique dans un sens uniquement. Si le courant venait à circuler dans le sens non prévu, le produit n’assurerait plus sa fonction et pourrait être endommagé voir détruit.

Choix et dimensionnement des organes de coupure
Les organes de coupure destinés à être installés sur des chaînes ou des câbles de regroupement de l’installation doivent impérativement ne pas être polarisés (INS PV1 ou C60NA DC).
Seul l’organe de coupure général, placé avant l’onduleur, peut être polarisé (SW60 DC).
Afin de déterminer l’interrupteur-sectionneur adapté aux caractéristiques électriques de la portion de champs (ou du champs complet) qu’il devra couper, il est nécessaire de vérifier les 3 conditions suivantes :
> 1,2 x VocSTD ≤ Ue
> 1,25 x IccSTD ≤ I max.

Le point de coordonnées VmpSTD et ImpSTD est bien sous la courbe de caractéristique de l’interrupteur sectionneur.
Ceci est vérifiable en utilisant le graphique ci-dessous. Les 3 points doivent se situer sous la courbe de l’appareil choisi. Voir exemple ci-dessous.

Supposons un champ ayant les caractéristiques suivantes :
> Vocmax = 583 V.
> Isc = 30 A.
> Vmpp = 550 V.
> Impp = 25 A.

Il s’agit d’abord de positionner les 3 points A
(A) 1,25 x Isc = 37,5 A = ImpSTD
(B) 1,2 x Vocmax = 700 V = VmpSTD
(C) abscisse ImpSTD et ordonnées VmpSTD.

Les 3 points doivent se situer sous la courbe de l’organe de coupure choisi.
Dans ce cas :
> l’INS PV1 n’est pas adapté, et pourrait être détruit ou ne pas assurer la coupure.
> le SW60 DC est surdimensionné.
> le C60NA DC répond aux critères.

Exemples d’installation
Installation monophasée < 6 kVA avec 1 onduleur monophasé

Installation monophasée < 6 kVA avec plusieurs onduleurs monophasés

Installation triphasée > 6 kVA avec plusieurs onduleurs monophasés

Installation triphasée > 6 kVA avec plusieurs onduleurs triphasés

Logiciel de dimensionnement

– Interface intuitive et conviviale.
– Contrôle de la configuration.
– Calcul de la section des câbles.
– Près de 30 000 modules photovoltaïques en bibliothèque.
– Édition de rapports.

Conext Designer