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1 Guide de rédaction du cahier des ch a rges techniques des g é n é ra t e u rs

1 Guide de rédaction du cahier des ch a rges techniques des g é n é ra t e u rs photovo l t a ï q u e s connectés au réseau N ° ADEME / PVC / V 1 Contact : Fabrice Juquois www.ademe.fr Agence de l’Environnement et de la Maîtrise de l’Energie 2 REMERCIEMENTS L’ADEME tient à remercier pour leur participation active, tant au niveau de la définition du contenu technique, de la rédaction, que pour leur relecture positive, les personnes suivantes : M. Arrivets Sunwatt-France P. Boulanger GENEC/CEA Cadarache H. Colin GENEC/CEA Cadarache M. Coqueugniot Sunwatt-France A. Deves Costic B. Gaiddon Hespu M. Jedliczka Hespul D. Klaja EDF GDF Services E. Laget Apex-BP Solar J.-P. Lansard Total Energie H. Latouche Total Energie P. Malbranche GENEC/CEA Cadarache I. Michel IED G. Moine Transénergie R. Morlot CSTB B. Proisy Photowatt J.-Y. Quinette Tecsol A. Ricaud Cythelia B. Roquemorel Sert M. Schneider Sunwatt-Bio B. Spinner Apex-BP Solar Document rédigé par : Pascal Boulanger (CEA/GENEC) Toute représentation ou reproduction intégrale ou partielle faite sans le consentement de l’auteur ou de ses ayants droit ou ayants cause est illicite selon le Code de la propriété intellectuelle (Art. L122-4) et constitue une contrefaçon réprimée par le code pénal. Seules sont autorisées (Art. L122-5) les copies ou reproductions strictement réservées à l’usage privé du copiste et non destinées à une utilisation collective, ainsi que les analyses et courtes citations justifiées par le caractère critique, pédagogique ou d’information de l’œuvre à laquelle elles sont incorporées, sous réserve, toutefois, du respect des dispositions des articles L122-10 à L122-12 du même Code, relatives à la reproduction par reprographie. 3 AVANT-PROPOS L’ADEME, qui soutient la filière photovoltaïque depuis plus de 20 ans, a pris en novembre 2001 la décision d’encourager la diffusion des systèmes de production d’électricité d’origine photovoltaïque, connectés au réseau, sous la forme d’une aide à l’investissement, en complément des tarifs d’achat de cette électricité mis en place dans le cadre de l’arrêté du 13 mars 2002. Pour l’ADEME, le développement de cette technologie est indissociable de son intégration à l’enveloppe du bâtiment car le photovoltaïque peut être un véritable matériau de construction, esthétique et de haute technologie, et doit permettre l’intégration d’un moyen de production d’électricité sur le lieu même de sa consommation, même si la production est injectée sur le réseau. L’intérêt porté à la sécurisation électrique des abonnés trouve sa source dans les DOMs par les souhaits exprimés des abonnés de trouver des solutions au problème des ruptures d’approvisionnement électrique du fait d’événements divers, mais aussi en métropole suite à la tempête de fin 1999, qui priva d’un service minimal électrique un nombre important de consommateurs. Le présent document, élaboré par l’ADEME avec le soutien du Genec, et en concertation avec la profession et EDF présente les conditions techniques que devront respecter les installations photovoltaïques pour bénéficier du soutien financier de l’ADEME. 4 RÉSUMÉ Ce guide propose une méthodologie de rédaction du cahier des charges techniques des générateurs photovoltaïques raccordés au réseau qui seront soumis au financement de l’ADEME. Il rassemble et explique les meilleures pratiques, ainsi que les solutions techniques re c o m m a n d é e s , pour la conception, l’installation et le bon fonctionnement de générateurs photovoltaïques r a c c o rdés au réseau de distribution électrique basse tension. Il s’intègre dans l’ensemble des dispositifs mis en place par l’ADEME en accompagnement du programme national, ainsi que dans le cadre législatif qui régit le raccordement d’installations de production d’électricité indépendantes, en particulier l’arrêté du 13/03/2002. Il vise à promouvoir la réalisation de générateurs de qualité, tant au niveau des p e rf o rmances énergétiques qu’au niveau de l’intégration architecturale. Il ambitionne aussi de p a rticiper à l’amélioration de la qualité de ces générateurs et au partage, avec l’ensemble des acteurs impliqués dans ce domaine, du retour d’expérience consolidé sur un grand nombre d ’ i n s t a l l a t i o n s . Deux types de générateurs raccordés au réseau sont concernés par ce guide : les générateurs photovoltaïques dits de « connexion pure » et les générateurs dits « sécurisés » qui associent aux premiers un parc de stockage d’électricité, dans le but de perm e t t re la fourn i t u re d’un service électrique même en cas de défaillance ou d’absence du réseau. O rganisé en trois parties distinctes, il présente : • Quelques généralités sur l’électricité solaire photovoltaïque • Les règles générales et le référentiel normatif français et intern a t i o n a l • Quelques recommandations spécifiques proposées par l’ADEME Ces recommandations spécifiques sont susceptibles d’évoluer dans le temps pour deux raisons essentielles : les textes de loi et autres documents contractuels ne sont pas encore tous en vigueur et certaines recommandations pourront être revues en fonction du retour d’expérience accumulé au fil du programme national. C’est pourquoi ce document est évolutif et il conviendra que le lecteur s’assure qu’il possède bien la dern i è re version du guide. Ceci peut se faire facilement sur internet sur le site w w w. a d e m e . f r Ce guide s’adresse avant tout aux délégations régionales de l’ADEME qui auront à traiter les demandes de subvention de ces générateurs mais aussi à l’ensemble des interv e n a n t s p rofessionnels d’un projet d’installation photovoltaïque raccordée au réseau : • Maître d’œuvre • Maître d’ouvrage • Concepteurs • Bureaux d’études • Arc h i t e c t e s Les points techniques abordés sont : • Arc h i t e c t u re électrique des générateurs • Dimensionnement des générateurs et garantie de perf o rm a n c e s • Moyens et dispositifs de pro t e c t i o n • Recommandations d’intégration arc h i t e c t u r a l e Les deux mots clefs de ce programme initié par l’ADEME sont : p e rf o rmance et intégration. • Systémiers • Installateurs • Art i s a n s • Agences EDF et opérateurs réseau 5 EXECUTIVE SUMMARY This guide gathers the best practises and recommends some technical solutions for the realisation of photovoltaic plants connected to the low voltage electric grid, within the framework of the French national programme initiated by ADEME. This guide keeps with the accompanying measures operated by ADEME for this national promotion programme and with the French regulation of electric installation for independent production in the low voltage grid and especially in compliance with the French arrête dated 03/13/2002. This programme aims at promoting the quality of the realised PV plants, both from performance and building integration aspects. It also aims at improving the overall quality of the plants and sharing, with all involved partners, the feedback experience gained from a larger number of installations. Two kinds of grid connected generators are under concern: “direct” grid connected systems and “secured” grid connected systems in which, a storage is added to allow the supply of an electric service even in case of a grid failure or disappearance. Organised into three parts, the guide presents: • Some basics on solar photovoltaic electricity • National regulation and international standard as a common reference • ADEME specific recommendations for this programme It is worthwhile to mention that ADEME specific recommendations can evolve in time according to new regulations, new inputs and feedback gained expertise. That is why this guide is evolutionary, it is recommended the reader to verify that he has the latest version in hands, that could be loaded from ADEME Internet website: www.ademe.fr This guide audiences firstly ADEME’s local delegations that should be in charge of collecting and funding management. But it is also meant for all potential contractors of a grid connected PV system project: • Owner • Designers • Engineering offices • Architects • Building operator Main technical items are: • Electrical architecture • Safety • Sizing and optimisation • Building integration The two key words of this programme are: performance and building integration. • Office engineering • System supplier • Installers • Grid operator 6 SOMMAIRE Définitions et abréviations................................................................................8 Objectifs et limites du document.......................................................................9 PREMIÈRE PARTIE : L’ÉLECTRICITÉ SOLAIRE PHOTOVOLTAÏQUE CONNECTÉEAU RÉSEAU..................11 1. Principe de fonctionnement des générateurs photovoltaïques connectés au réseau...........12 2. Paramètres influençant la quantité d’énergie produite par un générateur photovoltaïque connecté au réseau.............................................................13 2.1. Le gisement solaire ...........................................................................14 2.2. Variations climatiques........................................................................14 2.3. Masque d’ombre..............................................................................15 2.4. Les autres paramètres........................................................................16 3. Types de générateurs raccordés au réseau de distribution électrique .................17 4. Architecture électrique des générateurs connectés au réseau............................18 4.1. Systèmes photovoltaïques de connexion pure.........................................19 4.2. Systèmes photovoltaïques de sécurisation..............................................20 4.2.1. Architecture du générateur ..........................................................20 4.2.2. Découpage de l’installation intérieure............................................21 5. Les différentes possibilités d’intégration au bâtiment........................................22 6. Invitation à la créativité.............................................................................24 DEUXIÈME PARTIE : RÉFÉRENTIEL NORMATIF ET RÈGLES DE L’ART.........................................25 1. Référentiel législatif...................................................................................26 2. Conditions techniques des générateurs photovoltaïques connectés au réseau. . . . . . . . . . . uploads/Ingenierie_Lourd/ guide-ademe-pvc.pdf