Production décentralisée : Système d'injection simple raccordé au réseau électrique
Le secteur de l’énergie connaît une révolution majeure avec l’émergence des technologies d’énergie renouvelable et les exigences croissantes de durabilité environnementale. Parmi les solutions disponibles, les systèmes d’injection simple raccordés au réseau électrique jouent un rôle crucial. Ils permettent aux producteurs d’énergie individuels ou industriels d’injecter l’électricité produite localement (généralement par des panneaux photovoltaïques ou des éoliennes) directement dans le réseau public.
Ce document vise à présenter en détail le fonctionnement, les composantes, les avantages, les inconvénients ainsi que le cadre réglementaire des systèmes d’injection simple raccordés au réseau électrique.
Définition et principes de base
Qu’est-ce qu’un système d’injection simple ?
Un système d’injection simple est un dispositif permettant de transférer l’énergie électrique produite localement vers le réseau électrique public. Contrairement à un système avec stockage, il ne prévoit pas d’accumulateur d’énergie : l’électricité produite est consommée immédiatement par les appareils électriques ou injectée dans le réseau.
Un système d’injection simple est un dispositif permettant de transférer l’énergie électrique produite localement vers le réseau électrique public. Contrairement à un système avec stockage, il ne prévoit pas d’accumulateur d’énergie : l’électricité produite est consommée immédiatement par les appareils électriques ou injectée dans le réseau.
Principe de fonctionnement :
Le principe repose sur la synchronisation avec le réseau. Le courant produit doit avoir la même fréquence (souvent 50 Hz) et la même tension que celle du réseau. Cette synchronisation est assurée par un onduleur spécialement conçu pour cette application.
Le principe repose sur la synchronisation avec le réseau. Le courant produit doit avoir la même fréquence (souvent 50 Hz) et la même tension que celle du réseau. Cette synchronisation est assurée par un onduleur spécialement conçu pour cette application.
Flux d’énergie
1. L’énergie est produite par une source (panneaux solaires, éolienne, etc.).
2. Elle est convertie en courant alternatif compatible réseau par un onduleur.
3. Elle alimente en priorité les appareils électriques locaux.
4. L’excédent est injecté dans le réseau électrique.
1. L’énergie est produite par une source (panneaux solaires, éolienne, etc.).
2. Elle est convertie en courant alternatif compatible réseau par un onduleur.
3. Elle alimente en priorité les appareils électriques locaux.
4. L’excédent est injecté dans le réseau électrique.
Composants d’un système d’injection simple
Générateur d’énergie
Panneaux photovoltaïques
Éoliennes:
Elles exploitent la force du vent pour produire de l’électricité. Plus adaptées aux zones rurales ou venteuses.
Elles exploitent la force du vent pour produire de l’électricité. Plus adaptées aux zones rurales ou venteuses.
Onduleur:
- Fonction principale
Convertir le courant continu (DC) du générateur en courant alternatif (AC) compatible réseau.
- Onduleur réseau (grid-tie)
Ce type d’onduleur est conçu pour fonctionner en synchronisation avec le réseau. Il ne fonctionne que si le réseau est disponible.
Convertir le courant continu (DC) du générateur en courant alternatif (AC) compatible réseau.
- Onduleur réseau (grid-tie)
Ce type d’onduleur est conçu pour fonctionner en synchronisation avec le réseau. Il ne fonctionne que si le réseau est disponible.
Protection et contrôle :
- Dispositifs de déconnexion
Permettent d’isoler le système en cas de maintenance ou de dysfonctionnement.
- Relais de sécurité
Empêchent l’injection d’énergie si le réseau est hors tension (anti - Is landing).
- Compteur d’énergie
- Compteur bidirectionnel
Il mesure à la fois l’énergie consommée du réseau et l’énergie injectée.
- Dispositifs de déconnexion
Permettent d’isoler le système en cas de maintenance ou de dysfonctionnement.
- Relais de sécurité
Empêchent l’injection d’énergie si le réseau est hors tension (anti - Is landing).
- Compteur d’énergie
- Compteur bidirectionnel
Il mesure à la fois l’énergie consommée du réseau et l’énergie injectée.
Fonctionnement technique et schéma type
Schéma de principe
· Source d’énergie (PV ou éolienne)
· Onduleur réseau
· Coffret de protection
· Compteur bidirectionnel
· Point de raccordement au réseau public
· Source d’énergie (PV ou éolienne)
· Onduleur réseau
· Coffret de protection
· Compteur bidirectionnel
· Point de raccordement au réseau public
Synchronisation avec le réseau
- Phasage
L’onduleur détecte les caractéristiques du réseau (tension, fréquence) pour injecter un courant en phase.
- Surveillance
L’onduleur surveille en continu les paramètres du réseau pour adapter sa production.
- Phasage
L’onduleur détecte les caractéristiques du réseau (tension, fréquence) pour injecter un courant en phase.
- Surveillance
L’onduleur surveille en continu les paramètres du réseau pour adapter sa production.
- Injection et priorité
- Autoconsommation prioritaire
L’énergie est d’abord consommée localement. Seul l’excédent est injecté.
L’énergie est d’abord consommée localement. Seul l’excédent est injecté.
- Injection totale (rare)
Dans certains cas, la totalité de l’énergie est injectée (ferme solaire, exploitation agricole).
Dans certains cas, la totalité de l’énergie est injectée (ferme solaire, exploitation agricole).
Avantages et inconvénients
Avantages :
- Réduction de la facture énergétique
L’autoconsommation permet de consommer sa propre énergie.
L’autoconsommation permet de consommer sa propre énergie.
- Contribution à la transition énergétique
Le système encourage la production d’énergies renouvelables.
Le système encourage la production d’énergies renouvelables.
- Simplicité d’installation
Moins complexe qu’un système avec stockage. Moins coûteux.
Moins complexe qu’un système avec stockage. Moins coûteux.
Inconvénients :
- Dépendance au réseau
Le système ne fonctionne pas en cas de coupure (sauf dispositif supplémentaire).
Le système ne fonctionne pas en cas de coupure (sauf dispositif supplémentaire).
- Absence de stockage
L’énergie non consommée doit être injectée. Pas de possibilité de l’utiliser plus tard.
L’énergie non consommée doit être injectée. Pas de possibilité de l’utiliser plus tard.
- Rendement variable
La production dépend fortement de l’ensoleillement ou du vent.
La production dépend fortement de l’ensoleillement ou du vent.
Cadre réglementaire et raccordement
Démarches administratives:
- Déclaration de production
Une déclaration préalable est nécessaire auprès du gestionnaire du réseau (ENEDIS en France).
Une déclaration préalable est nécessaire auprès du gestionnaire du réseau (ENEDIS en France).
- Convention de raccordement
Elle fixe les conditions techniques et économiques de l’injection.
Elle fixe les conditions techniques et économiques de l’injection.
Contrat d’achat d’énergie
- Obligation d’achat
L’État peut obliger certains fournisseurs à acheter l’électricité injectée à un tarif réglementé.
L’État peut obliger certains fournisseurs à acheter l’électricité injectée à un tarif réglementé.
- Vente en surplus ou totale
Deux modèles économiques existent selon la consommation locale.
Deux modèles économiques existent selon la consommation locale.
Normes et sécurité
- Norme UTE C 15-712
Norme française qui définit les conditions de raccordement des systèmes photovoltaïques au réseau.
Norme française qui définit les conditions de raccordement des systèmes photovoltaïques au réseau.
- Protection des personnes et des biens
Le système doit être conformes aux normes de sécurité électrique en vigueur.
Le système doit être conformes aux normes de sécurité électrique en vigueur.
Applications pratiques
Ø Habitat individuel
Permet l’autoconsommation avec vente du surplus. Solution populaire dans les maisons individuelles.
Permet l’autoconsommation avec vente du surplus. Solution populaire dans les maisons individuelles.
Ø Exploitations agricoles
Les toitures de hangars sont souvent utilisées pour les installations photovoltaïques de grande taille.
Les toitures de hangars sont souvent utilisées pour les installations photovoltaïques de grande taille.
Ø Collectivités locales
Les mairies, écoles ou gymnases peuvent s’équiper pour réduire leur facture et sensibiliser au développement durable.
Les mairies, écoles ou gymnases peuvent s’équiper pour réduire leur facture et sensibiliser au développement durable.
Ø Entreprises et industries
Elles peuvent optimiser leur consommation et valoriser leur image écologique.
Elles peuvent optimiser leur consommation et valoriser leur image écologique.
Évolutions et perspectives
§ Intégration de l’intelligence artificielle
Les systèmes peuvent être équipés de logiciels intelligents pour optimiser la production et la consommation.
Les systèmes peuvent être équipés de logiciels intelligents pour optimiser la production et la consommation.
§ Couplage avec stockage
L’ajout de batteries permettra dans le futur d’associer autoconsommation et autonomie énergétique.
L’ajout de batteries permettra dans le futur d’associer autoconsommation et autonomie énergétique.
§ Micro grids et autarcie locale
Les systèmes d’injection simple peuvent être les briques de base de réseaux d’énergie locaux et autonomes.
Les systèmes d’injection simple peuvent être les briques de base de réseaux d’énergie locaux et autonomes.
Conclusion
Les systèmes d’injection simple raccordés au réseau électrique représentent une solution technique et économique accessible pour démocratiser la production d’énergie renouvelable. En facilitant l’autoconsommation et l’injection dans le réseau, ils participent activement à la transition énergétique. Le cadre réglementaire favorable et l’évolution technologique constante laissent entrevoir un avenir prometteur pour ces systèmes. Toutefois, leur efficacité dépend de la qualité de l’installation, du dimensionnement et de la gestion intelligente de la consommation.
Schéma type d’un système photovoltaïque en injection réseau – montre les panneaux, onduleur, coffrets DC/AC et le point de raccordement
Les systèmes d’injection simple raccordés au réseau électrique représentent une solution technique et économique accessible pour démocratiser la production d’énergie renouvelable. En facilitant l’autoconsommation et l’injection dans le réseau, ils participent activement à la transition énergétique. Le cadre réglementaire favorable et l’évolution technologique constante laissent entrevoir un avenir prometteur pour ces systèmes. Toutefois, leur efficacité dépend de la qualité de l’installation, du dimensionnement et de la gestion intelligente de la consommation.
Schéma type d’un système photovoltaïque en injection réseau – montre les panneaux, onduleur, coffrets DC/AC et le point de raccordement