Énergie solaire photovoltaïque
Semaine 6 : Commande et surveillance
Guidance

La grande variété de charges possibles nous oblige à nous en tenir à des considérations générales. Dans beaucoup de cas, il est important que la commande centrale puisse réduire ou annuler la puissance consommée par les différentes charges en cas de pénurie d'énergie, par exemple pour protéger les batteries d'une décharge excessive, ou pour réserver l'énergie disponible aux charges les plus indispensables.
Nous allons distinguer les charges commandées par tout ou rien des charges dont la puissance peut être réglée de façon continue.
On peut aussi faire une distinction entre les charges commandées directement par le système central et celles qui ont une capacité de décision.

Charges commandées par tout ou rien

Certaines charges ne peuvent être commandées que par tout ou rien. C'est notamment le cas de beaucoup d'appareils ménagers (téléviseur...).
Si l'énergie consommée par ces charges traverse un convertisseur électronique de puissance, il est possible de prévoir une mise en "stand-by" de celui-ci.
Dans le cas contraire, la solution habituellement retenue est de prévoir un relais électromécanique entre l'installation photovoltaïque et la charge.
En effet, la chute de tension occasionnée par un contact métallique est beaucoup plus faible que la chute de tension occasionnée par le passage du courant dans un semiconducteur.

On utilise habituellement un relais normalement ouvert, c'est-à-dire un relais qui se ferme (donc laisse passer la puissance) seulement lorsqu'une tension est appliquée à sa bobine. De cette façon, en cas de pénurie d'énergie, on supprime en même temps la consommation des charges et la consommation de la bobine du relais.
Malheureusement, lorsque les charges sont connectées, on perd un peu d'énergie dans la bobine du relais puisqu'elle doit rester alimentée. Une solution à ce problème pourrait être l'utilisation de relais bistables. Les bobines de ces relais ne doivent être alimentées que lors des changements d'état, ce qui rend leur consommation négligeable. Ces relais sont malheureusement plus coûteux que les relais classiques, et il faut prévoir un circuit électronique supplémentaire pour générer les impulsions de changement d'état.

Charges commandables de façon continue

Certaines charges sont réglables de façon continue et peuvent donc servir à équilibrer la puissance consommée et la puissance produite.
Un exemple de telles charges est les moto-pompes utilisées pour puiser l'eau d'un puit. Les caractéristiques de ces charges, et donc leurs possibilités de réglage, dépendent beaucoup du type de pompe (volumique ou centrifuge), du type de moteur (DC à aimant permanent, DC à bobine d'excitation, asynchrone...) et du type de convertisseur électronique de puissance éventuel.

On notera que le démarrage d'un groupe moto-pompe nécessite souvent une pointe de puissance supérieure à la puissance de régime. Cela peut poser un problème si l'installation ne comporte pas de batterie. Par exemple, le matin, il faut attendre de disposer d'une puissance suffisante pour démarrer alors que l'on dispose déjà d'une puissance suffisante pour le pompage. C'est pourquoi, dans ce cas, un utilise souvent un dispositif nommé "booster" qui est capable d'accumuler assez d'énergie pour démarrer le moteur dès que la puissance est suffisante pour le groupe puisse continuer à fonctionner après le démarrage.

Charges "intelligentes"

Une façon d'alléger la tâche du régulateur central est de munir les charges d'un dispositif qui leur permet de régler ou annuler la puissance consommée en fonction de la disponibilité de l'énergie. Ceci suppose que l'information concernant cette disponibilité soit transmise aux charges. Cette information peut être la tension de fonctionnement du réseau local sur lequel les charges sont connectées, mais il est plus raisonnable de prévoir une transmission du signal par d'autres moyens (ligne électrique, fréquence porteuse...).

Cette information peut prendre la forme d'un coût de l'énergie au moment considéré : les charges réduisent leur consommation lorsque le coût de l'énergie augmente.

A la limite, ce mode de gestion peut donner lieu à une tarification si les charges appartiennent à des personnes juridiques différentes.

Dernière mise à jour le 08-03-2004