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Enjeux relatifs au raccordement des installations photovoltaques
aux rseaux publics de distribution Analyse des cots des oprations
de raccordement, identification des impacts techniques
et recommandations pour lintgration des installations
photovoltaques en basse tension
M40 J100
Pantone 151 C
C 90 M42 J 5 N0
Pantone 285 C
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Principaux rsultatsLa rglementation relative au raccordement des
installations de production fixe le principe que toute opration de
raccordement est majoritairement finance par le demandeur (au moins
60 % du cot du raccordement).
Sur la base de scnarios de dveloppement du photovoltaques allant
de 500 1 000 MW par an, les cots de raccordement et de dveloppement
charge des gestionnaires de rseaux et financs dans le cadre du
TURPE sont valus entre 70 M/an et 140 M/an. Ces lments de chiffrage
sont donc infrieurs dun facteur 10 ceux annoncs par ERDF (1
000M/an).
Concernant les enjeux techniques, le dveloppement des
installations photovoltaques sur les rseaux BT prsente plusieurs
avantages pour le gestionnaire de rseau : diminution des transits
au niveau des dparts et rduction de la facture daccs au rseau,
rduction des chutes de tension, etc. Les ventuelles situations de
contraintes de tension, limites des configurations particulires, ne
risquent pas de provoquer de black-out ; la mise en uvre de mesures
simples (rgulation de tension, etc.) permet de traiter ce phnomne
en optimisant lintgration de systmes photovoltaques sur ces
rseaux.
Principales prconisations1. Prolonger les travaux du consortium
ESPRIT1 et tablir une expertise franaise sur le raccordement et
limpact des installations
photovoltaques sur les rseaux BT ;2. Tirer pleinement profit des
performances lectriques des installations de production
photovoltaques ;3. Pallier aux carences du cadre rglementaire et
technique franais relatif au raccordement des installations
photovoltaques ;4. Amliorer la transparence dans les activits dERDF
;5. Favoriser la ralisation des travaux de branchements par les
installateurs photovoltaques.
1 Etudes Scientifiques Prnormatives sur le Raccordement au rseau
lectrique dInstallations Techniques photovoltaques (CEA, INES,
TRANSENERGIE, EDF, HESPUL, IDEA, G2E Lab).
Le Syndicat des nergies renouvelables (SER) est lorganisation
professionnelle qui regroupe les entreprises de lensemble des
filires nergies renouvelables : biomasse, bois, biocarburants,
olien, gothermie, hydraulique, solaire thermique et photovoltaque.
Cr en 1993, il a pour objet de promouvoir les intrts des
industriels et des professionnels franais des nergies renouvelables
et de dfendre ces intrts au niveau des pouvoirs publics franais et
europens. Il compte plus de 500 membres et reprsente la profession
auprs des pouvoirs publics. A ce titre, il reprsente le secteur des
nergies renouvelables dans diffrentes instances publiques ou
associatives, comme le Conseil Suprieur de lEnergie et lUnion
Franaise de lElectricit.
SOLER compte 275 membres, actifs dans toutes les rgions de
France et intervenant sur lensemble de la chane de valeur de la
filire photovoltaque.
Pour en savoir plus : www.enr.fr
Le cabinet Fractal est un cabinet de conseil dans les nergies
renouvelables fond en 2010 par Nathalie Delacroix aprs 20 ans passs
chez EDF dont les 5 dernires annes en tant que "Grand Compte
Energies Renouvelables" RTE.
Son dveloppement repose sur deux axes principaux:- la formation
des tudiants de demain aux enjeux du green business et plus
particulirement l'insertion des energies renouvelables dans le
rseau en France.- conseiller les porteurs de projets de taille
>12 MW dans leur ngociations/dialogues avec les gestionnaires de
rseaux en France.Ce cabinet dveloppe aussi des conseils en matire
de communication financire pour les entreprises cotes.
-
IntroductionLe dveloppement du photovoltaque a rcemment fait
lobjet de nombreuses critiques de la part dERDF, qui considre que
le cot de raccordement de ces installations est trop lev et quelles
font courir des risques de black-out. Largumentaire incomplet dERDF
et les quelques lments de chiffrage qui ont pu tre rendus publics
et repris dans la presse ont cre une grande confusion concernant le
raccordement des installations photovoltaques et leur influence sur
les rseaux publics de distribution dlectricit.
Dans ce contexte, il nous parait ncessaire de faire le point sur
le raccordement de telles installations : tout dabord, sur les cots
engendrs et sur leur prise en charge, puis sur les enjeux
techniques lis au dveloppement du photovoltaque, en particulier sur
les rseaux publics dlectricit basse tension.
Note mthodologiquePar souci de simplification, nous avons retenu
les lments communiqus par ERDF dans la mesure o le distributeur du
groupe EDF gre 95 % du rseau public de distribution sur le
territoire mtropolitain, ce qui reprsente 1,3 millions de km de
lignes lectriques 20kV. Le distributeur ERDF met en ligne une
documentation importante, ce qui nest pas toujours le cas des
autres distributeurs en France.
Par ailleurs, dans ce document, on considrera quen rgle gnrale
la production d'lectricit photovoltaque se dveloppe sur des sites
consommateurs dj raccords au rseau ou nouveaux : ce sont des sites
consommation/production dits mixtes pour lensemble des
installations en toitures, y compris les grandes toitures jusqu 2-3
MW. Seules les fermes au sol sont des sites producteurs purs,
comparables une installation de production de type biomasse, olien,
etc.
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CHAPITRE 1 LE RACCORDEMENT DES PRODUCTEURS AUX RSEAUX PUBLICS DE
DISTRIBUTION 6 1. Le cadre rglementaire 6 2. Les tudes de
raccordement menes par les gestionnaires de rseau 7 2.1. La
vrification des seuils lectriques 7
2.2. Limportance des hypothses utilises dans les tudes 8
2.3. Principaux impacts pour les rseaux de distribution de la
production photovoltaque 8
3. Primtre de facturation et dtermination des cots 10 3.1. Les
cots de raccordement lis au dveloppement de la production
photovoltaque 10
3.2. Primtre de facturation du producteur 10
3.3. Principes de dterminations de cots facturs un producteur
11
CHAPITRE 2 UNE VALUATION DES COTS FINANCS PAR LE TURPE DANS UN
CONTEXTE DE DVELOPPEMENT DU PHOTOVOLTAQUE 12 1. Analyse du
dveloppement de la puissance photovoltaque raccorde au rseau de
distribution ERDF 12 1.1. Point sur la situation actuelle 12
1.2. Scenarios proposs 13
2. Evaluation du cot de raccordement et de dveloppement du rseau
14 2.1. Dveloppement de rseau 14
2.2. Evaluation des cots pour le gestionnaire de rseau 18
CHAPITRE 3 LMENTS DE RFLEXION POUR OPTIMISER LE RACCORDEMENT DES
INSTALLATIONS PHOTOVOLTAQUES SUR LES RSEAUX PUBLICS DE DISTRIBUTION
19 1. Minimiser les impacts des contraintes de tension 19 2.
Complter et prciser la Documentation Technique de Rfrence 20 3.
Prparer lavenir 20
CHAPITRE 4 PRINCIPALES PRCONISATIONS 1. Prolonger les travaux du
consortium ESPRIT et tablir une expertise franaise sur le
raccordement et limpactdes installations photovoltaques sur les
rseaux BT 21 2. Tirer pleinement profit des performances lectriques
des installations photovoltaques 21 3. Pallier aux carences du
cadre rglementaire et technique franais relatif au raccordement des
installations photovoltaques 22 4 Amliorer la transparence dans les
activits dERDF 22 5. Favoriser la ralisation des travaux de
branchements par les installateurs photovoltaques (< 36 kVA)
22
BIBLIOGRAPHIE 23ANNEXES Dfinitions 24 Les seuils de contraintes
sur le rseau bt 25
Primtre de financement du producteur raccorde en bt 26
Primtre de financement du producteur en hta 27
Mthode de calcul de la tension 28
Schma de raccordement dun producteur < 36 kva 30
SOMMAIRE
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ENJEUX RELATIFS AU RACCORDEMENT DES INSTALLATIONS
PHOTOVOLTAIQUES AUX RESEAUX PUBLICS DE DISTRIBUTION
6 FRACTAL 1.0 | SER-SOLER | Septembre 2010
La loi n2000-108 du 10 fvrier 2000 dans ses articles 4, 18 et
21-3 prvoit explicitement que : Les gestionnaires de rseaux de
distribution dlectricit sont
responsables du dveloppement du rseau public de distribution
dlectricit en vue, notamment, de permettre le raccordement des
installations de consommation et de production dans leur zone de
desserte exclusive ;
Le raccordement dun utilisateur aux rseaux publics comprend la
cration douvrage dextension, douvrage de branchement en basse
tension et, le cas chant, le renforcement des rseaux existants
;
Le cot de raccordement d'une nouvelle installation est couvert
en partie par le tarif dutilisation des rseaux, le reste faisant
lobjet dune contribution de la part du demandeur des
raccordements.
La loi SRU du 13 dcembre 2000, complte par la loi du 2 juillet
2003 (loi UH), permettent aux communes ou aux EPCI de faire
supporter aux ptitionnaires tout ou partie des quipements dont
elles ont la charge. Le financement de ces quipements publics
inclut notamment la partie extension du rseau lectrique.
Deux textes viennent prciser les modalits dapplication pour la
facturation des raccordements au rseau public de distribution
dlectricit :
Le dcret du 28 aot 2007, qui dtermine la consistance des
ouvrages de branchements et dextension ;
Larrt du 28 aot 2007, qui fixe les principes de calcul de la
contribution financire des bnficiaires dun raccordement au cot de
ralisation des ouvrages mentionns dans la loi du 10 fvrier
2000.
Dautres textes prcisent certains lments qui sont pris en compte
soit dans le cadre dun raccordement, soit encore dans le cadre du
dveloppement du rseau : Le dcret et larrt du 24/12/2007, qui
dfinissent les
obligations des gestionnaires de rseaux et les prescriptions
techniques en matire de qualit des rseaux publics de distribution
et de transport d'lectricit ;
Le dcret et larrt du 23 avril 2008, qui dfinissent les
prescriptions techniques gnrales de conception et de fonctionnement
pour le raccordement d'installations de production aux rseaux
publics d'lectricit. Ils dfinissent notamment la tension de rfrence
rappele ci-dessous.
Le raccordement des installations de production aux rseaux
publics de distribution est encadr par plusieurs textes
rglementaires, et la documentation technique de rfrence des
gestionnaires de rseaux prcise les tudes lectriques qui sont menes
lors dune demande de raccordement. Ces textes permettent de
comprendre les travaux pouvant tre mens sur le rseau lors du
raccordement dinstallations photovoltaques et les principes de
prise en charge de leurs cots.
Le raccordement et le dveloppement du rseau sont deux notions
lies. En effet, le raccordement dune nouvelle installation de
production dlectricit sur le rseau peut amener celui-ci atteindre
des seuils limites de fonctionnement. Dans de telles conditions,
une adaptation de rseau ou une cration de rseau peut savrer
ncessaire.
En consquence, les textes qui rglementent lactivit des
gestionnaires de rseaux ont associ ces deux notions : raccordement
et dveloppement de rseau.
01 Le cadre rglementaire
Domaine de tension Puissance Pmax limite
BT monophas 18 kVA
BT triphas 250 kVA
HTA 12 MW
Chapitre I
LE RACCORDEMENT DES PRODUCTEURS AUX RSEAUX PUBLICS DE
DISTRIBUTION
-
ENJEUX RELATIFS AU RACCORDEMENT DES INSTALLATIONS
PHOTOVOLTAIQUES AUX RESEAUX PUBLICS DE DISTRIBUTION
7FRACTAL 1.0 | SER-SOLER | Septembre 2010
2 Notion dfinie en Annexe 1.
Par ailleurs, larrt du 17 juillet 2008, publi en novembre 2009 :
Fixe le taux de rfaction applicable pour les extensions et les
branchements 40 % et son entre en vigueur au 1er janvier 2009
;
Prcise que le barme du gestionnaire de rseaux public de
distribution ERDF approuv par la CRE entre en vigueur le 1erjanvier
2009. Ce barme est publi par le gestionnaire de rseaux ERDF sur son
site web et accessible tous les utilisateurs;
Dfinit lopration de raccordement de rfrence comme celle qui
minimise la somme des cots de ralisation des ouvrages de
raccordement au rseau la tension de rfrence (cf. ci-dessous).
Larrt du 29 mars 2010 prcise les modalits pratiques de mise en
uvre du contrle des performances des installations de production
raccordes en basse tension aux rseaux publics de distribution
dlectricit.Cest dans ce cadre que les gestionnaires de rseaux de
distribution instruisent les demandes de raccordement avec la
distinction entre le branchement et lextension2 (dveloppement de
rseau).
Les tudes de raccordement menes par les gestionnaires de rseau
ont pour objectif de dterminer les ouvrages tablir ou modifier pour
assurer une desserte dans des conditions techniques et conomiques
optimales. En effet, le dimensionnement du raccordement projet doit
permettre dassurer le maintien du rseau existant et futur dans un
domaine de fonctionnement acceptable.
Larrt du 23 avril 2008 prcise les points qui sont examins par le
gestionnaire de rseau et ERDF publie un document synthtique qui
rcapitule lensemble des tudes menes pour le raccordement en basse
tension dun consommateur. Ce mme arrt dfinit les exigences du
gestionnaire de rseaux vis--vis des installations de production se
raccordant aux rseaux de distribution. Ces exigences diffrent selon
la puissance de linstallation de production.
Ltude mene systmatiquement lors du raccordement dun utilisateur,
producteur ou consommateur, est la vrification des seuils de
contraintes lectriques (intensit et tension) : le gestionnaire de
rseau calcule ces seuils en se basant sur la description
topologique du rseau, sur une modlisation des charges partir des
lments de comptage et de profils de consommation.
2.1.1. Contraintes dintensit Chaque ouvrage lectrique possde des
limitations en termes dintensit pouvant y transiter (une charge
maximale). Cette charge est la somme algbrique de la consommation
(+) et de la production injecte sur le rseau (-). En labsence de
contrainte sur le rseau, lajout dune production sur le rseau BT a
pour effet initial de diminuer les transits et donc de limiter le
risque datteinte dune contrainte dintensit.
Lajout dune installation de production sur un site mixte
nentrainera jamais une contrainte dintensit ds lors que la
puissance de la production raccorde est infrieure ou gale la
puissance souscrite pour un site mixte.
2.1.2. Contraintes de tensionLa tension normale de distribution
en basse tension est rgie par larrt ministriel du 24/12/2007.
Celui-ci fixe 230/400 V le niveau de la tension nominale sur les
rseaux de distributions BT en France. Sont galement dfinis dans cet
arrt : Les valeurs maximales admissibles (valeurs moyennes sur
10min) correspondant une plage de (10 % ) autour des valeurs
nominales ;
Une valeur maximale du gradient de chute de tension (2 %).
Il y a contrainte de tension lorsque la tension franchit le
niveau autoris. Ce seuil est compris entre 12,5 % et 10 % du niveau
de tension nominal dfinit dans les textes rglementaires, en
fonction de la chute de tension HTA entre le poste source et le
transformateur HTA/BT. Ce seuil est li au plan de tension en
vigueur sur le rseau HTA/BT en France.
2.1. La vrification des seuils lectriques
02 Les tudes de raccordement menes par les gestionnaires de
rseau
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ENJEUX RELATIFS AU RACCORDEMENT DES INSTALLATIONS
PHOTOVOLTAIQUES AUX RESEAUX PUBLICS DE DISTRIBUTION
8 FRACTAL 1.0 | SER-SOLER | Septembre 2010
Les carts de tension dpendent notamment des transits dnergie
active et ractive dans chaque lment du rseau, des caractristiques
physiques des rseaux (longueur, section, matriaux) et des moyens de
rglage de la tension qui permettent de compenser partiellement
certains carts de tension (rgleurs en charge dans les postes
HTA/BT).
Les installations consommatrices dnergie ont tendance provoquer
des baisses de tension alors que les installations de production
ont tendance gnrer des hausses. Les lvations de tension lies la
production seront dautant plus importantes que
la longueur de cble est importante (distance au poste HTA/BT) et
que la consommation est faible.
Certaines tudes complmentaires peuvent venir sajouter dans le
cas dun raccordement dune installation photovoltaque, afin de
prendre en compte lensemble des impacts potentiels sur le rseau de
distribution : Variation rapide de puissance ; Harmonique de
courant ; Perturbation du signal tarifaire ; Contribution aux
courants de court-circuit.
La puissance prise en compte pour ltude de raccordement dun
producteur est la puissance de raccordement quil communique, ce qui
nest pas le cas lorsquil sagit du raccordement de consommateur o la
puissance des utilisateurs domestiques peut tre pondre.
Les tudes de seuil lectrique reposent dune part sur la topologie
du rseau, cest dire la description du rseau existant et dautre part
sur la description des charges qui transitent linstant t sur le
rseau, via le comptage.
Cette description des charges est essentielle pour la qualit du
rsultat. Labsence de compteurs courbe de charge en basse tension
conduit utiliser des mthodes statistiques faisant appel des profils
dutilisateurs tablis par le gestionnaire de rseau. Dans le cadre de
ltude dun raccordement, le risque dcart par rapport au profil moyen
est fonction de la dispersion du comportement de chaque utilisateur
par rapport la moyenne. On comprend bien que plus le nombre
dutilisateurs sur un dpart basse tension est faible, plus le risque
dun cart par rapport aux profils utiliss est important.
Les rgles retenues pour le raccordement dune production
classique ne peuvent sappliquer sans tre adaptes pour le
photovoltaque : en gnral pour les contraintes dintensit, le
gestionnaire de rseau retient une hypothse de consommation dans le
creux de nuit lt, ce qui na pas de sens dans le cas de la
production photovoltaque dont la production est alors nulle. De mme
pour les tudes de tension, le gestionnaire de rseau analyse
quelques point sur la pointe en hiver, o en rgle gnrale la
production est aussi au maximum (olien, cognration, hydraulique)
mais pas dans le cas du photovoltaque o la production est faible la
pointe hiver.
Il semble vident que le gestionnaire de rseau a adapt les
hypothses quil retient dans le cadre de ces tudes de raccordement.
Nanmoins, les hypothses retenues par le gestionnaire de rseau ne
sont pas publies, ni communiques au producteur lors de la remise de
proposition de raccordement lorsque celles-ci incluent des
modifications du rseau la tension suprieure.
Sur les rseaux HTA, le raccordement dinstallations
photovoltaques de grande taille a le mme impact que le raccordement
dun parc olien dune taille quivalente pour lesquels existe un
retour dexprience plus consquent. Ces raccordements peuvent crer
des contraintes tant pour le rseau HTA que pour le rseau HTB ds
lors que le potentiel de raccordement du poste HTB est nul.
RTE publie cette information sur son site web poste par
poste.
Nanmoins, une part importante des installations photovoltaques
se raccordent majoritairement sur les rseaux basse tension, sur
lesquels la production tait jusqualors rare.
2.2. Limportance des hypothses utilises dans les tudes
2.3. Principaux impacts pour les rseaux de distribution de la
production photovoltaque
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ENJEUX RELATIFS AU RACCORDEMENT DES INSTALLATIONS
PHOTOVOLTAIQUES AUX RESEAUX PUBLICS DE DISTRIBUTION
9FRACTAL 1.0 | SER-SOLER | Septembre 2010
2.3.1. Lapport des installations photovoltaques aux rseaux de
distributionComme nous lavons dj dit, le premier impact du
dveloppement dune production dcentralise, rpartie sur le rseau
basse tension comme les installations photovoltaques, est de
limiter les transits. En rgle gnrale et en labsence de contrainte
rseau, la production est consomme localement ce qui a pour effet de
: Diminuer les appels de puissance ainsi que l'nergie transite
au niveau des postes BT/HTA , ce qui se rpercute sur les postes
sources et, par voie de consquence, vient diminuer la part variable
(nergie) de l'accs au rseau des distributeurs. Dans certains cas
particuliers (pointe mridienne sur le rseau) le distributeur
pourrait aussi bnficier d'une optimisation de la puissance
souscrite dans le cadre de son CART3 sur les mois d't.
Contribuer diminuer les chutes de tension sur les dparts basse
tension aux priodes o il y a une injection de la production
photovoltaque ;
Rduire les pertes du rseau de distribution. Lnergie produite par
les installations de production photovoltaques raccordes en basse
tension rduit le transit dnergie et, par consquent les pertes qui
sont proportionnelles ce transit4.
Les installations raccordes au rseau dERDF sont 80 % des
installations BT < 250 kVA, et viennent donc diminuer les pertes
rseaux pour le distributeur.
2.3.2. Les hausses de tension localisesDe nombreuses tudes
internationales montrent que limpact principal du dveloppement
dinstallations photovoltaques sur le rseau basse tension est un
phnomne de hausse localise de la tension. Ce phnomne, positif tant
que lon natteint pas de seuil limite, devient ensuite une
contrainte que le gestionnaire de rseau devra lever pour raccorder
une nouvelle installation de production.
Ce phnomne de hausse localise est particulirement sensible en
France du fait des caractristiques du rseau de distribution et des
choix de rglage de la tension dans les postes de distribution.
2.3.2.1. Impact des caractristiques du rseau de distribution
Les contraintes lies la tension apparaissent principalement dans
les zones rurales o lhabitat est peu dense, la consommation rduite
et les dparts basse tension longs (distance au poste HTA/BT
souvent suprieure 250 m). Dans ce cas, la puissance injecte par
la production photovoltaque qui transite sur le rseau basse tension
peut crer des contraintes de tension. Ce type de situation peut
conduire le gestionnaire de rseau inclure dans le devis de
raccordement des lments de dveloppement de rseau pour lever la
contrainte qui apparat.
En zone urbaine ou dense, la situation se rencontre plus
rarement, dune part parce que le rseau est souvent plus rcent et,
dautre part, parce que son dimensionnement intgre une croissance de
la zone en question. D'une manire gnrale, le rseau est plus dense,
les dparts basse tension sont plus courts (< 100 m) ce qui
limite les hausses localises de tension.
2.3.2.2. Impact des choix de rglage de tension
La rgle du GDO BT5 qui est utilise par le gestionnaire de rseau
de distribution pour calculer les chutes de tension partir dune
description fine du rseau, des compteurs des utilisateurs basse
tension6 et dune typologie des utilisateurs (profils de
consommation), est une mthode dvaluation de la tenue globale de
tension. Cette mthode, dveloppe par le groupe EDF dans les annes
1970, une poque o il ny avait pas de production sur le rseau basse
tension, favorise lapparition de contraintes de tension lors de
lajout de production sur le rseau BT.
Ainsi, pour respecter ses obligations, le gestionnaire de rseau
cale les dispositifs de rglage de la tension dans les postes HTA/BT
le plus proche possible de la bute haute admissible (110 %). Ce
rglage maximise ainsi la chute de tension admissible sur le rseau
basse tension mais limite trs fortement les hausses de tensions
admissibles sur ce mme dpart.
En France, la pntration des installations photovoltaques risque
donc moyen terme dtre freine par les caractristiques du rseau de
distribution et par la mthode de calcul des chutes de tension.
2.3.3. Les autres impacts possiblesLtude ESPRIT rcapitule
dautres impacts pour le rseau de distribution des installations
photovoltaques sur le rseau basse tension. Ces impacts sont de
deuxime ordre et se rencontrent lorsque la densit dinstallations
photovoltaques est forte, ce qui nest pas le cas de la France avec
une production raccorde de 422MW trs rpartie sur le
territoire7.
3 Contrat dAccs au Rseau de Transport.4 Sauf pour les
installations raccordes en HTA ds lors quil y a cration dun dpart
ddi.5 Gestion Des Ouvrages Basse Tension.6 Cf. annexe 1.7 On
invitera le lecteur qui souhaite approfondir ces impacts secondaire
lire ltude Scientifiques Prnormative sur le Raccordement au rseau
public de dInstallations Techniques photovoltaque. (CEA-INES/
EDF/TRANSENERGIE/HESPUL/IDEA) disponible notamment sur le site du
SER.
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ENJEUX RELATIFS AU RACCORDEMENT DES INSTALLATIONS
PHOTOVOLTAIQUES AUX RESEAUX PUBLICS DE DISTRIBUTION
10 FRACTAL 1.0 | SER-SOLER | Septembre 2010
3.1. Les cots de raccordement lis au dveloppement de la
production photovoltaque
3.2. Primtre de facturation du producteur
La loi du 10 fvrier 2000 tablit que le cot du raccordement des
nouvelles installations est couvert en partie par le tarif
dutilisation des rseaux (TURPE)8 , le solde faisant lobjet dune
contribution de la part du demandeur de raccordement.
Larrt du 17 juillet 2008 fixe le taux de rfaction 40 %.
Autrement dit, pour un raccordement de rfrence, 40 % du devis de
raccordement est la charge du distributeur, cette charge tant bien
couverte par le TURPE. De manire gnrale, le dveloppement du rseau
en dehors du primtre du financement du producteur est par dfinition
couvert par le TURPE.
Il est difficile dapprcier la part du TURPE affecte au
dveloppement du rseau pour rpondre au dveloppement de la production
dcentralise ou rpartie. ERDF ne publie pas dlments dtaills sur ses
investissements. On peut nanmoins relever que pour le RTE, la CRE
fixe les investissements ncessaires et donne lautorisation,
contrairement aux rseaux de distribution pour lesquels il nexiste
pas de rgulation de linvestissement. Par ailleurs, la CRE a
rcemment soulign la non-transparence de lutilisation des recettes
du TURPE, celles-ci ntant pas spcifiquement alloues un poste de
dpense en particulier9.
Les composantes du rseau qui peuvent tre factures un producteur
selon les termes du dcret du 28/08/2007 pour un raccordement la
tension de rfrence, sont : Le branchement (en basse tension)10, qui
inclut laccessoire
de drivation ainsi que les installations de comptage ;
Lextension11, qui est constitue des ouvrages nouvellement crs
ou crs en remplacement douvrages existants dans le domaine de
tension de raccordement, et des ouvrages nouvellement crs dans le
domaine de tension suprieure qui, leur cration, concourent
lalimentation des installations du demandeur ou lvacuation de
llectricit produite par celles-ci.
Le producteur prend donc sa charge une partie du dveloppement du
rseau pouvant tre rendu ncessaire.
Le primtre diffre selon la puissance de linstallation de
production raccorde au rseau et sa distance au poste HTA/BT le plus
proche. Dune manire gnrale, plus la puissance de linstallation est
importante, plus le primtre de financement du
producteur sera large et comprendra les travaux que le
gestionnaire de rseau devra effectuer. On souligne aussi que le
primtre de financement dans le cas de la construction dun btiment
neuf de type mixte (production et consommation) est plus large que
lors de lajout dune installation de production sur un btiment dj
raccord au rseau12.
Les lments qui seront rellement facturs aux producteurs dpendent
de ltude de raccordement ralise par le gestionnaire de rseau comme
mentionn ci-dessus.
Dans la ralit, une grande partie des systmes photovoltaques sont
installs sur des sites dj raccords au rseau lectrique pour leur
consommation. Pour ces installations, le primtre de facturation est
donc rduit aux modifications du branchement.
De mme, les producteurs qui installent un systme photovoltaque
proximit dun poste HTA/BT ont un primtre rduit : le cot du
raccordement est alors limit au branchement.
03 Primtre de facturation et dtermination des cots
8 Ce tarif a pour objectif de couvrir les cots engags dans la
gestion des rseaux et de rmunrer les investissements : amlioration
de la qualit dalimentation, adaptation du rseau aux nergies
renouvelables, modernisation et scurisation du rseau par
enfouissement des lignes et renforcement des parties fragiles. 9
Compte rendu de la commission de lconomie du snat du 31 mai 2010.10
La dfinition est rappele en annexe 1 et dcoule du dcret du 28 aot
2007.11 La dfinition de cette notion est rappele en annexe 1 et
dcoule du dcret du 28/08/2007.12 Le tableau en annexe 3 rcapitule
le primtre de financement charge du producteur raccord en basse
tension et la figure, en annexe 4, dcrit le primtre de financement
du producteur raccord en HTA.
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ENJEUX RELATIFS AU RACCORDEMENT DES INSTALLATIONS
PHOTOVOLTAIQUES AUX RESEAUX PUBLICS DE DISTRIBUTION
11FRACTAL 1.0 | SER-SOLER | Septembre 2010
3.3. Principes de dtermination des cots facturs un
producteur
Pour les travaux de raccordement les plus frquemment rencontrs,
la contribution du producteur est calcule sur la base dun barme.
Celui-ci est approuv par la Commission de Rgulation de lEnergie
(CRE) et peut tre rvis si ncessaire. En lespce, le dernier barme
ERDF a t approuv le 7 janvier 2010.
Ce barme est tabli sur la base des cots complets pour raliser
les branchements et les extensions.
Ces cots intgrent notamment le cot des dmarches ncessaires la
ralisation des ouvrages de raccordement (tude de trac, coordination
scurit, obtention des autorisations administratives) et lensemble
des cots supports par ERDF ou ses prestataires. On peut citer titre
de rappel la documentation technique dERDF qui mentionne :
Les travaux dentreprises ncessaires valus en fonction des marchs
dERDF : travaux de tranche, de pose des matriels, de rfection de
sol, etc. ;
Les matr ie ls va lus en fonct ion des marchs dapprovisionnement
en cours ;
La main duvre des personnels du distributeur ; Les charges de
suivi de lopration de raccordement : les frais
dingnierie, les frais lis la relation avec les entreprises
prestataires, la coordination de scurit, les tudes de ralisation
des travaux, la rdaction et passation des commandes et paiements
associs, la prparation, le lancement et l'analyse technique et
financire des appels d'offre ventuels, la programmation et la
coordination des approvisionnements et des interventions, la mise
jour des bases de donnes.
Pour les travaux dont loccurrence est faible ou dont le cot est
alatoire, un devis est effectu. Les oprations suivantes font
notamment lobjet de devis : Les cots de transformation vers le
niveau de tension suprieur; Les cots de cration de rseau dans le
niveau de tension
suprieur.
Dans tous les cas, les adaptations du rseau la charge du
producteur sont chiffres sur la base du pallier technique minimum
satisfaisant la demande. La documentation technique de rfrence
dERDF dcrit les composants normaliss pour la ralisation des
rseaux.
Le producteur paie donc 60 % des cots complets dans son primtre
de financement.
En revanche, les producteurs plus loigns des postes, qui ont
plus de risques de rencontrer des contraintes de seuil de tension,
ont un primtre de financement largi. Les producteurs financent
alors lensemble des modifications BT et HTA ncessaires leur
raccordement, ce qui peut conduire un devis lev sil y a des
contraintes lever.
-
ENJEUX RELATIFS AU RACCORDEMENT DES INSTALLATIONS
PHOTOVOLTAIQUES AUX RESEAUX PUBLICS DE DISTRIBUTION
12 FRACTAL 1.0 | SER-SOLER | Septembre 2010
1.1. Point sur la situation actuelle
1.1.1. La puissance Installe fin juin 2010Le parc des
installations raccordes au rseau en France est constitu
essentiellement de systmes photovoltaques de faible et moyenne
puissance intgrs en toiture des habitations.
La puissance installe slve 422 MW dont plus des trois-quarts est
raccorde en basse tension. Au 30 juin 2010, seules
18installationsde puissance suprieure 3MW de type centrale au sol
taient raccordes au rseau et 39grandes toitures de puissance
suprieure 250kWc.
01 Analyse du dveloppement de la puissance photovoltaque
raccorde au rseau de distribution ERDF
Chapitre II
UNE VALUATION DES COTS FINANCS PAR LE TURPE DANS UN CONTEXTE DE
DVELOPPEMENT DU PHOTOVOLTAQUE
Rpartition de la puissance installe en France juin 2010 P 36 kVa
36 < P 250 kVa P 250 kVa
Nombre de raccordements 98,5 % 0,9 % 0,05 %
Puissance cumule raccorde 61,5 % 18,5 % 19,8 %
Source : ERDF
Evolution de la rpartition du parc en fonction de la puissance
des installations (France mtropolitaine)
200
180
160
140
120
100
80
60
40
20
0
Inf.
3 kW
3 36
kW
36
250 k
W
250
500 k
W
500 k
W 3
MW
3 5
MW
5 12
MW
MW
84
121
184
42
56
75
38
53
78
1,5 1,5 414 17
3118 18 20
29
31/12/2009
31/03/2010
30/06/2010
-
ENJEUX RELATIFS AU RACCORDEMENT DES INSTALLATIONS
PHOTOVOLTAIQUES AUX RESEAUX PUBLICS DE DISTRIBUTION
13FRACTAL 1.0 | SER-SOLER | Septembre 2010
1.1.2. File dattente fin juin 2010La puissance en file dattente
fin juin 2010 slve 2953 MW. Les installations raccordes en HTA (trs
grandes toitures et
centrales au sol) reprsentent prs de 57 % de la puissance en
file dattente, soit 1 682,8 MW. Depuis 2009, on assiste une hausse
significative des demandes de raccordement dinstallations de
puissance suprieure 250 kWc.
1.1.3. Le traitement de la file dattenteLes professionnels
attendent un taux de sortie important des projets en file dattente
sur les segments suprieurs 10 kVa .En effet, plusieurs effets se
conjuguent et laissent penser quun grand nombre de projets en file
dattente ne seront pas raliss : Lensemble des modifications tant au
niveau des rgles
durbanisme, de la modification des tarifs de lobligation dachat
et de la procdure de la file dattente nont pas encore atteint leur
plein effet. Un certain nombre de projets et plus particulirement
sur le segment > 36 kWc bien quentrs en file dattente ne verront
pas le jour, faute de financement ;
Du fait de la prcipitation avec laquelle certains dossiers ont t
monts fin 2009 pour entrer en file dattente, le montant de
linvestissement a t trs sous-valu, notamment le poste rnovation de
la toiture des btiments existants ;
Du fait de lapplication plus rigoureuse des rgles de
lurbanisme
par les DDEA pour les btiments agricoles (lagriculteur doit
justifier laccroissement de son activit pour obtenir le PC).
1.1.4. Le flux des demandesLes contrats se rpartissent en trois
familles : Particuliers (< 10 kWc) : 95 % des demandes ; Le
tertiaire-agricole (de 10 250 kWc) raccords en BT :
4,9 % des demandes ; Les grandes installations (> 250 kWc)
raccordes en HTA :
0,1 % des demandes.
La puissance moyenne stablit 3 kW pour les particuliers, 36 kW
pour le tertiaire-agricole et 1 500 kW pour les grandes
installations raccordes en HTA.
Le flux dentres au deuxime trimestre montre que cette rpartition
est stable et la dernire rvision des tarifs continue de
favoriser
1 200
1 000
800
600
400
200
-
Inf.
3 kW
3 36
kW
36
250 k
W
250
500 k
W
500 k
W 3
MW
3 5
MW
5 12
MW
Rpartition par segments de puissances de la file d'attente en
mtropole (MW)
30/09/2009
31/12/2009
31/03/2010
30/06/2010
MW
Rpartition de la puissance en file d'attente en France juin 2010
P 36 kVa 36 < P 250 kVa P 250 kVa
Nombre de raccordements 88,7 % 9,95 % 1,35 %
Puissance 10,2 % 33,8 % 56,9 %
Source : ERDF
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ENJEUX RELATIFS AU RACCORDEMENT DES INSTALLATIONS
PHOTOVOLTAIQUES AUX RESEAUX PUBLICS DE DISTRIBUTION
14 FRACTAL 1.0 | SER-SOLER | Septembre 2010
1.2. Scnarios proposs
2.1. Dveloppement de rseau
Les estimations de dveloppement du photovoltaque varient trs
fortement. On rappelle ci-dessous les principaux scnarios voqus
publiquement.
RTE, dans la dernire mise jour du bilan prvisionnel publie en
juin 2010, fait tat de 3 000 MW de photovoltaque raccords au rseau
dici 2015, soit une acclration par rapport au rythme retenu en 2009
et aux objectifs de la PPI13;
ERDF en juin 2010 a voqu pour sa part devant la commission
conomique du Snat un scnario de 2 000 MW/an, soit 7 000MW dici fin
2015 et 17 000 MW en 2020. Ce scnario nest pas jug raliste au vu du
rythme de dveloppement du photovoltaque en 2010 et 2011.
La recommandation de lIGF se situe entre 300 et 500 MW par
an.
Compte tenu de ces lments nous navons pas retenu de scnario en
particulier mais plutt un ensemble de scnarios et de cots
associs.
Nous examinerons donc quatre rythmes de croissance annuelle des
installations raccordes aux rseaux de distribution : 500 MW/an ;
700 MW/an ; 1 000 MW/an ; 2 000 MW/an.
Nous retiendrons une hypothse de rpartition selon les segments
diffrente selon le rythme de croissance. En effet dans le cas dun
scnario de croissance leve, nous avons estim que les grandes
installations reprsenteront une part plus importante.
les installations individuelles intgres au bti dont les prix ont
t maintenus au mme niveau que dans larrt de janvier 2010. Le nombre
de demandes reues se stabilise depuis le dbut de lanne 2010 autour
de 28 000 30 000 demandes par
trimestre, ce qui quivaut environ 120 000 demandes par an. Les
petites installations ( 36 kVA) reprsentent plus de 95 % des
demandes de raccordement soit, environ 50 MW lors du dernier
trimestre.
Nous adoptons la mthodologie suivante : pour chaque scnario de
croissance et pour chaque segment, nous examinons en premier lieu
la probabilit dun dveloppement de rseau hors primtre de financement
du producteur. En second lieu, nous
utilisons des donnes en provenance des industriels du secteur
sur le prix moyen du raccordement observs en 2010 ou des donnes
publiques.
Il est important de pouvoir apprcier loccurrence des
raccordements ncessitant des travaux pris en charge dans le cadre
du TURPE au del des 40 % du devis de raccordement.
Ces travaux ne sont ncessaires que si des contraintes
apparaissent, et nous allons donc examiner le risque doccurrence de
ces contraintes.
02 Evaluation du cot de raccordement et de dveloppement du
rseau
P 36 kVa P > 36 kVa P > 250 kVa
Rpartition en puissance MW en de de 1 000 MW/an 33 % 33 % 33
%
Rpartition en puissance MW au del de 1 000 MW/an 20 % 20 % 60
%
13 Programmation Pluriannuelle des Investissements
-
ENJEUX RELATIFS AU RACCORDEMENT DES INSTALLATIONS
PHOTOVOLTAIQUES AUX RESEAUX PUBLICS DE DISTRIBUTION
15FRACTAL 1.0 | SER-SOLER | Septembre 2010
2.1.1. Production raccorde en basse tension2.1.1.1. Puissance
infrieure 6 kVA en monophas, infrieure 18 kVa en triphas
Il sagit du segment des installations en toitures individuelles
et, dans la quasi-totalit des cas, dun raccordement dune
installation dont la puissance est infrieure ou gale 3 kVA, de
manire permettre au propritaire de bnficier du crdit dimpt. En rgle
gnrale, le raccordement de ce type dinstallations ne gnre pas de
contraintes dintensit sur le rseau car la puissance injecte est
infrieure la puissance de consommation souscrite. La situation est
videmment diffrente dans le cas de la construction dun btiment neuf
o lextension du rseau est dans le primtre de financement du
producteur.
On peut rencontrer des contraintes de tension, marginales
aujourdhui, sans doute plus nombreuses dans le futur, au fur et
mesure que la production photovoltaque se dveloppe sur un mme dpart
basse tension.
On soulignera cependant que ce segment correspond environ 200
MW/an des demandes de raccordement et devrait rester stables en
labsence de facteurs de rupture. Dans ces cas l, la rponse du
gestionnaire de rseau fait tat de contraintes et annonce la leve de
celles-ci dans le cadre de la planification des investissements
rseaux. La visibilit sur la planification des investissements tant
faible, le producteur devrait renoncer la plupart du temps son
projet.
2.1.1.2. Puissance suprieure 6 KVA en monophas et suprieure 18
kVA en triphas, mais infrieure 36 kVA
On trouve principalement ces installations photovoltaques en
toiture de btiments agricoles. De la mme manire que prcdemment, les
contraintes dintensit nexistent pas dans le cas dun btiment
existant tant que la puissance de linstallation de production reste
infrieure la puissance de consommation souscrite. Lajout dun
btiment neuf peut crer des contraintes dintensit. On notera que
dans ce dernier cas le primtre du devis du producteur comprend
alors lextension14 du rseau et voir mme le poste de
transformation.
On peut aussi rencontrer des contraintes de tension au fur
et
mesure du raccordement dinstallations photovoltaques sur le mme
dpart. Ces contraintes se produisent plutt lorsque le poste HTA/BT
est loign et la consommation faible, en zone rurale notamment.
Ds lors que la distance entre le point de livraison et le poste
est suprieur 250 m, le barme dERDF indique que le producteur pourra
financer un primtre de travaux comprenant les modifications du
rseau et des quipements basse tension mais aussi les modifications
ncessaires sur le rseau HTA.
Ainsi, compte tenu du primtre du devis de raccordement, le
producteur prend sa charge les lments de dveloppement de rseau
jusquau niveau de tension suprieur et il sera donc sensible au
montant du devis au regard de linvestissement15. Les professionnels
des nergies renouvelables estiment que le devis de raccordement ne
doit pas excder sur ce segment 0,3/ Wc la charge du producteur et
par consquent ds que le raccordement ncessitera une adaptation trop
importante du rseau, le producteur risque de renoncer son
projet.
Si le gestionnaire de rseau doit financer des lments hors
primtre de financement du producteur (rseau HTA, modification du
poste source), alors cela signifie que les capacits daccueil du
rseau sont satures. Dans un tel cas, la ralisation des projets est
fortement compromise car elle est reporte de plusieurs annes et le
plus souvent le devis de raccordement dpasse le seuil
conomique.
2.1.1.3. Puissance suprieure 36 kVA
On trouve sur ce segment des toitures de grands btiments
agricoles ou tertiaires. Dans le cas de ces btiments, la puissance
injecte peut tre suprieure la puissance souscrite (essentiellement
en zone rurale). On peut donc rencontrer des contraintes dintensit,
comme des contraintes de tension lors des tudes de raccordement.
Ces dernires contraintes devraient se multiplier en zone rurale
mais rester relativement rares en zone urbaine o se dveloppent les
toitures des btiments tertiaires fortement consommateurs
dlectricit.
Lcart-type dans les devis de raccordement est important mais
lchantillonnage est suffisamment large pour tablir un prix moyen
sur ce segment. Le primtre du devis de raccordement charge du
producteur est important et peu inclure le cas chant
14 Dans le cas dun btiment neuf, le producteur financera
lextension du rseau. On peut estimer ce cot, laide du barme publi
par ERDF, entre 5 494 et 11 850 HT pour une extension de 100 m.
Selon la zone (rurale, urbaine), le primtre de financement du
producteur peut aussi inclure le poste HTA/BT si la distance du
point de livraison au poste est suprieure 250 m. 15 Selon le barme
ERDF, le cot du changement de cble sur 300 m se situe entre 16 500
HT et 36 000 HT selon la zone, auquel il faut ventuellement ajouter
le cot de remplacement du transformateur, soit environ 10 k daprs
le barme ERDF et le rseau HTA. Linvestissement pour 36 kVA de
panneaux peut tre estim dans une fourchette de 216 290 k
(installation intgres au bti).
-
ENJEUX RELATIFS AU RACCORDEMENT DES INSTALLATIONS
PHOTOVOLTAIQUES AUX RESEAUX PUBLICS DE DISTRIBUTION
16 FRACTAL 1.0 | SER-SOLER | Septembre 2010
les travaux sur le rseau BT mais aussi les modifications sur le
rseau HTA. Les devis peuvent donc atteindre des niveaux de prix qui
peuvent remettre en cause linvestissement du producteur. Les
professionnels estiment quun devis de raccordement charge du
producteur suprieur 0,3 /Wc peut remettre en cause le projet
dinvestissement, de mme quun dlai de travaux trop important.
L encore, le dveloppement hors primtre de financement du
producteur signifie que les quipements du rseau taient dj exploits
leur capacit limite.
2.1.1.4. Production raccorde en HTA
Dans ce cas, le primtre de financement du producteur inclut
lensemble des lments de raccordement et de
dveloppement/modifications des installations en HTA, y compris le
financement dun nouveau poste source16 et le rseau HTB affrent. Par
consquent, dans le cas dapparition de contraintes, le devis de
raccordement peut trs vite slever et les dlais de travaux peuvent
tre importants : Cration de poste source : 3 4 ans en moyenne ;
Travaux sur le rseau HTB : quelques mois plusieurs annes.
La plupart des projets de production photovoltaques raccordes en
HTA sont financs par de la dette et les dlais des travaux doivent
assurer une visibilit sur le prix dachat de llectricit.
Les projets raccords tant peu nombreux, il est difficile dtablir
un prix moyen, et ce, dautant plus que la dispersion des devis est
importante. Nanmoins, les cots de raccordement de la production
photovoltaque en HTA ne devraient pas tre trs diffrents de ceux
observs dans le cas de la production olienne.
ERDF17 a indiqu prvoir un cot de 120 M/an pour le dveloppement
de 1 200 MW/an de production olienne, soit 0,1 /W financ par le
TURPE. Pour un gestionnaire de rseau, le cot du dveloppement nest
pas li un type de production mais la puissance et au lieu
dimplantation dune nouvelle installation de production quelle que
soit la nature de la source primaire (soleil, vent, biomasse).
De leur ct, les professionnels estiment que le cot moyen de
raccordement financ par le producteur photovoltaque, raccord
en HTA, slve 0,15 /Wc, soit pour le distributeur un cot de
rfaction estim 0.1 /Wc. On a donc une convergence entre les
estimations dERDF et celles de la profession.
Ce cot du raccordement pourrait voluer la hausse, notamment dans
un scnario de croissance leve mais ne pourrait excder daprs
lindustrie 0,2 0,3 /Wc sans remettre en cause la dcision
dinvestissement.
2.1.1.5. Synthse
On retiendra que la dfinition de lextension permet au
gestionnaire de rseau de mettre charge du demandeur, ici un
producteur, le dveloppement du rseau la tension de raccordement
mais aussi la tension suprieure le cas chant.
Le barme dERDF montre que, dans certains cas, le gestionnaire de
rseau na pas inclus tout ou partie de lextension du rseau (petites
installations de productions sur des sites de consommation ou
encore dans le cas o le poste HTA/BT est proche du lieu de
livraison), ce qui doit reflter la ralit des impacts du
raccordement dune nouvelle installation de production de ce type
pour le gestionnaire de rseau. On peut donc dduire que les cas o le
gestionnaire de rseau effectue des travaux en dehors du primtre de
financement du demandeur sont rares. En consquence, le cot support
par le gestionnaire de rseau lors du raccordement dune nouvelle
installation de production correspond essentiellement la
rfaction.
Le tableau de droite rcapitule lensemble des lments financs dans
le cadre du TURPE par le gestionnaire de rseau ainsi que
loccurrence des situations o le gestionnaire de rseau effectue des
travaux au-del du primtre charge du producteur.
16 ERDF demande un devis RTE pour le raccordement dun nouveau
poste source.17 Rapport de la commission conomique du Snat chiffres
cits par ERDF.
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ENJEUX RELATIFS AU RACCORDEMENT DES INSTALLATIONS
PHOTOVOLTAIQUES AUX RESEAUX PUBLICS DE DISTRIBUTION
17FRACTAL 1.0 | SER-SOLER | Septembre 2010
BT < 6kV en monophas ou 18 kV en triphas
BT > 6 ou 18 kV et < 36 KV et distance au poste < 250
m
BT > 6 ou 18 kV et 36 KV et distance au poste > 250 m
BT > 36 kV et 250 kV
HTA
Branchement (cration ou modification)
40 % du devis 40 % du devis 40 % du devis 40 % du devis
Extension (cration ou remplacement) du rseau BT existant
40 % du devis cas des btiments neufs et producteurs purs. A la
charge du gestionnaire de rseau le cas chant pour le bti existant.
OCCURRENCE FAIBLE
40 % du devis de raccordement
40 % du devis de raccordement
40 % du devis de raccordement
Modification ou remplacement du poste HTA/BT existant
100 % charge du gestionnaire de rseau le cas chant sauf btiments
neufs ou producteur pur. OCCURRENCE FAIBLE
40 % du devis de raccordement
40 % du devis de raccordement
40 % du devis de raccordement
40 % du devis de raccordement
Cration du rseau HTA
100 % charge du gestionnaire de rseau le cas chant sauf btiments
neufs. OCCURRENCE INEXISTANTE
100 % charge du gestionnaire de rseau le cas chant. OCCURRENCE
INEXISTANTE
40 % du devis de raccordement
40 % du devis de raccordement
40 % du devis de raccordement
Cration de poste source et rseau HTB li au poste
100 % charge du gestionnaire de rseau le cas chant. OCCURRENCE
INEXISTANTE
100 % charge du gestionnaire de rseau le cas chant. OCCURRENCE
INEXISTANTE
100 % charge du gestionnaire de rseau le cas chant. OCCURRENCE
INEXISTANTE
100 % charge du gestionnaire de rseau le cas chant. OCCURRENCE
INEXISTANTE
40 % du devis de raccordement
Adaptation du rseau HTB amont
A charge de RTE A charge de RTE A charge de RTE A charge de RTE
A charge de RTE
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ENJEUX RELATIFS AU RACCORDEMENT DES INSTALLATIONS
PHOTOVOLTAIQUES AUX RESEAUX PUBLICS DE DISTRIBUTION
18 FRACTAL 1.0 | SER-SOLER | Septembre 2010
Cette valuation repose sur des cots moyens observs par les
professionnels et, dans le cas de la HTA, sur des donnes
communiques oralement par le gestionnaire du rseau de distribution
ERDF.
Comme nous lavons expliqu prcdemment, ces cots refltent
quasi-exclusivement la charge de la rfaction. En effet, on considre
que les dveloppements de rseau au niveau de tension suprieur celui
de la tension de raccordement intgrent des travaux de renforcement
globaux ncessaires lamlioration de la qualit pour lensemble des
utilisateurs du rseau (y compris les consommateurs).
Les cots de raccordement et de dveloppement la charge des
gestionnaires de rseaux et financs dans le cadre du TURPE sont
valus, dans le cadre de cette tude, entre 70 M/an et 248 M/an selon
le rythme de dveloppement des installations photovoltaques
raccordes aux rseaux de distribution.
Le tableau ci-dessous rcapitule les hypothses retenues et les
rsultats par scnario et segment de march :
2.2. Evaluation des cots pour le gestionnaire de rseau
P 36 kVA 36 kV < P 250 kV P > 250 kV TOTAL
Montant moyen du devis de raccordement charge du TURPE (40
%)
0,22 /Wc 0,1 /Wc 0,1 /Wc
Dveloppement hors primtre de facturation
Non significatif Non significatif Non significatif
500 MW/an 36 M 16 M 16 M 70 M/an
700 MW/an 51 M 23 M 23 M 98 M/an
1 000 MW/an 73 M 33 M 33 M 140 M/an
2 000 MW/an 88 M 40 M 120 M 248 M/an
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ENJEUX RELATIFS AU RACCORDEMENT DES INSTALLATIONS
PHOTOVOLTAIQUES AUX RESEAUX PUBLICS DE DISTRIBUTION
19FRACTAL 1.0 | SER-SOLER | Septembre 2010
Nous avons vu que limpact majeur du dveloppement des
installations photovoltaques sur les rseaux Basse tension tait une
hausse locale de tension. Le maintien de la tension se pose aux
gestionnaires du rseau de distribution de manire encore
marginale.
Plusieurs pistes de rflexion peuvent tre avances pour favoriser
le taux de pntration de la production photovoltaque :
1. Tenir compte des capacits de rglage de la tension des
installations photovoltaques : les installations photovoltaques ont
intrinsquement la capacit de rgler la tension. Ces installations de
production peuvent en effet consommer ou produire de la puissance
ractive selon la priode de la journe, ds lors que les onduleurs
sont quips de cette fonction en option.
La prise en compte de cette capacit ncessiterait sans doute de
modifier les mthodes de calcul utilises pour contrler le maintien
de la tension, notamment la mthode GDO BT. Une volution pourrait
permettre de modifier le rglage de tension en tte des dparts BT en
le rglant un niveau plus faible quaujourdhui.
2. Mettre en place des dispositifs de limitation de puissance.
En effet, les onduleurs ont la possibilit de diminuer la puissance
lorsque llvation de la tension du rseau devient trs forte. Ce type
de solution existe dj au Japon o linconvnient est bien entendu une
limitation du productible qui risque de pnaliser le producteur. En
tout tat de cause, si des fonctions
volues sont mises en place, elles doivent tre dfinies par une
norme pour tous les constructeurs.
3. Amliorer les procdures de traitement des demandes de
raccordement au rseau basse tension de manire ce que les
gestionnaires de rseaux de distribution soient en mesure de
dvelopper de nouveaux rseaux BT dimensionns pour prendre en compte
la prsence future de systmes photovoltaques, dans le cas de
constructions de nouveaux quartiers ou de ZAC solaires. La procdure
en vigueur ne prvoit pas de traiter des demandes groupes de
raccordement de production photovoltaque au rseau en provenance
damnageurs ou de promoteurs.
4. Associer aux dparts basse tension des dispositifs de
stockage. Au Japon, des tudes montrent quil est possible, de
limiter la contrainte de tension en associant aux dparts basse
tension concerns des dispositifs de stockage. Ce dispositif permet
galement dcrter la pointe de consommation qui se produit gnralement
lorsque la production photovoltaque est faible, voir nulle.
Des dispositifs de ce type, permettant aux installations
photovoltaques de participer au maintien du plan de tension sur les
rseaux BT, pourraient faire lobjet dune rmunration de la part du
gestionnaire de rseau.
Il existe donc des actions la main des gestionnaires de rseaux
permettant daugmenter rapidement et moindre cot la pntration de la
production photovoltaque sur les rseaux basse tension.
Dans ce chapitre, nous voquons un certain nombre de pistes pour
faciliter linsertion dun grand nombre dinstallations photovoltaques
sur les rseaux de distribution court terme et moyen terme.
01 Minimiser les impacts des contraintes de tension
Chapitre III
LMENTS DE RFLEXION POUR OPTIMISER LE RACCORDEMENT DES
INSTALLATIONS PHOTOVOLTAQUES SUR LES RSEAUX PUBLICS DE
DISTRIBUTION
-
ENJEUX RELATIFS AU RACCORDEMENT DES INSTALLATIONS
PHOTOVOLTAIQUES AUX RESEAUX PUBLICS DE DISTRIBUTION
20 FRACTAL 1.0 | SER-SOLER | Septembre 2010
Nous souhaitons souligner ici lexcellente qualit de la
documentation mise en ligne par ERDF comparativement dautres
gestionnaires de rseaux de distribution. Nanmoins, elle gagnerait
tre complte sur certains points. Il serait ainsi important de lui
adjoindre les documents suivants :
1. Un document construit limage du document Principe dtude et de
dveloppement du rseau pour le raccordement des clients
consommateurs BT qui concernerait le raccordement des installations
en basse tension pour les producteurs. Ce document devrait dcrire
la procdure de dcision des investissements de rseaux lis au
raccordement de nouveaux producteurs en basse tension ds lors que
des travaux hors primtre de financement du producteur sont
ncessaires.
2. Un document dfinissant une rgle simple sur la rpartition des
installations photovoltaques monophases19 sur les 3 phases. Il est
frquent que des installations photovoltaques raccordes au rseau
triphas soient constitues donduleurs monophass. Si la puissance de
production nest pas correctement rpartie entre les 3 phases dun mme
systme PV triphas, alors ce systme va contribuer dsquilibrer le
rseau BT
3. Un document qui dfinirait les hypothses type retenues pour
faire les tudes de rseaux (consommation et production).
4. Un document clarifiant le rglage des protections :
harmonisation des critres de dcouplage, du seuil de dclenchement
des relais de tension/frquence ou encore dfinition de rgles de
priorit dans le cas de lutilisation donduleurs avec
sectionneur.
Nous avons vu, dans les pages prcdentes, qu'un scnario de
dveloppement du photovoltaque suprieur aux objectifs de la PPI
n'tait pas exclu. Il apparat donc ncessaire que la profession
sorganise pour favoriser une concertation sur des points aujourdhui
secondaires qui, demain, pourraient gner le dveloppement des
installations photovoltaques.
On notera les points suivants, sans prtendre l'exhaustivit :
1. La rvaluation de la pertinence de lensemble des mthodes et/ou
rgles de calcul appliques aujourdhui par les gestionnaires de
rseaux avec larrive des rseaux de type smart grid. En premier lieu
il convient dexaminer la rgle du GDO BT en annexe de larrt du
24/12/2007 titre provisoire jusquau 31/12/2011 .
2. La limitation des harmoniques de courant en BT. Des tudes18
ont montr que les installations photovoltaques pouvaient gnrer des
courants harmoniques, en cas de forte densit,
au del du rang 40, et il convient dtudier sil est opportun de
dfinir des spcifications au niveau BT et HTA. Sur le plan
technique, les onduleurs peuvent tre munis de filtres de sortie
proposs en option par les constructeurs, mais en labsence de normes
et pour rduire les cots, cette option est rarement retenue.
3. La prvision de production : la production dorigine
photovoltaque est, par nature, intermittente et, tout comme lolien,
sollicite largement le systme lectrique pour assurer le maintient
de lquilibre offre-demande. Il est donc particulirement important
pour le gestionnaire du systme lectrique franais (RTE) de disposer
dune prvision de production photovoltaque fiable mais aussi de
mesures en temps rel. Il convient donc dorganiser au del de ce qui
est prvu dans la rglementation un dispositif minimal de
communication de donnes aux gestionnaires de rseaux de la
production basse tension.
02 Complter et prciser la Documentation Technique de Rfrence
03 Prparer l'avenir
18 Onduleurs monophass.19 UNIVERSOL.
-
ENJEUX RELATIFS AU RACCORDEMENT DES INSTALLATIONS
PHOTOVOLTAIQUES AUX RESEAUX PUBLICS DE DISTRIBUTION
21FRACTAL 1.0 | SER-SOLER | Septembre 2010
Le raccordement et limpact des installations photovoltaques sur
les rseaux basses tension est un sujet relativement neuf en France.
En effet, ces rseaux sont traditionnellement ddis la distribution
dlectricit aux quartiers et communes et lapparition dinstallations
de production y est une tendance rcente. Dans un contexte de
dveloppement du photovoltaque, il est ncessaire dtablir une
expertise technique afin daccompagner cette volution : ceci
ncessitera notamment une identification des carences rglementaires
et techniques, une analyse prcise des contraintes pouvant tre
rencontres ainsi que la publication de
prconisations afin de rpondre aux attentes des gestionnaires et
des utilisateurs des rseaux publics de distribution.
Le projet de recherche ESPRIT20 cofinanc par lADEME et runissant
au sein dun mme consortium des organismes reconnus21, sinscrit
prcisment dans cette dmarche. Il est propos de prolonger ce projet,
en largissant le consortium dautres organismes souhaitant le
rejoindre, et notamment dy associer ERDF.
Dune manire gnrale, il est suggr de faire voluer les mthodes de
rglage de la tension pour les rseaux basse tension, afin de prendre
en compte au maximum les installations de production pouvant sy
trouver. En particulier, dans les cas de cration de quartiers
solaires ncessitant de nouveaux rseaux BT.
Les installations photovoltaques, raccordes au rseau par
lintermdiaire de dispositifs dlectronique de puissance (onduleurs),
ont des performances lectriques pouvant tre mises profit dans la
gestion du systme lectrique. La mise en uvre des volutions
technologiques des onduleurs doit tre incite : les performances de
tenue aux creux de tension peuvent
surpasser celles des installations de production
traditionnelles, et les capacits de fourniture de ractif et de
rgulation de la tension peuvent tre mises profit pour une meilleure
gestion des rseaux basse tension.
Enfin, afin de faciliter le dialogue entre les services
dcentraliss de ERDF et les producteurs, il serait utile que ERDF se
dote dune base de donnes centralise et jour sur les onduleurs
(caractristiques techniques, normes ).
01 Prolonger les travaux du consortium ESPRIT et tablir une
expertise franaise sur le raccordement et limpact des installations
photovoltaques sur les rseaux BT
02 Tirer pleinement profit des performances lectriques des
installations photovoltaques
Chapitre IV
PRINCIPALES PRCONISATIONS
20 Etudes Scientifiques Prnormatives sur le Raccordement au
rseau lectrique dInstallations Techniques photovoltaques.21 Le
consortium ESPRIT est initialement constitu des organismes suivants
: CEA, INES, TRANSENERGIE, EDF, HESPUL, IDEA, G2E Lab.
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ENJEUX RELATIFS AU RACCORDEMENT DES INSTALLATIONS
PHOTOVOLTAIQUES AUX RESEAUX PUBLICS DE DISTRIBUTION
22 FRACTAL 1.0 | SER-SOLER | Septembre 2010
Les prescriptions des gestionnaires de rseau pour le
raccordement des installations photovoltaques sont incompltes et
certaines carences devraient tre combles. Tout dabord, les textes
rglementaires ne prennent pas en compte les spcificits de ce type
de production (notamment de la variabilit de la production en
fonction de lensoleillement). De plus, les textes rglementaires et
les documents de la DTR concernant le raccordement des
installations photovoltaques font rfrence des normes
diffrentes (NFC 15-100 & 14-100, DIN VDE 126, ). Par
ailleurs, il subsiste de nombreuses interrogations concernant le
paramtrage des protections de dcouplage.
Il est suggr de mener un travail de fond afin de synthtiser et
dharmoniser les exigences envers les installations photovoltaques
et dtablir un document gnral les regroupant.
Dans un contexte o un travail commun est ncessaire afin
daccompagner le dveloppement des installations photovoltaques sur
les rseaux publics de distribution, la transparence des activits
des gestionnaires de rseau doit tre la plus grande possible.
Un accs aux informations relatives aux projets en file dattente
de raccordement permettrait davoir une vision prcise des cots
globaux auxquels sattendre pour le raccordement de ces
installations.
Dans la mme optique et concernant le rsultat des demandes de
raccordement, il est ncessaire dapporter plus de prcisions
concernant les hypothses utilises pour la dtermination de la
solution de raccordement et les cots prsents.
Enfin, et dans un contexte de modification des procdures de
raccordement, il est indispensable daboutir une transparence
supplmentaire dans le traitement des demandes.
Plus gnralement, il convient dassurer sur les rseaux BT une
transparence au moins quivalente celle mise en place dans le cadre
des raccordements en HTA. Nous recommandons ce titre la publication
par les gestionnaires de rseaux de distribution dune ventilation
des investissements effectus au titre de la qualit et au titre du
dveloppement de la production BT et HTA.
Les professionnels du photovoltaque estiment quune mesure
permettant aux installateurs photovoltaques deffectuer et de
prendre en charge la totalit des travaux de branchements de leurs
propres installations (segment < 36kVA) comporterait de nombreux
avantages, tant pour le gestionnaire de rseau que pour le
producteur et linstallateur. Cela permettrait tout dabord une
rduction globale des cots, principalement par lconomie de
dplacements sur site (linstallateur tant dj sur place
pour le raccordement de linstallation). Ensuite, cela serait un
avantage consquent pour ERDF qui rencontre des difficults de
traitement des nombreuses demandes de raccordement photovoltaques :
les dlais de raccordement des installations pourraient tre
fortement rduits, profitant grandement aux producteurs eux-mmes.
Enfin, la prise en charge intgrale des cots de branchement par les
installateurs allgerait galement la charge financire que
reprsentent ces oprations par ERDF.
03 Pallier aux carences du cadre rglementaire et technique
franais relatif au raccordement des installations
photovoltaques
04 Amliorer la transparence dans les activits dERDF
05 Favoriser la ralisation des travaux de branchements par les
installateurs photovoltaques (< 36 kVA)
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ENJEUX RELATIFS AU RACCORDEMENT DES INSTALLATIONS
PHOTOVOLTAIQUES AUX RESEAUX PUBLICS DE DISTRIBUTION
23FRACTAL 1.0 | SER-SOLER | Septembre 2010
Documentation ERDFERDF-FOR-RES_18E Fiches de collecte de
renseignements pour une pr-tude (simple ou approfondie) et pour une
offre de raccordement, au rseau public de distribution gr par ERDF
dune installation de production photovoltaque de puissance>36kVA
.
ERDF-OPE-RES_08E : Mode demploi des fiches de collecte de
renseignements pour une pr-tude (simple ou approfondie) et pour une
offre de raccordement, au rseau public de distribution gr par ERDF,
d'une installation de production de puissance>36kVA.
ERDF-FOR-RES_13E : Proposition technique et financire, selon les
modalits du barme, pour le raccordement dune installation de
production au rseau public de distribution HTA .
ERDF-FOR-RES_14E : Proposition technique et financire, selon les
modalits du barme, pour le raccordement dune installation de
production de puissance comprise entre 36 et 250 kVA au rseau
public de distribution BT .
ERDF-FOR-RES_10E Convention de raccordement au rseau public de
distribution HTA, dune installation de production dnergie lectrique
.
ERDF-FOR-RES_17E : Convention de raccordement au rseau public de
distribution BT, dune installation de production de puissance
comprise entre 36 et 250 kVA .
ERDF-PRO-RES_43E 1 - (01/07/2009) : Principes dtude et de
dveloppement du rseau pour le raccordement des clients consommateur
BT.
ERDF-PRO-RAC 14_E : Procdure de traitement des demandes de
raccordement individuel en BT 36 kVA et en HTA, au rseau public de
distribution gr par ERDF.
ERDF-NOI-RES_ 07E - Version 2 - 01/04/2008.
ERDF-NOI-RES_02E Liste des tudes mener pour le raccordement dun
utilisateur HTA au rseau public de distribution.
Autres sourcesRapport au Parlement / Programmation pluriannuelle
des investissements /de production dlectricit /Priode 2009 -
2020.
INSEE- Journes de Mthodologie Statistique - mars 2009.
Etudes Scientifiques Prnormatives Sur Le Raccordement Au Rseau
Electrique DInstallations Techniques Photovoltaques (ESPRIT).
BIBLIOGRAPHIE
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ENJEUX RELATIFS AU RACCORDEMENT DES INSTALLATIONS
PHOTOVOLTAIQUES AUX RESEAUX PUBLICS DE DISTRIBUTION
24 FRACTAL 1.0 | SER-SOLER | Septembre 2010
LE BRANCHEMENT (EN BASSE TENSION)Il est constitu, en application
du dcret du 28 aot 2007, des ouvrages basse tension situs en amont
des bornes de sortie du disjoncteur ou, dfaut, de tout appareil de
coupure quipant le point de raccordement dun utilisateur au rseau
public et en aval du point du rseau basse tension lectriquement le
plus proche permettant techniquement de desservir dautres
utilisateurs, matrialis par un accessoire de drivation.
Le branchement inclut laccessoire de drivation, ainsi que les
installations de comptage.
LEXTENSIONElle est constitue, en application du dcret du 28 aot
2007, des ouvrages, nouvellement crs ou crs en remplacement
douvrages existants dans le domaine de tension de raccordement et
nouvellement crs dans le domaine de tension suprieur qui, leur
cration, concourent lalimentation des installations du demandeur ou
lvacuation de llectricit produite par celles-ci, numres ci-dessous
: Canalisations lectriques souterraines ou ariennes et leurs
canalisations lectriques souterraines ou ariennes et leurs
quipements terminaux lorsque, leur cration, elles ne concourent ni
lalimentation ni lvacuation de llectricit consomme ou produite par
des installations autres que celles du demandeur du raccordement
;
Canalisations lectriques souterraines ou ariennes, au niveau de
tension de raccordement, nouvellement cres ou cres en remplacement,
en parallle dune liaison existante ou en coupure sur une liaison
existante, ainsi que leurs quipements terminaux lorsque ces
canalisations relient le site du demandeur du raccordement au(x)
poste(s) de transformation vers un domaine de tension suprieur au
domaine de tension de raccordement le(s) plus proche(s) ;
Les jeux de barres HTB et HTA et tableaux BT ; Transformateurs
dont le niveau de tension aval est celui de la
tension de raccordement, leurs quipements de protection, ainsi
que les ouvrages de gnie civil.
Lorsque le raccordement seffectue une tension infrieure au
domaine de tension de raccordement de rfrence, dfini par les
rglements pris en application des articles 14 et 18 de la loi du 10
fvrier 2000 susvise, lextension est galement constitue des ouvrages
nouvellement crs ou crs en remplacement des ouvrages existants dans
le domaine de tension de raccordement de rfrence et reliant le site
du demandeur au(x) poste(s) de transformation vers le domaine de
tension suprieur au domaine de tension de raccordement de rfrence
le(s) plus proche(s).[]
Lextension inclut les installations de comptage des utilisateurs
raccords dans le domaine de tension HTA. .
ANNEXE I : DFINITIONS
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ENJEUX RELATIFS AU RACCORDEMENT DES INSTALLATIONS
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25FRACTAL 1.0 | SER-SOLER | Septembre 2010
Le rseau BT est compos des dparts issus des postes de
transformation HTA/BT. Sauf cas particulier, la meilleure structure
est la plus simple : moins de connectique possible, moins de
longueur possible. Aucun bouclage nest en principe ralis sur le
rseau BT, toute longueur supplmentaire entranant des dpenses
dinvestissement et une augmentation du risque dincidents. La
longueur des dparts BT est limite par lintensit et les chutes de
tension admissibles : 100 200 mtres en souterrain, quelques
centaines de mtres en arien. En zone rurale, la distance du poste
HTA/BT le plus proche est plus importante, voir dans certains cas
suprieure 500 m.
Un poste rural, sur poteau ou en cabine simplifie, peut
alimenter un ou deux dparts BT. Un poste urbain en cabine, enterr
ou en immeuble, peut alimenter de un huit dparts. Dans les zones
alimentes en souterrain, un poste de transformation HTA/ BT peut
desservir: 120 150 maisons individuelles (50 60 avec chauffage
lectrique) ; 250 300 logements en immeuble collectif group
(100
130 avec chauffage lectrique).
ERDF publie certaines valeurs de seuil rappeles ci-contre.
1.TRANSFORMATEUR HTA/BTUn transformateur HTA/BT est en
contrainte dintensit lorsque sa charge est suprieure ou gal 110 %
un instant t pendant une dure infrieure 3 h. Par ailleurs la
puissance maximale
transite dans un poste est infrieure denviron 15% la puissance
nominale du transformateur et lon obtient ainsi pour les principaux
quipements prsents sur le rseau ERDF les seuils suivants :
2. LES DPARTS EN BT La charge maximale tient compte notamment
des distances minimales de scurit pour le rseau arien et pour le
rseau souterrain de lchauffement admissible compte tenu de la dure
de vie de lquipement.
ANNEXE II : LES SEUILS DE CONTRAINTES SUR LE RSEAU BT
Puissance nominale du transformateur
100 kVA 160 kVA 250 kVA 400 kVA 630 kVA 1 000 kVA (zone
urbaine)
Puissance maximale transite dans le transformateur
85 kW 135 kW 210 kW 335 kW 525 kW 835
Arien SouterrainSection du rseau 702 alu 1502 alu 1502 alu 2402
alu
Puissance maximale transite dans le rseau < 50 kW 50 kW <
70 kW 70 kW
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ENJEUX RELATIFS AU RACCORDEMENT DES INSTALLATIONS
PHOTOVOLTAIQUES AUX RESEAUX PUBLICS DE DISTRIBUTION
26 FRACTAL 1.0 | SER-SOLER | Septembre 2010
ANNEXE III : PRIMTRE DE FINANCEMENT DU PRODUCTEUR RACCORD EN
BT
P 6 kVA en monophas. P 18 kVA en triphas
P > 6 kVA en monophasP > 18 kVA en triphas
36 kV < P 250kV
Distance au poste HTA/BT < 250m
Distance au poste HTA/BT > 250m
Branchement Factur selon barme: -Branchement si nouvelle
installation ;-Modification du branchement existant.
Factur selon barme: -Branchement si nouvelle installation
;-Modification du branchement existant.
Factur selon barme Factur selon barme
Extension BT Factur selon barme le cas chant dans le cas dun
btiment neuf
Factur selon barme le cas chant
Factur selon barme le cas chant
Factur selon devis
Modification ou remplacement du rseau BT existant
NON Factur selon barme. Ordre de grandeur 100 /m linaire
Factur selon barme. Ordre de grandeur 100 /m linaire
Factur selon barme. Ordre de grandeur 100 /m linaire
Poste BT/HTA NON Modification du poste HTA/BT factur sur devis
si ncessaire.
Modification et/ou cration du poste HTA/BT factur sur devis si
ncessaire. Remplacement dun poste : ordre de grandeur 120 k
Modification ou cration du poste HTA/BT factur sur devis si
ncessaire. Remplacement dun poste : ordre de grandeur 120k
Rseau HTA dalimentation du poste cre
NON NON Factur sur devis. Ordre de grandeur : 500 k/km
Factur sur devis. Ordre de grandeur : 500 k/km
Poste source HTB/HTA NON NON NON NON
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ENJEUX RELATIFS AU RACCORDEMENT DES INSTALLATIONS
PHOTOVOLTAIQUES AUX RESEAUX PUBLICS DE DISTRIBUTION
27FRACTAL 1.0 | SER-SOLER | Septembre 2010
ANNEXE IV : PRIMTRE DE FINANCEMENT DU PRODUCTEUR EN HTA
RSEAU HBT
RSEAU HTA
Adaptation poste source
Adaptation et extension du rseau
Consommateur RPD
Producteur RPD / HTA
Producteur RPD / BTLimite du primtre de facturation
POSTE SOURCEHTB2-HTB1/HTA
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ENJEUX RELATIFS AU RACCORDEMENT DES INSTALLATIONS
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28 FRACTAL 1.0 | SER-SOLER | Septembre 2010
Qualit de la tension des rseaux de distribution lectrique :
Estimations des proportions dutilisateurs mal desservis. Hlna
CASTERMANT (Universit de Strasbourg), Michel DIEBOLT (lectricit de
Strasbourg), Myriam MAUMY-BERTRAND (IRMA, Universit de Strasbourg),
Claire REINHARDT (Universit de Strasbourg).
La tension est exprime en Volts (V), lintensit du courant est
exprime en Ampres (A) et la puissance est exprime en Watts (W). De
plus la puissance est calcule en fonction de la tension et de
lintensit du courant.
La tension reue par un utilisateur est inconnue en gnral et peut
varier au cours du temps.
La tension autorise peut varier de plus ou moins 10 % par
rapport la tension nominale. Si la valeur efficace de la tension
moyenne sur dix minutes est en dehors de ces limites, lutilisateur
est considr comme mal desservi par rapport au dcret cit en dbut de
document. Une tension infrieure 207 V correspond une chute de
tension excessive et une tension suprieure 253 V correspond une
surtension excessive.
Le rseau lectrique Les diffrents rseaux Le rseau lectrique se
compose de lensemble des cbles lectriques connects entre eux. Il
existe diffrents types de rseaux : Le rseau HT (Haute Tension) qui
est utilis pour le transport
et la rpartition de llectricit. Il se dcompose en deux
sous-rseaux :
> Le rseau HTB (Haute Tension B) qui sert lalimentation
gnrale du niveau national (rseau 400 kV) au niveau rgional (rseau
63 kV ou 90 kV) ;
> Le rseau HTA (Haute Tension A) qui est le rseau de
distribution local en moyenne tension (rayon de 10 20 km autour dun
poste source) ;
Le rseau BT (basse tension) (tension infrieure 1 000 V) qui sert
la distribution lectrique dans les quartiers ou communes (rayon
denviron 500 m autour des postes de distribution).
Les cbles reliant les utilisateurs aux postes dalimentation sont
de types divers. En effet, il existe plusieurs sections de cbles.
De plus, les cbles sont soit en aluminium, soit en cuivre et ils
sont soit ariens (sur des poteaux ), soit souterrains.
La figure 1 reprsente un poste dalimentation et le rseau BT quil
alimente.
Systme triphas et monophas Lalimentation dun utilisateur en
monophas ncessite deux fils, le neutre et une phase. La majeure
partie des particuliers sont aliments en courant alternatif
monophas. Par contre, lors de la production dlectricit et de son
transport jusque chez lutilisateur, lnergie lectrique est sous
forme triphase. Lalimentation lectrique triphase utilise quatre
cbles : trois phases et le neutre qui est reli la terre. Chaque
phase est parcourue par un courant alternatif sinusodal dcal de
120degrs par rapport aux deux autres phases. Lorsque la somme
vectorielle des trois phases est nulle le courant est dit quilibr.
Afin de rester le plus quilibr possible entre les phases, le
distributeur rpartit au mieux les utilisateurs sur les trois
phases. Le dsquilibre entre les phases est un des facteurs qui peut
modifier la tension chez lutilisateur.
Estimation de la proportion dutilisateurs subissant des chutes
de tension excessives Une chute de tension se produit lorsque la
tension est infrieure la tension nominale. Le dcret 2007-1826 cit
au dbut de ce document autorise une baisse de la tension moyenne
sur dix minutes jusqu -10 % de la tension nominale (cest--dire 207
V) avant de considrer quil sagit dune chute de tension
excessive.
Phnomne de chute de tension Calcul de la chute de tension en
rseau 230 V / 400 V Le rseau est dimensionn et construit de telle
sorte quentre le
ANNEXE V : METHODE DE CALCUL DE LA TENSIONSource INSEE : Journes
de Mthodologie Statistique - mars 2009
Fig. 1
Rseau HTA
Poste HTA/BT
Rseau BT
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ENJEUX RELATIFS AU RACCORDEMENT DES INSTALLATIONS
PHOTOVOLTAIQUES AUX RESEAUX PUBLICS DE DISTRIBUTION
29FRACTAL 1.0 | SER-SOLER | Septembre 2010
tableau de basse tension (dans le poste de transformation) et le
coffret de branchement le plus mal desservi, la chute de tension
maximale soit de 10 %. Cependant, il peut arriver que les chutes de
tension dpassent la valeur admissible. En effet, bien qu la base le
rseau soit mont de sorte ne pas connatre ce problme de tension, les
cinq points suivants noncent les raisons possibles : Les calculs
qui doivent tre faits pour savoir comment ajouter
un raccordement ne sont pas toujours traits jusquau bout par
manque de temps ;
Les puissances consommes des utilisateurs peuvent augmenter
selon les ajouts dinstallations des utilisateurs ;
Les industries se dveloppent sur le rseau BT ; Pour raisons
conomiques, les rajouts de raccordement ne sont
pas toujours faits comme il le faudrait ; Le rseau est mis en
place sachant que dans 95 % des cas, les
utilisateurs ne consomment pas simultanment leur puissance
maximale. Mais des problmes de tension peuvent survenir dans les 5
% de cas restants.
La chute de tension relative en systme triphas peut tre calcule
par lexpression suivante : avec (U/U)% = P*L [R0 +X0 * tan *100]
U
U : chute de tension en triphas en Volts ; U : tension compose
du rseau en Volts (= 400V) ; P : puissance active transitant dans
le tronon en Watts ; L : longueur du tronon en kilomtres ; R0 :
rsistance linique du conducteur en . ; X0 : ractance linique du
conducteur en . ; ! !: dphasage entre la tension et lintensit qui
sont en rgime
alternatif sinusodal. En labsence de mesure du dphasage, on
considre en pratique que tan != 0,4.
Cette expression montre que la chute de tension relative est
proportionnelle la distance du tronon et la puissance active
transitant dans le tronon. Les rsistances et ractances liniques du
conducteur dpendantes de la nature des cbles (aluminium, cuivre) et
de leur section jouent galement un rle dans la chute de tension
relative.
Aprs avoir fait le calcul des chutes de tension relatives de
chaque tronon du rseau BT, il suffit de les sommer sur le trajet
EDL-poste pour obtenir une estimation de la chute de tension
constate effectivement chez lutilisateur tudi.
Exemple de calcul de chute de tension Considrons le schma
lectrique du rseau BT ci-dessous :
Fig. 2
H
V
A
F
C
B
G
E
D
-
ENJEUX RELATIFS AU RACCORDEMENT DES INSTALLATIONS
PHOTOVOLTAIQUES AUX RESEAUX PUBLICS DE DISTRIBUTION
30 FRACTAL 1.0 | SER-SOLER | Septembre 2010
Noter que nous considrons sur chaque tronon la puissance de
pointe (pour estimer la chute de tension maximale possible) et des
cbles en aluminium. Le tronon VA contient la puissance cumule
desservir pour tous les EDL de ce poste. Nous effectuons pour
chaque tronon le calcul suivant :
( U/U)%
A partir de ces calculs, nous pouvons dterminer la chute de
tension sur les EDL :
Cumul en % Chute de tension en B : VA + AB = 0,94 Chute de
tension en G : VA + AC + CD + DG =1,13 Chute de tension en E : VA +
AC + CD + DE = 1,03
Tronon Section (mm2) Longueur (Km) R0 (/km) X0 (/km) Puissance
(W)VA 240 0,03 0,125 0,1 89 000
AB 70 0,13 0,443 0,1 17 000
AC 70 0,12 0,443 0, 12 000
CD 70 0,05 0,443 0,1 12 000
DE 50 0,04 0,641 0,1 9 000
CF 70 0,06 0,443 0,1 13 000
DG 70 0,06 0,443 0,1 13 000
DH 70 0,06 0,443 0,1 13 000Donnes du rseau BT
Calculons les chutes de tension sur chaque tronon avec les
lments suivants :
-
ENJEUX RELATIFS AU RACCORDEMENT DES INSTALLATIONS
PHOTOVOLTAIQUES AUX RESEAUX PUBLICS DE DISTRIBUTION
31FRACTAL 1.0 | SER-SOLER | Septembre 2010
Exemple de raccordement dune installation de production
infrieure 36 kVA avec extension de rseau car le rseau existant
narrivait pas en regard de la parcelle.
ANNEXE VI : SCHMA DE RACCORDEMENT DUN PRODUCTEUR < 36 KVA
RSEAU HB EXISTANT EXTENSION ACCESSOIRE DE DRIVATION
Limite de parcelle Disjoncteur principal CCPI
Branchement
-
SYNDICAT DES ENERGIES RENOUVELABLES - SOLER 13-15 rue de la
Baume 75008 Paris tl. : +33 1 48 78 05 60 fax : +33 1 48 78 09 07
http://www.enr.fr
M40 J100
Pantone 151 C
C 90 M42 J 5 N0
Pantone 285 C