Parc solaire à Moura, Portugal

Les installations photovoltaïques portugaises misent sur les solutions de surveillance Exploitation fiable et économique des parcs solaires

Selon la Fédération allemande de l'industrie de l'énergie et des eaux (BDEW), plus de la moitié de l'électricité portugaise provient de sources d'énergie renouvelables. Un coup d'œil sur les capacités installées montre que ce sont surtout les énergies hydraulique et éolienne qui jouent un rôle important, alors que le photovoltaïque (PV) n'est guère utilisé. Cela est en train de changer considérablement. Jusqu'à la fin 2021, des installations de plein champ d'une puissance totale de 1,7 GWp avaient été construites au Portugal. Les prévisions jusqu'en 2030 font état d'une nouvelle augmentation de plus de 9 GWp. Les solutions de surveillance de Phoenix Contact sont déjà installées dans six parcs photovoltaïques portugais.

Parc solaire à Moura, Portugal

Le parc solaire de Moura, au Portugal, mise sur les solutions de surveillance de Phoenix Contact

Profil du client

La société Wirtgen Invest Holding GmbH, basée à Neustadt (Wied), en Allemagne, investit dans le développement de l'énergie renouvelable au Portugal. En 2020 et 2021, Wirtgen Invest a mis en place six installations photovoltaïques avec des partenaires.

Parmi les partenaires figure la société WiNRG GmbH de Hambourg, active dans le domaine des énergies renouvelables depuis 2005. Les collaborateurs de l'entreprise gèrent dans le monde entier de grands projets et des transactions d'installations éoliennes et photovoltaïques pour leurs clients. Le chef de projet EPC Conecon GmbH, Zebotec GmbH en tant qu'intégrateur de système pour la commande et la surveillance d'installations photovoltaïques, le fournisseur de logiciels d'analyse QOS Energy et Phoenix Contact complètent l'équipe de projet.

Panneaux solaires dans le parc solaire de Moura, Portugal

Le parc solaire de Moura comprend plus de 130 000 panneaux photovoltaïques, qui génèrent une puissance nominale de 49,4 MWc

Application

Au milieu de l'année 2021, le cinquième parc de Moura a été raccordé au réseau avec succès. Il est situé dans le sud-est du Portugal, près de la frontière espagnole, et comprend plus de 130 000 panneaux photovoltaïques qui produisent une puissance nominale de 49,4 MWc. L'installation photovoltaïque alimente directement le réseau électrique au niveau haute tension via un poste de transformation nouvellement construit sur le site. L'électricité est ensuite commercialisée dans le cadre d'un accord d'achat d'électricité (Power Purchase Agreement, PPA).

Avec les installations photovoltaïques voisines d'Amareleja et de Ferreira do Alentejo ainsi que les parcs de Cartaxo et de Santarem situés au nord de Lisbonne et l'installation de Lagos en Algarve, Moura produit plus de 325 millions de MWh d'électricité verte par an. Cela permet d'alimenter plus de 80 000 foyers de quatre personnes et d'économiser 140 000 t CO₂.

Deux collaborateurs dans un grand parc solaire

Solution

Aperçu d'un coffret de raccordement des générateurs

525 coffrets de raccordement des générateurs collectent les données, protègent l'application et la libèrent en cas de besoin

Solutions de surveillance complètes et continues

Comme les différents parcs photovoltaïques ont une structure similaire, le concept est expliqué en prenant l'exemple de l'installation de Moura. 525 boites de jonction peu encombrantes collectent les courants des 7 350 chaînes PV et les transmettent au même nombre d'onduleurs SHP75 de SMA. Dans la boite de jonction, les câbles DC sont protégés et sécurisés contre les surtensions. Ceci est essentiel, car les installations en plein air sont particulièrement menacées par les courants de foudre et les surtensions en raison de leur surface et de leur exposition. Les parafoudres et parasurtenseurs de Phoenix Contact permettent d'augmenter considérablement la disponibilité des parcs solaires. Les appareils sont conformes aux normes EN 50539-11 et UL 1449 3rd ed pour les parafoudres basse tension des installations photovoltaïques et sont certifiés KEMA. En cas de maintenance, les boites de jonction peuvent être déconnectées, ce qui permet d'effectuer les travaux d'entretien en toute sécurité.

Poste de transformation dans le parc solaire de Moura, Portugal

Les tensions DC sont converties de 0,4 kV à 30 kV dans 20 postes de transformation

Fonctionnement fiable de l'installation et raccordement simple au réseau

Les tensions AC converties par les onduleurs sont transmises à 20 postes de transformation installés sur le terrain, où elles sont transformées de 0,4 kV à 30 kV. Avant que l'électricité solaire ne puisse être injectée dans le réseau électrique local, des transformateurs convertissent les tensions AC collectées au point de raccordement au réseau de 30 kV à 60 kV. Des appareils de mesure y enregistrent les paramètres du réseau et les communiquent au régulateur central de l'alimentation. Les installations de production d'énergie décentralisées doivent jouer leur rôle pour garantir une grande stabilité du réseau. À cet effet, les opérateurs réseau concernés indiquent les plages admissibles pour la tension et la fréquence du réseau ainsi que la puissance réactive dans leurs conditions de raccordement des installations photovoltaïques au réseau. Pour garantir le contrôle, les régulateurs des installations de production d'énergie (IPE) détectent la tension et la puissance réactive au niveau des points de raccordement au réseau. Sur cette base, les appareils de Phoenix Contact déterminent ensuite les valeurs de régulation respectives et les transmettent aux onduleurs, qui peuvent être régulés en cas de besoin.

Armoires électriques installées sur le poste de transformation

Au total, 20 enregistreurs de données sont installés sur le terrain

Mise en service rapide des enregistreurs de données et des capteurs d'environnement

Outre la production d'électricité, les grands parcs solaires comme celui de Moura génèrent de nombreuses données qui doivent être collectées, traitées et évaluées afin de pouvoir ensuite juger de la rentabilité de l'installation photovoltaïque. C'est pourquoi un enregistreur de données se trouve à chacun des 20 postes de transformation. Les appareils fonctionnent avec un mode de reconnaissance automatique, c'est pourquoi tous les systèmes installés dans le parc photovoltaïque peuvent être connectés facilement par Plug & Play. La durée de mise en service est nettement réduite, aucune configuration n'étant nécessaire. Le gestionnaire d'onduleurs intégré à l'enregistreur de données reçoit les données des onduleurs via Ethernet et les transmet à l'automate pour application à petite échelle AXC 1050 de la gamme de produits Axiocontrol, également intégrée. De plus, l'AXC 1050 enregistre les données des capteurs météo connectés.

Un collaborateur de Phoenix Contact installe des capteurs météo

Durée de mise en service et de configuration réduite

Transmission des données météorologiques

Dans le parc solaire de Moura, six stations météorologiques au total sont montées avec 14 capteurs de température de module, huit pyranomètres, douze cellules de référence, deux capteurs de direction du vent, deux capteurs de vitesse du vent et deux capteurs combinés pour la température, l'humidité et la pression atmosphérique. Les capteurs d'environnement de Phoenix Contact sont directement couplés au système de régulation et de commande via le protocole Modbus. Comme les appareils sont déjà paramétrés, ils sont immédiatement disponibles pour transmettre les données météorologiques. Au lieu de câbler chaque capteur individuellement, il est facile de les connecter en série grâce aux raccords M12 avec des répartiteurs en Y. Les capteurs peuvent être connectés en série à l'aide d'un câble de raccordement. Cela réduit considérablement le travail de câblage sur place et simplifie l'intégration des capteurs dans le système global. Comparés aux stations météorologiques compactes, les capteurs de Phoenix Contact sont des modules individuels. Si un appareil tombe en panne, il suffit donc de remplacer ce capteur.

Pyranomètres et cellules de référence sur les panneaux solaires

Des capteurs pour un enregistrement continu des données importantes

Transmission simple de toutes les données à la commande centrale du parc

L'utilisation des capteurs météo permet à l'exploitant de tirer des conclusions sur la performance de son installation solaire - ce que l'on appelle le ratio de performance (PR). Cette valeur est calculée à partir du rapport entre le rendement réel et le rendement théorique, le rendement réel étant déterminé sur la base des compteurs d'énergie installés. Les pyranomètres et les cellules de référence, installés à la fois horizontalement et inclinés de 25° dans le plan du panneau, fournissent des informations sur le rendement théorique. Si le ratio de performance calculé est trop bas, l'opérateur a la possibilité d'intervenir en conséquence. Les enregistreurs de données reçoivent également des signaux numériques qui contiennent des informations sur la température du transformateur ainsi que sur l'état du dispositif de commutation.

Deux collaborateurs de Phoenix Contact regardent ensemble une tablette dans un parc solaire au Portugal

La plateforme de gestion de la performance des actifs permet d'analyser les données du parc solaire et de les visualiser en fonction des besoins du client

Analyse et visualisation personnalisée

Toutes les données des onduleurs, des capteurs météo, des transformateurs et du dispositif de commutation sont envoyées par une structure en anneau redondante via un câble à fibres optiques à une commande centrale du parc, située dans la salle de contrôle. Le transfert vers le portail de gestion des performances des actifs de QOS Energy est simple grâce à la plateforme de commande ouverte et flexible de Phoenix Contact. Les analyses spécifiques, les avertissements et les rapports qui résultent des données rationalisent ensuite les processus de travail du prestataire de services O&M.

Parc solaire vu d'en haut
Carte d'images interactive : topologie de la gestion intégrée des parcs solaires
Gestion de l'injection
Fonctionnement fiable de l'installation et raccordement facile au réseau grâce à la satisfaction de toutes les conditions de raccordement techniques.
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Gestion de l'injection
Enregistreurs de données
Les enregistreurs de données fonctionnent avec un mode de reconnaissance automatique, c'est pourquoi tous les systèmes installés dans le parc photovoltaïque peuvent être facilement connectés par Plug & Play. Le temps de mise en service est considérablement réduit.
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Enregistreurs de données
Acquisition des données météorologiques
Les capteurs météo sont directement couplés au système de régulation et de commande via le protocole Modbus. Comme les appareils sont déjà paramétrés, ils sont immédiatement disponibles pour transmettre les données météorologiques.
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Acquisition des données météorologiques
Coffrets de raccordement des générateurs
Nos coffrets de raccordement des générateurs collectent les courants des chaînes PV et les transmettent aux onduleurs.
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Coffrets de raccordement des générateurs
Vue aérienne du parc solaire de Moura, Portugal

Conclusion

La technique d'automatisation intelligente de Phoenix Contact saisit en permanence toutes les données des six parcs solaires, qui sont ensuite évaluées par la solution de gestion de la performance des actifs de QOS Energy. De l'enregistrement des données au niveau terrain jusqu'à la régulation de l'injection et la visualisation, Phoenix Contact met à la disposition de WiNRG GmbH des solutions de surveillance complètes et continues pour la gestion des parcs solaires. Cela permet une exploitation fiable et économique des parcs solaires.