Des panneaux orientés vers le nord sur les toits de Lemahieu

7,8 MWHP pour le ville de Gand

Sur le quai Riga à Gand, à deux pas du célèbre magasin de meubles Weba, se trouvent les entrepôts du groupe Lemahieu. Cette entreprise importe, transforme et conserve des produits en bois pour le négoce de bois et l'industrie de transformation du bois. Les entrepôts ont été équipés d'une installation de 15.000 panneaux solaires, dont une partie orientée vers le nord.

pas d'autoconsommation

Les imposants entrepôts, remplis à ras bord, ont été construits sur un terrain de pas moins de 400 mètres sur 200 mètres. Un amateur de panneaux solaires y voit immédiatement un énorme potentiel pour une merveilleuse installation. Ce fut également le réflexe de Lemahieu Group, sauf qu'il y avait un petit problème: dans un hangar de stockage, il n'y a pratiquement pas de consommation propre, à l'exception de quelques petits consommateurs. C'est pourquoi, dans un premier temps, il a été décidé de ne pas réaliser d'installation sur le toit, lequel était de surcroît construit avec des panneaux contenant de l'amiante. C'est alors que la Ville de Gand est entrée en jeu.

Les pouvoirs publics - y compris les villes et les communes - doivent jouer un rôle de pionnier dans la transition énergétique. Jusqu'à récemment, la Ville de Gand obtenait environ 10% de la consommation d'électricité de ses bâtiments grâce aux panneaux solaires installés sur ses propres toits. L'objectif de passer à 30% dans un délai relativement court l'a obligée à chercher une solution au-delà de la surface de toiture disponible sur ses différents bâtiments.

D'un côté, une entreprise disposant d'une immense surface de toit, de l'autre, une partie recherchant  d'urgence de l'espace disponible: il s'agissait du mariage parfait, même s'il y avait encore un élément à prendre en compte dans cette histoire. En effet, la Ville souhaitait également que ses habitants bénéficient de la production de l'installation. Ce fut un véritable succès: les actions offertes, d'une valeur de 700.000 euros, ont été vendues en un rien de temps.

Une orientation au nord frappante

Le chef de projet Bram Vanmaele (Beauvent) nous fait découvrir l'installation, qui se compose en partie de panneaux orientés vers le nord: "Au total, nous avons installé quelque 15.000 panneaux, d'une capacité de 7,8 MWp sur une puissance d'onduleur de 5,5 MW. Nous produisons ainsi environ 7.300 MWh d'électricité verte par an. D'un coup, la Ville de Gand produit elle-même jusqu'à 46% de son énergie, ce qui dépasse largement l'objectif qu'elle s'était fixé. Les panneaux, fabriqués par le fabricant chinois Trina Solar, ont une puissance de crête de 550 Wp et une taille de 1,1 mètre sur 2,4 mètres. Pour vous donner une idée de l'ampleur de ce projet: au total, les panneaux ont été reliés par pas moins de 135 km de câble à courant continu."

"Pourquoi choisir Trina Solar? C'est simple: nous ne travaillons qu'avec des panneaux TIER 1. Nous avons donc consulté notre installateur sur la disponibilité des panneaux relevant de cette classification. Ils étaient raccordés avec +/- 135 km de câble CC."

Montage direct sur le toit

"Pour le nouveau revêtement de toit, Lemahieu a choisi une tôle d'acier galva de 0,6 mm. Nous avons adapté notre montage en conséquence. Ici, nous avons travaillé avec un montage direct sur le toit et non de manière classique avec des rails."

Perte au nord par rapport au sud

"Les hangars du site sont principalement orientés vers le sud ou le nord, avec différents degrés d'inclinaison. Dans un passé pas si lointain, nous ne placions que des installations orientées vers le sud, mais cette approche a progressivement évolué grâce au développement continu des panneaux. Il y a environ cinq ans, nous avons donc commencé à installer des panneaux orientés est/ouest. Aujourd'hui, nous pouvons aller plus loin, car nos recherches et nos calculs nous ont appris que la perte d'efficacité des panneaux orientés vers le nord n'est pas si importante que cela par rapport aux installations orientées autrement. C'est ce que nous avons mis en pratique ici. Nous avons ainsi pu exploiter la surface disponible de manière optimale. Il n'y a que sur les toits les plus inclinés que nous n'avons pas utilisé de panneaux orientés vers le nord, parce que la lumière du soleil met trop de temps à rayonner dessus."

"En fin de compte, 33% des panneaux sont orientés vers le nord, de sorte que la perte de rendement totale due à cette orientation n'est pas trop importante. La différence exacte de rendement par rapport à une orientation sud dépend également de l'angle de la pente. D'après nos calculs, une inclinaison de 7° entraîne une perte de 11% par rapport à une orientation sud. Cette perte s'élève à 15%, 21% et 27% pour une inclinaison de respectivement 10°, 15° et 20°."

"Nous n'avons donc pas utilisé les toits à 20° car l'efficacité aurait trop baissé. Il s'agissait toujours de trouver un équilibre entre la puissance, le prix de l'installation et la perte de rendement. Les toits à 7°, 10° et 15° ont passé ce test."

Nouvelle cabine de distribution

Bien entendu, le raccordement d'une telle installation au réseau n'est pas une mince affaire. "Effectivement", poursuit Vanmaele. "Le site disposait déjà d'une cabine haute tension, à laquelle était raccordée l'éolienne, en plus du site. Mais il n'était pas logique d'y raccorder également cette installation d'une puissance d'injection maximale de 5,5 MW. On a donc construit une nouvelle cabine de distribution, qui injecte toute l'énergie directement  dans le réseau. En outre, il y avait également 3 boîtiers de transformateur sur lesquels sont branchées les sous-installations situées derrière." Les cabines sont reliées entre elles, afin de permettre la transmission par haute tension. De cette manière, il y a moins de pertes et nous avons moins de frais de câble.

31 onduleurs

Au total, nous avons installé 31 onduleurs Huawei -SUN2000- type 185 KTL H1, répartis sur trois sites. On a choisi Huawei parce que cette marque répondait mieux au défi technique de ce projet, à savoir une conception de projet à 800 V avec des onduleurs string qui ne nécessitaient pas de boîtier de strings. Nous avons choisi une sorte de juste milieu pour calculer le nombre d'onduleurs nécessaires. En principe, il est possible de travailler avec un onduleur plus puissant, mais en cas de problème, l'ensemble du parc tomberait immédiatement en panne. A l'autre extrémité du spectre, nous aurions également pu opter pour des centaines d'onduleurs de plus faible puissance, mais le coût de l'installation aurait augmenté."

"Dans chaque cas, les onduleurs ont été installés à côté des boîtiers de transformateur, qui abritaient des transformateurs secs de respectivement 3150, 2500 et 1600 kVA. Dans chacun des boîtiers de transformateur, il y a également un tableau de déconnexion du réseau pour chaque sous-installation, ce qui garantit que l'installation peut être déconnectée du réseau en cas de problème. Ici aussi, un certain nombre d'onduleurs sont placés sous abri. Ce placement en plein air s'explique par un meilleur refroidissement par l'air libre. L'abri protège de la lumière directe du soleil (et donc de la chaleur) et des pluies battantes les plus fortes. Une troisième cabine est attachée à l'éolienne pour la troisième partie de l'installation. Les cabines sont bouclées entre elles, afin de permettre le transport par haute tension. De cette manière, il y a moins de pertes et nous réduisons les coûts de câblage."

"Comme nous travaillons de manière totalement indépendante des installations électriques de l'entreprise et que nous injectons tout directement sur le réseau, nous n'étions pas limités aux 400 volts typiques des installations industrielles. Nous avons choisi de travailler à 800 volts, ce qui est également plus économique en termes de coûts d'installation du câblage."

Installation par Extrapower et Callewaert

L'élaboration de l'installation a été réalisée par deux sous-traitants de Beauvent. Extrapower a dessiné le plan d'installation et a installé les panneaux solaires et les onduleurs. L'installation des onduleurs jusqu'à la connexion au réseau haute tension a été prise en charge par Callewaert NV. Nous avons interrogé Karel Samain, de cette entreprise. Nous lui avons demandé s'il s'agissait désormais d'un projet standard pour son employeur. La réponse s'est avérée nuancée. "Nous réalisons facilement une vingtaine de projets de cette ampleur par an. En soi, les éléments constitutifs de ces installations sont plus ou moins les mêmes, bien qu'il y ait toujours des questions ou des exigences spécifiques qui rendent chaque projet unique. Ici, par exemple, il n'y avait pas d'autoconsommation, alors que c'est le cas en général. En concertation avec Beauvent, nous avons déterminé l'implantation des cabines, nous nous sommes occupés des connexions haute tension et de la connexion en fibre de verre.

"Il s'agit d'un projet de plus de 1 MW, ce qui signifie que nous devions également prévoir la surveillance et le contrôle pour Fluvius. Ainsi, ils peuvent intervenir rapidement pour maintenir l'équilibre du réseau, si nécessaire."