Un transformateur de puissance Il s'agit d'un élément clé des projets solaires, éoliens et de stockage d'énergie. Il convertit l'électricité à la tension requise par le système de collecte, la sous-station ou le réseau public, contribuant ainsi au fonctionnement sûr et efficace des projets d'énergie renouvelable.
Les panneaux solaires, les éoliennes et les systèmes de batteries ne produisent pas toujours de l'électricité à la tension utilisée par le réseau local. Un transformateur de puissance correctement dimensionné permet d'ajuster la tension, assure l'isolation électrique et contribue à réduire les pertes de transport entre la source de production et le point de raccordement au réseau.
Comment un transformateur de puissance contribue aux projets d'énergie renouvelable
Les transformateurs de puissance sont utilisés dans l'ensemble des systèmes d'énergie renouvelable, depuis les stations d'onduleurs et les réseaux de collecte des éoliennes jusqu'aux sous-stations principales et aux installations de raccordement au réseau haute tension.
Sa fonction principale consiste à augmenter ou à réduire la tension conformément aux spécifications du projet. Dans un parc solaire, l'électricité produite par les onduleurs est généralement élévée en tension avant d'être injectée dans le réseau de collecte. Dans un parc éolien, les transformateurs élèvent la tension des générateurs afin que l'électricité produite par plusieurs éoliennes puisse être acheminée vers le poste de transformation principal.
En l'absence d'équipements de transformation adaptés, un projet d'énergie renouvelable peut être confronté à des pertes électriques accrues, à une incompatibilité de tension, à un fonctionnement instable ou à des difficultés pour satisfaire aux exigences de raccordement au réseau.
1. Solutions de transformateurs de puissance pour les projets d'énergie solaire
Les panneaux solaires produisent du courant continu. Les onduleurs transforment ce courant en courant alternatif, mais la tension obtenue peut néanmoins être inférieure à celle requise par le réseau de collecte local ou le réseau public.
A transformateur de puissance augmente la tension de sortie de l'onduleur jusqu'au niveau requis. Selon le projet, les combinaisons de tensions courantes peuvent inclure 400 V, 690 V ou 1 kV du côté basse tension et 10 kV, 20 kV, 33 kV ou 35 kV du côté moyenne tension.
Transformateurs élévateurs pour onduleurs solaires
Les transformateurs élévateurs pour onduleurs sont installés à proximité des stations d'onduleurs ou au sein de systèmes préfabriqués de conversion d'énergie. Ils permettent un transfert efficace de l'énergie produite par les parcs solaires vers le réseau de collecte du projet.
Dans le cas des grands parcs solaires, plusieurs transformateurs d'onduleurs peuvent alimenter un poste central. Un transformateur principal augmente alors à nouveau la tension avant que l'électricité ne soit injectée dans le réseau de transport.
Éléments clés à prendre en compte dans le cadre d'un projet solaire
- Tension de l'onduleur et puissance nominale de sortie
- Exigences relatives à la tension de raccordement au réseau
- Conditions harmoniques liées à l'électronique de puissance
- Température extérieure, poussière, humidité et rayonnement solaire
- Rendement requis, mode de refroidissement et niveau de protection
2. Solutions de transformateurs de puissance pour les parcs éoliens
Les éoliennes produisent de l'électricité à une tension qui doit être ajustée avant que le courant ne soit injecté dans le réseau de collecte du parc éolien. Un transformateur peut être installé dans la nacelle, sur le mât, au niveau de la base ou dans une sous-station électrique à proximité, en fonction de la conception de l'éolienne et des exigences du projet.
Chaque transformateur d'éolienne élève la tension du générateur au niveau de la tension du réseau de collecte. L'électricité produite par plusieurs éoliennes est ensuite acheminée vers un poste de transformation central, où un transformateur plus puissant transformateur de puissance augmente la tension en vue du raccordement au réseau régional.
Conditions de fonctionnement des transformateurs destinés aux centrales éoliennes
Les projets éoliens peuvent être soumis à des vibrations, à des variations de production, à des contraintes d'espace d'installation et à des conditions météorologiques difficiles. Le choix du transformateur doit tenir compte des besoins en refroidissement, de la conception de l'isolation, de la protection mécanique et de l'accès pour la maintenance.
Pour les projets offshore ou côtiers, la protection contre la corrosion, la résistance à l'humidité et la planification du transport constituent également des aspects importants à prendre en compte.
3. Applications liées au stockage d'énergie et au raccordement au réseau électrique
Les systèmes de stockage d'énergie par batterie nécessitent également des transformateurs. Un transformateur de puissance relie le système de conversion et de stockage d'énergie au réseau local et permet la charge et la décharge au niveau de tension requis.
Les transformateurs de stockage d'énergie peuvent fonctionner dans des conditions caractérisées par des variations fréquentes de charge et la présence d'harmoniques issues de l'électronique de puissance. Leur conception doit tenir compte du profil de fonctionnement réel, des conditions thermiques, de l'impédance du système et des exigences en matière de protection.
À mesure que les systèmes d'énergie renouvelable raccordés au réseau gagnent en complexité, la conception des transformateurs doit s'adapter aux caractéristiques des onduleurs, des convertisseurs, des batteries et du réseau électrique local.
4. Transformateur de puissance à huile ou à sec ?
Les transformateurs à bain d'huile et les transformateurs à sec peuvent tous deux convenir aux projets liés aux énergies renouvelables. Le choix approprié dépend de la puissance, du lieu d'installation, des exigences en matière de sécurité incendie, des conditions d'entretien et des facteurs environnementaux.
Transformateurs à huile
Les transformateurs à bain d'huile sont couramment utilisés dans les parcs solaires en plein air, les parcs éoliens, les sous-stations de grande capacité et les grands projets de raccordement au réseau. Ils offrent un refroidissement efficace et conviennent aux applications exigeantes en fonctionnement continu.
- Projets solaires et éoliens de grande envergure
- Postes de transformation extérieurs
- Raccordements au réseau haute tension
- Projets nécessitant une grande capacité de refroidissement
Transformateurs à sec
Les transformateurs à sec ne contiennent pas d'huile isolante et sont souvent choisis pour une installation en intérieur ou dans des lieux exposés au risque d'incendie. Ils peuvent convenir aux salles d'onduleurs, aux bâtiments de stockage d'énergie, aux installations commerciales et aux zones situées à proximité du personnel ou d'autres équipements.
Découvrez notre solutions de transformateurs à sec pour les projets soumis à des exigences strictes en matière de sécurité incendie ou d'installation en intérieur.
5. Paramètres importants pour le choix d'un transformateur de puissance
Avant de commander un transformateur de puissance, l'équipe chargée du projet doit fournir des informations techniques complètes. Cela permet au fabricant de recommander des équipements adaptés au système électrique et à l'environnement d'exploitation.
- Capacité nominale et capacité de surcharge requise
- Tension primaire et secondaire
- Fréquence et nombre de phases
- Groupe vectoriel et tension d'impédance
- Gamme de prises et exigences relatives au changeur de prises
- Méthode de refroidissement et limites d'élévation de température
- Données relatives aux harmoniques et à l'onduleur
- Altitude d'installation et température ambiante
- Normes CEI, ANSI, GB ou des réseaux de distribution applicables
- Exigences en matière de surveillance, de protection et d'accessoires
Essais et contrôle qualité
Les projets liés aux énergies renouvelables exigent un fonctionnement fiable à long terme. Les essais en usine constituent donc une étape importante dans la fourniture des transformateurs et la réception des projets.
Les essais habituels en usine peuvent inclure la mesure du rapport de tension, la mesure de la résistance des enroulements, la mesure de la résistance d'isolement, la mesure des pertes à vide, la mesure des pertes sous charge, la mesure de l'impédance, la mesure de la tension appliquée et la mesure de la tension induite. Des essais supplémentaires peuvent être requis en fonction du cahier des charges du projet.
Pour les projets haute tension nécessitant une vérification approfondie de l'isolation, découvrez les Essai d'impulsion de commutation pour les transformateurs de puissance.
Un raccordement au réseau fiable pour les projets d'énergie propre
Les réseaux électriques modernes ont besoin d'équipements fiables pour raccorder les capacités solaires, éoliennes et de stockage d'énergie par batterie. L'Agence internationale de l'énergie souligne que l'extension et la modernisation des réseaux sont essentielles pour intégrer les capacités croissantes en énergies renouvelables et garantir la sécurité de l'approvisionnement en électricité.
Pour plus d'informations générales sur le développement du réseau électrique et l'intégration des énergies propres, consultez le Rapport de l'Agence internationale de l'énergie sur les réseaux électriques.
Conclusion
A transformateur de puissance est indispensable pour convertir la tension, réduire les pertes électriques et garantir un raccordement sécurisé au réseau dans le cadre de projets solaires, éoliens et de stockage d'énergie. Le choix de la solution adaptée dépend de la technologie de production, de la puissance, du niveau de tension, de l'emplacement, des conditions environnementales et des exigences du réseau.
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