Qu’est-ce que l’effet d’îlotage ? Pourquoi l’effet d’îlotage se produit-il ?

I. Qu’est-ce que l’effet d’îlotage ?

En conditions normales de raccordement au réseau, les onduleurs photovoltaïques fonctionnent selon les normes de tension et de fréquence du réseau électrique public. La production d'électricité est prioritairement destinée aux charges locales, le surplus étant injecté dans le réseau et utilisé pour pallier les coupures de courant. L'ensemble du processus est géré par le réseau électrique, garantissant ainsi un fonctionnement stable et maîtrisable.

L'effet d'îlotage, cependant, fait spécifiquement référence à une déconnexion non planifiée du réseau : lorsque le réseau électrique principal subit une panne de courant due à des défauts, à des opérations de maintenance, à la foudre, à un déclenchement de ligne, etc., et que le système photovoltaïque ne détecte pas à temps le signal de déconnexion du réseau, il continue à alimenter des lignes et des charges locales isolées, formant ainsi une « île électrique » autosuffisante et non contrôlée, détachée du réseau électrique principal.

II. Pourquoi l’effet d’îlotage se produit-il ?

L'effet d'îlotage ne se produit pas de manière aléatoire ; il requiert la réunion simultanée de quatre conditions : alimentation électrique, circuit, détection et déclenchement externe. Les causes principales sont claires et techniques :

1. Adéquation précise entre l'offre et la demande d'énergie (facteur interne fondamental)

Il s'agit de la condition la plus critique pour la formation d'îlots de tension. Au moment précis où le réseau principal se déconnecte, si la production d'énergie photovoltaïque en temps réel est à peu près égale à la consommation électrique locale, les fluctuations de tension et de fréquence du système sont extrêmement faibles. L'onduleur ne détecte pas la déconnexion du réseau et continue de produire de l'électricité. Les scénarios où la production d'énergie photovoltaïque est maximale à midi et où toutes les charges résidentielles ou commerciales sont en fonctionnement présentent un risque élevé pour ce problème.

2. Stockage d'énergie et stabilisation de tension par circuit résonant LC

Les lignes de distribution et les équipements électriques intègrent des composants de stockage d'énergie (inductances et condensateurs). Dès la coupure du réseau, ces composants génèrent une compensation de puissance réactive, stabilisant brièvement les paramètres électriques de la ligne, masquant ainsi les caractéristiques de la coupure et induisant l'onduleur en erreur, lui faisant croire que le réseau fonctionne normalement et l'empêchant de déclencher la protection contre l'arrêt.

3. Angle mort inhérent à la détection d'îlotage

Les onduleurs sont équipés de mécanismes de détection double, passifs et actifs, mais la détection passive ne surveille que les variations de tension, de fréquence et de phase. En situation d'adaptation de puissance, la précision de la détection est insuffisante, ce qui crée un angle mort. De plus, le vieillissement du matériel, la dégradation de la précision des capteurs, un paramétrage incorrect ou la désactivation non autorisée de la fonction anti-îlotage peuvent tous provoquer directement des défauts d'îlotage.

4. Déclencheurs externes des anomalies du réseau électrique

Les coups de foudre, les courts-circuits, les dysfonctionnements des interrupteurs de transformateurs, les coupures de courant planifiées pour la maintenance et les dommages externes aux lignes électriques peuvent provoquer une déconnexion physique au point de raccordement au réseau, ce qui constitue une cause externe directe de l'effet d'îlotage.