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Enjeux liés au raccordement des producteurs

Spécificités des énergies renouvelables variables électriques

Les installations éoliennes et solaires sont très majoritairement « décentralisées »

Les nouvelles énergies renouvelables, l’éolien et le solaire, dites énergies renouvelables variables du fait de leur caractère dépendant de la météo, sont raccordées à 95% (en puissance) au réseau public de distribution. On distingue plusieurs grandes catégories d’installations.

  • Très grandes installations photovoltaïques ou éoliennes – HTB : 5% de la puissance cumulée de ces deux filières sont raccordées directement au réseau public de transport en HTB1. Il s’agit d’installations comme le parc photovoltaïque de Cestas dont la puissance de 300MW excède largement le seuil de raccordement au réseau de distribution (12/17MW).
  • Parcs au sol photovoltaïques – HTA : installations de puissance généralement de plusieurs mégawatts (1 à 5 MW), elles sont raccordées sur un départ du réseau public moyenne tension (20kV) via un poste de livraison qui fait la liaison avec l’installation privée composée d’un ou plusieurs postes de transformation HTA/BT.
  • Parcs éoliens - HTA : installations de puissance d’une dizaine à plusieurs dizaines de mégawatt (6 - 40MW), elles sont raccordées au réseau public moyenne tension (20kV) via un ou plusieurs départs HTA selon la puissance de l’installation.
  • Grandes toitures et ombrières photovoltaïques - HTA : les installations sur des hypermarchés, sites industriels, etc. de plus de 250kW (plus de 1500 mètres carrés de panneaux) sont raccordées directement au réseau public HTA via un poste de distribution privé ou indirectement au réseau public via l’installation privée du consommateur.
  • Petites et moyennes toitures photovoltaïques – BT : les installations de moins de 250kW sont raccordées en basse tension.

La majeure partie des installations PV est raccordée sur le réseau basse tension, réseau le moins bien connu

En nombre, la majeure partie des installations PV est raccordée sur le réseau basse tension. Or ce dernier est le moins connu. En effet, le réseau de transport, largement instrumenté et piloté, est surveillé en permanence. Quant au réseau HTA, il dispose de mesures en temps réel, a minima sur chaque départ, d’interrupteurs pouvant être manœuvrés à distance et d’un certain maillage qui permet de le reconfigurer en temps réel en cas d’incidents ou de travaux.

A l’inverse, le réseau basse tension est considéré comme passif puisque, jusqu’à très récemment, il était peu instrumenté et pas piloté. L’arrivée des producteurs décentralisés et la volonté de maîtriser et diminuer les consommations d’énergie amènent à s’intéresser aux charges et points d’injection sur ce réseau. Par ailleurs, la décision de généraliser le compteur Linky va générer un nombre très conséquent de nouvelles mesures.

 

Il n’y a pas de notion d’équilibre offre-demande sur le réseau de distribution…

L’équilibre offre-demande, c’est-à-dire l’adéquation en temps réel entre la consommation et la production d’électricité, est réalisé principalement à la maille nationale et est une des missions principales du gestionnaire de réseau de transport RTE. L’équilibre offre-demande n’est pas réalisé à l’échelle des poches de réseau de distribution, autrement dit de chacun des postes sources.

Les postes sources, postes faisant la jonction entre le réseau de transport et de distribution, peuvent ainsi être consommateurs (la majorité des postes) ou producteurs (par exemple, les postes développés pour le raccordement de parcs éoliens), en fonction des heures de la journée ou des périodes de l’année. Les données en open data illustrent par exemple les déséquilibres régionaux entre production et consommation mensuelles.

Plus la consommation est forte par rapport à la production, plus la tension est faible et inversement.

… mais des valeurs normatives de tension doivent être respectées

L’indicateur essentiel sur le réseau de distribution est la tension. La tension est au réseau public de distribution, ce que la fréquence est au réseau de transport : un indicateur de l’écart entre production et consommation. Plus la consommation est forte par rapport à la production, plus la tension est faible ; et inversement. La différence majeure entre ces deux notions est que là où la fréquence est quasiment la même sur toute la plaque européenne interconnectée, la tension traduit des phénomènes très locaux. Sur le réseau de distribution, la tension doit être comprise dans une fourchette normative pour des questions de sécurité des personnes et de protection des équipements.

Ainsi, la seule contrainte au développement de la production vu du réseau de distribution est le respect des capacités de transit des câbles (contrainte d’intensité) et des niveaux de tension.

L’impact sur le réseau des installations d’électricité renouvelable est très variable en fonction de la puissance et de la localisation des projets

A puissance égale, le raccordement d’une installation éolienne ou solaire peut avoir un impact sur le réseau très différent en fonction de la localisation. En effet, l’impact sur le réseau est caractérisé par des contraintes d’intensité (échauffement des câbles) et de tension (qualité de l’onde) qui sont calculées en fonction de la nature et section (diamètre) des câbles, et des consommateurs raccordés sur les tronçons entre l’installation et le poste de transformation.

Par exemple, une installation de 30 kWc sur la toiture d’un gymnase aura probablement un impact négligeable en centre-ville. En effet, les départs y sont de forte section et de faible longueur et la densité de consommation élevée et caractérisée par une mixité résidentielle-tertiaire dont le profil de consommation est plus en phase avec la production photovoltaïque. A l’inverse, cette installation peut entraîner des contraintes et nécessiter l’adaptation du réseau si elle est développée sur une petite commune où les consommateurs sont essentiellement résidentiels et donc peu consommateurs pendant le pic de production photovoltaïque.

Le réseau de distribution doit pouvoir accommoder des situations hivernale avec une forte consommation et faible production, et estivale avec une faible consommation et éventuellement une forte production


Le réseau public de distribution est composé de câbles et transformateurs qui ont la double fonction d’acheminer l’électricité provenant du réseau de transport amont vers les charges et de collecter la production excédentaire des installations décentralisées pour l’acheminer vers les charges les plus proches. Il n’existe pas deux réseaux parallèles, un de collecte et un d’acheminement.

Ainsi, en présence de production décentralisée sur un réseau, les câbles et transformateurs doivent pouvoir supporter deux situations extrêmes : les pointes de consommation l’hiver, plutôt générateurs de tensions basses, et les pics de production l’été, plutôt générateurs de tension haute lorsque les charges sont principalement résidentielles. Le réseau actuel ayant été en très grande partie déployé avant les années 1990, il a été conçu surtout pour éviter ou compenser les chutes de tension générées par les pointes hivernales (voir l’article sur la Planification des réseaux de distribution).

En conséquence, bien que les équipements du réseau fonctionnent tous dans les deux sens, l’insertion d’installations de production décentralisée peut générer des contraintes de tension haute, et donc des besoins de travaux, sur ces réseaux conçus pour être robustes aux chutes de tension. Ces notions sont expliquées en détails dans l’article « Notion de capacité d’accueil en production ». Les principes actuels d’étude et de dimensionnement des réseaux tiennent compte du dimensionnement historique du réseau.

En cas de besoins de travaux d’adaptation du réseau, les producteurs sont redevables d’une partie du coût de ces travaux, la proportion variant selon leur puissance, le reste étant pris en charge collectivement par le tarif d’utilisation des réseaux (TURPE).

Dernière Mise à jour : 21/10/2019

Enjeux liés au raccordement des producteurs

Spécificités des énergies renouvelables variables électriques

Les installations éoliennes et solaires sont très majoritairement « décentralisées »

Les nouvelles énergies renouvelables, l’éolien et le solaire, dites énergies renouvelables variables du fait de leur caractère dépendant de la météo, sont raccordées à 95% (en puissance) au réseau public de distribution. On distingue plusieurs grandes catégories d’installations.

  • Très grandes installations photovoltaïques ou éoliennes – HTB : 5% de la puissance cumulée de ces deux filières sont raccordées directement au réseau public de transport en HTB1. Il s’agit d’installations comme le parc photovoltaïque de Cestas dont la puissance de 300MW excède largement le seuil de raccordement au réseau de distribution (12/17MW).
  • Parcs au sol photovoltaïques – HTA : installations de puissance généralement de plusieurs mégawatts (1 à 5 MW), elles sont raccordées sur un départ du réseau public moyenne tension (20kV) via un poste de livraison qui fait la liaison avec l’installation privée composée d’un ou plusieurs postes de transformation HTA/BT.
  • Parcs éoliens - HTA : installations de puissance d’une dizaine à plusieurs dizaines de mégawatt (6 - 40MW), elles sont raccordées au réseau public moyenne tension (20kV) via un ou plusieurs départs HTA selon la puissance de l’installation.
  • Grandes toitures et ombrières photovoltaïques - HTA : les installations sur des hypermarchés, sites industriels, etc. de plus de 250kW (plus de 1500 mètres carrés de panneaux) sont raccordées directement au réseau public HTA via un poste de distribution privé ou indirectement au réseau public via l’installation privée du consommateur.
  • Petites et moyennes toitures photovoltaïques – BT : les installations de moins de 250kW sont raccordées en basse tension.

La majeure partie des installations PV est raccordée sur le réseau basse tension, réseau le moins bien connu

En nombre, la majeure partie des installations PV est raccordée sur le réseau basse tension. Or ce dernier est le moins connu. En effet, le réseau de transport, largement instrumenté et piloté, est surveillé en permanence. Quant au réseau HTA, il dispose de mesures en temps réel, a minima sur chaque départ, d’interrupteurs pouvant être manœuvrés à distance et d’un certain maillage qui permet de le reconfigurer en temps réel en cas d’incidents ou de travaux.

A l’inverse, le réseau basse tension est considéré comme passif puisque, jusqu’à très récemment, il était peu instrumenté et pas piloté. L’arrivée des producteurs décentralisés et la volonté de maîtriser et diminuer les consommations d’énergie amènent à s’intéresser aux charges et points d’injection sur ce réseau. Par ailleurs, la décision de généraliser le compteur Linky va générer un nombre très conséquent de nouvelles mesures.

 

Il n’y a pas de notion d’équilibre offre-demande sur le réseau de distribution…

L’équilibre offre-demande, c’est-à-dire l’adéquation en temps réel entre la consommation et la production d’électricité, est réalisé principalement à la maille nationale et est une des missions principales du gestionnaire de réseau de transport RTE. L’équilibre offre-demande n’est pas réalisé à l’échelle des poches de réseau de distribution, autrement dit de chacun des postes sources.

Les postes sources, postes faisant la jonction entre le réseau de transport et de distribution, peuvent ainsi être consommateurs (la majorité des postes) ou producteurs (par exemple, les postes développés pour le raccordement de parcs éoliens), en fonction des heures de la journée ou des périodes de l’année. Les données en open data illustrent par exemple les déséquilibres régionaux entre production et consommation mensuelles.

Plus la consommation est forte par rapport à la production, plus la tension est faible et inversement.

… mais des valeurs normatives de tension doivent être respectées

L’indicateur essentiel sur le réseau de distribution est la tension. La tension est au réseau public de distribution, ce que la fréquence est au réseau de transport : un indicateur de l’écart entre production et consommation. Plus la consommation est forte par rapport à la production, plus la tension est faible ; et inversement. La différence majeure entre ces deux notions est que là où la fréquence est quasiment la même sur toute la plaque européenne interconnectée, la tension traduit des phénomènes très locaux. Sur le réseau de distribution, la tension doit être comprise dans une fourchette normative pour des questions de sécurité des personnes et de protection des équipements.

Ainsi, la seule contrainte au développement de la production vu du réseau de distribution est le respect des capacités de transit des câbles (contrainte d’intensité) et des niveaux de tension.

L’impact sur le réseau des installations d’électricité renouvelable est très variable en fonction de la puissance et de la localisation des projets

A puissance égale, le raccordement d’une installation éolienne ou solaire peut avoir un impact sur le réseau très différent en fonction de la localisation. En effet, l’impact sur le réseau est caractérisé par des contraintes d’intensité (échauffement des câbles) et de tension (qualité de l’onde) qui sont calculées en fonction de la nature et section (diamètre) des câbles, et des consommateurs raccordés sur les tronçons entre l’installation et le poste de transformation.

Par exemple, une installation de 30 kWc sur la toiture d’un gymnase aura probablement un impact négligeable en centre-ville. En effet, les départs y sont de forte section et de faible longueur et la densité de consommation élevée et caractérisée par une mixité résidentielle-tertiaire dont le profil de consommation est plus en phase avec la production photovoltaïque. A l’inverse, cette installation peut entraîner des contraintes et nécessiter l’adaptation du réseau si elle est développée sur une petite commune où les consommateurs sont essentiellement résidentiels et donc peu consommateurs pendant le pic de production photovoltaïque.

Le réseau de distribution doit pouvoir accommoder des situations hivernale avec une forte consommation et faible production, et estivale avec une faible consommation et éventuellement une forte production


Le réseau public de distribution est composé de câbles et transformateurs qui ont la double fonction d’acheminer l’électricité provenant du réseau de transport amont vers les charges et de collecter la production excédentaire des installations décentralisées pour l’acheminer vers les charges les plus proches. Il n’existe pas deux réseaux parallèles, un de collecte et un d’acheminement.

Ainsi, en présence de production décentralisée sur un réseau, les câbles et transformateurs doivent pouvoir supporter deux situations extrêmes : les pointes de consommation l’hiver, plutôt générateurs de tensions basses, et les pics de production l’été, plutôt générateurs de tension haute lorsque les charges sont principalement résidentielles. Le réseau actuel ayant été en très grande partie déployé avant les années 1990, il a été conçu surtout pour éviter ou compenser les chutes de tension générées par les pointes hivernales (voir l’article sur la Planification des réseaux de distribution).

En conséquence, bien que les équipements du réseau fonctionnent tous dans les deux sens, l’insertion d’installations de production décentralisée peut générer des contraintes de tension haute, et donc des besoins de travaux, sur ces réseaux conçus pour être robustes aux chutes de tension. Ces notions sont expliquées en détails dans l’article « Notion de capacité d’accueil en production ». Les principes actuels d’étude et de dimensionnement des réseaux tiennent compte du dimensionnement historique du réseau.

En cas de besoins de travaux d’adaptation du réseau, les producteurs sont redevables d’une partie du coût de ces travaux, la proportion variant selon leur puissance, le reste étant pris en charge collectivement par le tarif d’utilisation des réseaux (TURPE).

Dernière Mise à jour : 21/10/2019

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