Qu'est-ce qu'un transformateur pour système photovoltaïque ? (Explication des tensions 10 kV et 35 kV)

Un transformateur pour système photovoltaïque est un dispositif électrique essentiel qui permet aux centrales solaires photovoltaïques (PV) d’injecter de l’électricité dans le réseau public. Comme les panneaux solaires et les onduleurs produisent de l’électricité à basse tension, généralement à 0,4 kV ou 0,8 kV, cette tension doit être portée à un niveau de tension moyenne ou haute, tel que 10 kV, 35 kV, 110 kV ou plus, avant transmission.

En l’absence de transformateurs, l’énergie solaire ne peut pas être transportée efficacement sur de longues distances ni intégrée en toute sécurité au réseau.

Dans les projets solaires modernes à grande échelle, notamment les centrales solaires au sol, les configurations les plus couramment utilisées sont les suivantes :

transformateurs de distribution 10 kV pour les systèmes de moyenne puissance

transformateurs suréleveurs 35 kV pour les centrales solaires de grande puissance.

Les transformateurs solaires 10 kV ou 35 kV fabriqués par Jiangsu Unita Electric peuvent répondre à vos besoins en matière de projet, avec des puissances personnalisables aussi bien du côté haute tension que basse tension.

1. Pourquoi les systèmes photovoltaïques nécessitent-ils des transformateurs

Les systèmes photovoltaïques produisent de l’électricité sous forme de courant continu (CC), qui est ensuite converti en courant alternatif (CA) par des onduleurs. Toutefois, la tension de sortie des onduleurs est relativement faible et ne convient pas au transport sur le réseau électrique.

Un transformateur est nécessaire afin de :

1.1 Élever la tension pour la connexion au réseau

L’électricité doit être transportée à des tensions plus élevées afin de réduire les pertes d’énergie. Lorsque la tension augmente, le courant diminue, ce qui réduit considérablement les pertes en ligne.

Cela est particulièrement important dans les grands parcs solaires, où l’électricité doit parcourir de longues distances pour atteindre les sous-stations.

1.2 Améliorer l’efficacité de la transmission

Des niveaux de tension plus élevés réduisent :

• Les pertes résistives (pertes I²R)
• Le chauffage des câbles
• Le gaspillage d’énergie sur les lignes de transport

1.3 Assurer la compatibilité avec le réseau

Les transformateurs garantissent que les centrales solaires répondent à ces exigences du réseau.

1.4 Assurer l’isolement électrique

Les transformateurs isolent également la centrale solaire du réseau, améliorant ainsi la sécurité et protégeant les équipements contre les défauts et les surtensions.

2. Qu’est-ce qu’un transformateur élévateur dans les centrales solaires ?

Un transformateur élévateur est un dispositif électrique qui augmente la tension d’un niveau inférieur à un niveau supérieur.

Dans les systèmes photovoltaïques, il est généralement installé entre :
sortie de l’onduleur → transformateur → armoire de commande → raccordement au réseau

Fonctions principales :

• Élévation de la tension (par exemple, 0,8 kV → 10 kV ou 35 kV)
• Stabilisation du système face aux fluctuations de la production solaire
• Conformité au réseau et synchronisation
• Réduction des harmoniques (prise en charge dans certains modèles)

Types courants utilisés dans les centrales solaires :

• Transformateurs immergés dans l’huile (les plus répandus pour les centrales photovoltaïques extérieures)
• Transformateurs sur socle (installations compactes)
• Postes de transformation en coffret (transformateur intégré + appareillage de commutation + système de protection)

Jiangsu Unita Electric peut fournir tous les produits ci-dessus pour votre système photovoltaïque, et chacun d’entre eux peut être personnalisé selon vos besoins.

Les transformateurs immergés dans l’huile dominent les projets à grande échelle en raison de leurs caractéristiques suivantes :

• Haute efficacité
• Dissipation thermique élevée ：Nature huileuse Nature air
• Longue durée de vie : La durée de vie des transformateurs immergés dans l’huile Jiangsu Unita dépasse 25 ans
• Excellente capacité de surcharge

3. Tension de 10 kV contre 35 kV dans les centrales solaires

L’un des choix de conception les plus importants dans un projet solaire consiste à sélectionner le niveau de tension approprié pour les systèmes de collecte et d’élévation.

3.1 Systèmes de transformateurs solaires en 10 kV

les systèmes 10 kV sont couramment utilisés dans :

• Les centrales solaires de petite et moyenne taille
• Les projets photovoltaïques distribués
• Les systèmes énergétiques industriels ou régionaux

Caractéristiques typiques :

• Plage de puissance : 500 kVA à 2500 kVA
• Coût d'installation réduit
• Raccordement au réseau plus simple
• Adaptés à la transmission d’électricité sur de courtes distances

Avantages :

• Investissement initial inférieur
• Entretien plus facile
• Déploiement flexible dans les fermes solaires modulaires

Limitations :

• Pertes de transmission plus élevées par rapport aux systèmes 35 kV
• Capacité limitée pour les grandes centrales solaires

3.2 Systèmes de transformateurs solaires 35 kV

les systèmes 35 kV sont largement utilisés dans les centrales solaires à grande échelle.

Ils se trouvent généralement dans :

• De grandes fermes solaires au sol
• Des stations d’énergie renouvelable raccordées au réseau national
• Des centrales photovoltaïques centralisées

Caractéristiques typiques :

• Rendement de transmission supérieur
• Utilisés pour les systèmes collecteurs (plusieurs onduleurs regroupés)
• Élévation de la tension jusqu’aux sous-stations du réseau 110 kV ou 220 kV

Avantages :

• Pertes de puissance réduites sur de longues distances
• Mieux adapté à la production d'énergie à grande échelle
• Moins d'unités de transformateur requises par MW

Limitations :

• Coût d'équipement plus élevé
• Exigences de protection et de conception plus complexes

3.3 Principales différences entre les systèmes 10 kV et 35 kV

Caractéristique	système 10 kV	système 35 kV
Échelle d'application	Centrales photovoltaïques de petite ou moyenne taille	Fermes solaires à l'échelle des services publics
Efficacité de transmission	Moyenne	Haut
Coût d'investissement	Inférieur	Plus élevé
Niveau d'intégration au réseau	Distribution locale	Transmission haute tension
Complexité du système	Simple	Avancé

4. Architecture centralisée contre architecture décentralisée des centrales photovoltaïques solaires

Les systèmes d'énergie solaire sont généralement divisés en deux types architecturaux principaux.

4.1 Systèmes photovoltaïques décentralisés

Les systèmes décentralisés sont généralement installés sur :

• Toits
• Installations industrielles
• Petites centrales au sol

Caractéristiques :

• Courte distance de transport d’électricité
• Niveaux de tension plus faibles (souvent 10 kV ou moins)
• Consommation locale ou injection dans un petit réseau

Utilisation de transformateurs :

• Transformateurs de distribution plus petits
• Souvent intégrés dans des sous-stations compactes

4.2 Systèmes photovoltaïques centralisés

Les systèmes centralisés désignent de grandes centrales solaires situées dans des zones dégagées telles que les déserts ou les plaines.

Caractéristiques :

• Puissance de sortie élevée (de dizaines à des centaines de MW)
• Transport sur de longues distances vers les sous-stations
• Utilisation de réseaux collecteurs de 35 kV

Utilisation de transformateurs :

• Transformateurs élévateurs de grande capacité
• Plusieurs onduleurs regroupés dans une même unité transformateur
• Raccordement au réseau haute tension (110 kV / 220 kV)

5. Fonctions clés des transformateurs solaires

Les transformateurs solaires ne sont pas seulement des dispositifs de conversion de tension ; ils remplissent plusieurs rôles essentiels dans les systèmes photovoltaïques.

5.1 Conversion de tension

Fonction principale : élever la tension de sortie de l'onduleur jusqu'aux niveaux compatibles avec le réseau.

5.2 Protection du système

Ils protègent les équipements contre :

• Conditions de surcharge
• Circuits courts
• Les pics de tension

5.3 Isolation électrique

Ils garantissent une séparation sécurisée entre :

• Système de production solaire
• Réseau public

5.4 Gestion thermique

Les conceptions à immersion dans l'huile dissipent efficacement la chaleur, assurant un fonctionnement stable dans des environnements à haute température, tels que les déserts.

5.5 Soutien à la stabilité du réseau

Les transformateurs contribuent à maintenir la stabilité de la tension pendant :

• Fluctuations de l'irradiance solaire
• Variations de charge
• Perturbations du réseau

6. Comment choisir le bon transformateur pour un projet d'énergie solaire

Le choix du transformateur adapté est essentiel pour les performances du système et sa fiabilité à long terme.

Les principaux facteurs de sélection incluent :

6.1 Puissance nominale du système (kVA / MVA)

La puissance nominale du transformateur doit correspondre à la puissance de sortie de l'onduleur et à la puissance totale de l'installation.

6.2 Niveau de tension

• 10 kV pour les petits systèmes distribués
• 35 kV pour les centrales solaires à grande échelle

6.3 Conditions environnementales

Important pour les centrales photovoltaïques en extérieur :

• Régions à haute température
• Environnements désertiques
• Zones côtières sujettes à la corrosion
• Installations en haute altitude

7. FAQ – Transformateurs pour centrales solaires

Quelle est la tension d’un transformateur pour centrale solaire ?

La plupart des transformateurs solaires fonctionnent à des niveaux de tension moyenne, tels que 10 kV ou 35 kV, selon la taille de la centrale.

Pourquoi les parcs solaires utilisent-ils des transformateurs de 35 kV ?

Parce qu’une tension plus élevée réduit les pertes de transmission et améliore l’efficacité des grands parcs solaires.

Les transformateurs de 10 kV peuvent-ils être utilisés dans les centrales solaires ?

Oui, mais principalement dans de petits et moyens projets solaires distribués.

Quel type de transformateur est utilisé dans les systèmes photovoltaïques solaires ?

Les transformateurs à huile à élévation de tension sont les plus couramment utilisés dans les fermes solaires à grande échelle.

Quelle est la durée de vie d’un transformateur solaire ?

La durée de vie est généralement supérieure à 20 ans. Vous pouvez choisir les produits Jiangsu Unita, dont la durée de vie dépasse 25 ans.

La tension d’un transformateur peut-elle être personnalisée ?

Oui, bien sûr. La tension peut être personnalisée pour s’adapter à votre projet.

Conclusion

Les transformateurs constituent des composants essentiels de tout système photovoltaïque, permettant une conversion efficace de la tension, une intégration au réseau et une stabilité du système.

Le choix entre des systèmes 10 kV et 35 kV dépend de l’échelle du projet :

• 10 kV pour les projets solaires distribués et de taille moyenne
• 35 kV pour les grandes fermes solaires à grande échelle

Comprendre le choix du transformateur est crucial pour les entrepreneurs EPC, les développeurs de projets et les entreprises d’électricité qui souhaitent optimiser les performances et réduire les coûts à long terme.