Planifier la gestion de l’électricité dans un RCP

Cet article décrit la planification de l’installation. Pour la mise en œuvre sur site et la configuration des équipements sur la plateforme Climkit, se référer aux liens à la fin de l'article.

1. Gestion de l’électricité et RCP

La solution de gestion de l'électricité de Climkit consiste à fournir des compteurs pour mesurer et relever les consommations électriques, transmettre les données sur la plateforme et activer l'une des méthodes d'exploitation disponibles, comme la génération de décomptes individuels ou la facturation automatique des consommateurs.

La solution s'applique généralement dans le cadre d'un regroupement pour la consommation propre (RCP).

Elle peut également être utilisée dans d'autres contextes, par exemple :

• Dans un immeuble commercial pour distinguer les consommations des différentes surfaces
• Dans un camping ou un port pour comptabiliser les consommations par emplacement
• Dans toute situation nécessitant de mesurer, décompter et facturer des consommations électriques

Schéma de raccordement standard d'un RCP

Il existe plusieurs modes de raccordement des compteurs électriques et de communication selon le nombre de consommateurs et de bâtiments d’un site.

Le schéma standard consiste en un RCP avec :

• 1 seul point d’introduction au réseau avec un compteur d'introduction GRD
• Plusieurs consommateurs (appartements, bureaux, communs, etc.) raccordés à des compteurs privés.

Raccordement électrique

Le schéma ci-dessus présente le cas d'un RCP avec un unique compteur GRD à l'introduction électrique de l'immeuble.

Les consommateurs comme les appartements et les parties communes sont mesurés par des compteurs privés.

Un compteur privé mesure également la production photovoltaïque (départ de l'onduleur).

Un compteur privé est également installé à l'introduction en série de celui du GRD.

Le nombre de compteurs dépend de ce qui doit être mesuré et facturé séparément. Voici une liste des compteurs les plus courants à prévoir :

• Pompe à chaleur: pour distinguer sa consommation du reste des communs
• Bornes de recharge pour véhicules électriques
• Batterie raccordée en AC (et non en DC via un onduleur hybride)
• Onduleurs photovoltaïques: un compteur par installation permet de mesurer leurs performances séparément et de détecter plus facilement d'éventuels problèmes.

Bus RS485 de communication et connexion internet

Un bus de communication sériel de type RS485 raccorde chaque compteur à l'interface RS485 de la Gateway Climkit.

Les compteurs (Slaves) sont raccordés par un réseau bus RS485 à la Gateway (Master) selon le schéma ci-dessous.

Directives et recommandations pour le tirage du câble:

• Utiliser un câble de type U72 blindé (type feuille d'aluminium) 4 × 0,8 mm².
• Tous les appareils doivent être connectés en série (daisy-chain). Éviter les branches, étoiles ou connexions en T qui peuvent générer des défaillances de communication.
• Le câble ne doit pas former de boucles fermées.
• Longueur maximale : viser < 500 m pour une marge de sécurité.
• Éviter les passages près d'équipements qui pourraient créer des interférences (moteurs, variateurs...).

La Gateway est elle-même raccordée via son interface Ethernet au routeur 4G équipé d'une carte SIM multi-opérateur pour permettre le relevé à distance des compteurs.

Offre Climkit

L’offre standard Climkit regroupe les éléments nécessaires au fonctionnement du système : équipements matériels, fonctionnalités logicielles, ainsi que les prestations liées à la mise en place.

L’ensemble du matériel est fourni préconfiguré afin de simplifier l’installation et d’assurer la bonne communication des compteurs.

• Equipements:
  • Routeur LAN ou routeur 4G
  • Gateway Climkit
  • Compteurs d'électricité
• Fonctionnalités logicielles :
  • Lecture et relevé des compteurs d'électricité
• Prestation de mise en place :
  • Coordination technique et vérification de la lecture des compteurs
  • Mise en service administrative

Tous les produits sont commandés directement auprès de Climkit.

Dans la majorité des cas, l’installation peut être réalisée par l’installateur sans intervention sur site d’un technicien Climkit.

Une assistance téléphonique est disponible si nécessaire lors de la mise en service.

Détails des équipements utilisés

Routeur 4G

Une connexion internet est indispensable au fonctionnement du système. Si aucune connexion n'est disponible, Climkit peut la fournir via un routeur 4G équipé d'une carte SIM active multi-opérateurs.

L'utilisation du routeur 4G TRB140 de Climkit présente plusieurs avantages :

• Installation simplifiée : le routeur s'installe facilement à l'intérieur du tableau électrique, directement sur le rail DIN
• Livraison complète : fourni avec son support rail DIN et son alimentation 24V DC
• Prêt à l'emploi : livré préconfiguré avec une carte SIM activée
• Abonnement 4G économique : connexion internet à faible coût

Gateway Climkit

La Gateway Climkit lit les compteurs connectés à son port RS485 via le protocole Modbus et transmet les relevés à la plateforme Climkit par internet.

Compteurs d'électricité

Les compteurs d'électricité permettent la mesure des consommations, de la production ainsi que de l'électricité soutirée et refoulée vers le réseau.

Dans le cas d'un raccordement inférieur à 80A, Climkit fournit des compteurs directs, c'est-à-dire que les fils conducteurs passent directement dans le compteur.

Le modèle fourni généralement est le compteur Eastron SDM630Modbus. Le compteur mesure 4 modules DIN de large et s'installe directement dans le tableau électrique sur un rail DIN ou dans un boîtier adapté (voir T-Box ci-dessous).

Dans le cas où l’intensité du raccordement (ampérage) dépasse 80A, Climkit fournit des compteurs indirects c'est-à-dire que les fils conducteurs passent dans des transformateurs d'intensité (TI) eux-mêmes connectés au compteur.

• Le modèle fourni généralement est le compteur Eastron SDM630MCT

Transformateurs d'intensité (TI)

Les TI sont choisis selon l’intensité du raccordement et du diamètre du conducteur sur lequel le TI va se clipser autour.

Climkit fournit des TI allant de 100 A à 2000 A.

Les TI se clipsent directement sur le câble ou la barre en cuivre de chaque phase. Attention à la section du câble par rapport au diamètre du TI.

D’autres TI peuvent être commandés pour les cas spécifiques avec un diamètre plus grand. A préciser lors de la commande.

Boîtier et plaque compteur T-Box

Pour faciliter l'installation des compteurs sur les emplacements compteurs GRD, il est possible de commander des boîtiers rail DIN avec plaque de fixation.

Boîtier rail DIN sur plaque de fixation T (H : 36cm, L :21cm)

Variante avec Gateway Cloud

Au lieu d'utiliser une Gateway Climkit, il est possible d'opter pour une Gateway virtuelle utilisant le protocole MQTT, en combinant un routeur (LAN ou 4G) avec un convertisseur RS485-Ethernet.

Schéma Gateway Cloud avec routeur 4G

Schéma avec routeur LAN

2. Variantes de raccordement

Schéma Microgrid: site constitué de plusieurs bâtiments

Le schéma Microgrid consiste en un regroupement (RCP) avec les caractéristiques suivantes :

• Un unique point d’introduction au réseau public, équipé d’un compteur d’introduction GRD, généralement situé dans un local TGBT séparé ou dans l’un des bâtiments du site.
• Plusieurs bâtiments connectés à ce même point d’introduction.
• De multiples consommateurs (appartements, bureaux, locaux communs, etc.), chacun relié à un compteur individuel.

Ce schéma s’applique notamment lorsque les compteurs privés sont répartis en différents points du site. Plusieurs variantes sont alors possibles pour le raccordement et la lecture des compteurs :

• Installation d’un bus entre les bâtiments, passant par chaque compteur jusqu’à la Gateway Climkit centrale.
• Installation d’une Gateway Climkit dans chaque bâtiment, chacune connectée à Internet pour la transmission des données.
• Recommandé : Interconnecter l’ensemble des bâtiments via un réseau IP local (câblage RJ45 ou fibre optique). Chaque installation de compteurs est reliée à un convertisseur RS485-Ethernet, lui-même connecté au réseau LAN du site. Cette architecture permet une centralisation efficace des données tout en assurant la flexibilité de l’infrastructure. (Voir schéma ci-dessous.)

Cette dernière variante est recommandée car elle présente plusieurs avantages :

• Fiabilité accrue : Elle évite les problèmes de connexion liés au bus physique entre les bâtiments, dont le diagnostic et le dépannage peuvent s'avérer complexes.
• Économie d'équipement : Elle permet de n'installer qu'une seule Gateway et un seul routeur pour l'ensemble du site, simplifiant ainsi l'architecture et réduisant les coûts.

Schéma Microgrid avec RCP virtuel avec plusieurs introductions

Le schéma Microgrid avec RCP virtuel se compose de :

• Plusieurs points d'introduction au réseau public, chacun avec son compteur GRD
• Plusieurs bâtiments interconnectés
• Plusieurs consommateurs (appartements, bureaux, locaux communs, etc.) équipés soit d'un compteur privé, soit d'un compteur GRD
• Plusieurs installations photovoltaïques mesurées par un compteur privé ou un compteur GRD

Principe de fonctionnement :

L'électricité produite est partagée entre les bâtiments. Les compteurs GRD sont regroupés virtuellement pour établir une facture unique de soutirage au réseau.

Les compteurs privés sont relevés directement par la Gateway Climkit, tandis que le GRD transmet les données de ses compteurs à Climkit. L'ensemble des informations est centralisé sur la plateforme Climkit.

Schéma consommateur unique

Ce schéma s'applique aux sites comprenant :

• Un seul point d'introduction au réseau public
• Un seul consommateur
• Une seule installation photovoltaïque

Exemple d'application : Une maison individuelle ou un bâtiment commercial équipé d'une installation photovoltaïque.

Deux compteurs sont installés au minimum : un compteur d'introduction en série avec le compteur GRD et un compteur de production photovoltaïque.

La consommation n'a pas besoin d'être mesurée directement : elle est déduite par calcul à partir des valeurs des deux autres compteurs (Consommation = Production + Soutirage ou - Injection).

Variante Gateway Cloud avec routeur LAN (ou 4G)

3. Optimisation de l'autoconsommation

Le système d'optimisation de Climkit permet d'augmenter le taux d'autoconsommation d'une installation photovoltaïque en pilotant certains appareils en fonction de la production d'énergie solaire.

Le surplus refoulé vers le réseau électrique est ainsi limité et on gagne aussi en autonomie en produisant par exemple de l'eau chaude avec de l'énergie solaire.

Les appareils (chauffe-eau, pompes à chaleur, radiateurs, pompes de piscine etc.) sont contrôlés via un relais. Il est aussi possible de contrôler certaines bornes de recharge pour véhicules électriques (via Wifi ou Ethernet).

Offre Climkit

Voici les produits supplémentaires pour permettre l'optimisation de l'autoconsommation :

• Equipements :
  • Module I/O Relais
• Fonctionnalités logicielles :
  • Optimisation de l'autoconsommation
• Prestation de mise en place :
  • Coordination technique et configuration
  Tous ces produits sont commandés directement auprès de Climkit. En règle générale, l’intervention d’un technicien Climkit sur site n’est pas nécessaire pour la mise en service. Les composants sont livrés préconfigurés, ce qui permet à l’installateur d’effectuer facilement la mise en service, avec l’assistance téléphonique du support technique de Climkit si besoin.

Détails des équipements utilisés

Module I/O Relais

Le Module I/O WP8024 fourni par Climkit dispose de 4 relais.

Il est livré avec une alimentation rail DIN 24V DC et se raccorde à la Gateway Climkit via RS485-Modbus (comme les compteurs électriques).

Les contacts libres de potentiel (ex. SG-ready de la pompe à chaleur) peuvent être raccordés directement sur un relais du module.

Dans le cas d'un chauffe-eau, les relais du module contrôlent des relais de commande (contacteur) qui eux-mêmes enclenchent le chauffe-eau.

Une résistance de chauffe-eau triphasée peut être connectée avec un relais indépendant par phase pour permettre un enclenchement par palier et maximiser l'autoconsommation même en cas de faible production photovoltaïque.

Si 4 relais ne suffisent pas, il est possible de connecter plusieurs modules à la Gateway Climkit.

Il est recommandé d'installer un interrupteur 3 positions entre le module relais et l'appareil à contrôler afin de pouvoir enclencher manuellement ce dernier.

Positions :

• Haut (I) : Automatique piloté par le module relais et le système d'optimisation
• Milieu (0) : Arrêt forcé
• Bas (II) : Marche forcée

Modèle type : Hager SFB116

4. Installation d'une batterie

Dans le cas d’une installation avec batterie de type AC (équipée de son propre chargeur-onduleur), il est indispensable de raccorder ce système à un compteur de batterie Climkit spécifique et de configurer ce dernier en mode "Batterie" sur la plateforme.

5. Etapes suivantes