Forage de 300 m et appoint réseau :
l'arbitrage en Alentejo
Au sud du Portugal, une exploitation de l'Alentejo puise dans un aquifère profond : l'eau est à 300 m, le besoin est de 60 m³ par jour, et la citerne existe déjà. Le réseau électrique arrive au poste, et l'exploitant le veut en appoint, parce qu'il sait que l'hiver ne fera pas les 60 m³ au seul soleil. Cette contrainte change tout : elle sort du jeu la seule gamme réellement hybride du catalogue, et elle met en concurrence deux façons très différentes de faire entrer du courant alternatif dans une pompe solaire.
Quand la profondeur commande tout
Soixante mètres cubes par jour, c'est un besoin modeste. Trois cents mètres de profondeur, c'est une autre affaire : avec le refoulement et les pertes de charge, LE LAB calcule 319 m de hauteur manométrique totale. À cette hauteur, l'énergie à fournir pour un même mètre cube est plus de deux fois celle d'un forage de 120 m, et le catalogue se réduit vite.
Les données d'entrée
La ville de référence d'ensoleillement est Beja, au cœur de l'Alentejo. Profondeur 300 m, refoulement 5 m, 120 m de conduite, citerne existante, et la case appoint électrique sur oui. C'est cette dernière réponse qui fera basculer l'arbitrage.
Le récapitulatif avant calcul, avec l'appoint réseau demandé et la citerne déjà en place.
La solution retenue : un moteur à aimants permanents sous variateur
LE LAB retient une GRUNDFOS SPE 18-35, une pompe de 7,1 pouces à moteur synchrone à aimants permanents, pilotée par un variateur solaire RSI de 37 kW. Elle accepte 24 m³/h et 350 m de hauteur, elle travaille donc à 319 m sans être à son plafond. Le champ compte 44 panneaux de 630 Wc, soit 27 720 Wc, câblés en quatre chaînes parallèles de onze panneaux en série. La production moyenne s'établit à 67,6 m³ par jour.
La solution en un coup d'œil. L'amplitude saisonnière est annoncée : de 44,1 m³ par jour en décembre à 92,4 en août.
Ce que la profondeur fait au catalogue
À 319 m de hauteur, la sélection se resserre brutalement. La gamme LORENTZ PSk3, la seule du catalogue à être nativement hybride, plafonne à 180 m : elle ne descend pas jusqu'ici. La PSk2 y arrive, mais avec l'extrémité qui monte le plus haut de sa gamme, une C-SJ30-35 dont la hauteur maximale est de 330 m, et il lui faut alors un champ considérablement plus grand. La SP asynchrone y arrive aussi, largement surdimensionnée pour un besoin de 60 m³. Reste le SPE, dont la gamme monte à 450 m et qui trouve ici son terrain naturel.
| Solution | Champ photovoltaïque | Production moyenne | Entrée en courant alternatif |
|---|---|---|---|
| GRUNDFOS SPE 18-35 + RSI 37 kW | 27 720 Wc · 44 × 630 Wc | 67,6 m³/j | sur les bornes du variateur |
| LORENTZ PSk2-40 C-SJ30-35 | 48 925 Wc · 95 × 515 Wc | 73,6 m³/j | convertisseur SmartPSUk2 à ajouter |
| GRUNDFOS SP 77-20 + RSI 110 kW | 84 150 Wc · 187 × 450 Wc | 99,7 m³/j | sur les bornes du variateur |
| LORENTZ PSk3 | hors de portée : la gamme s'arrête à 180 m de hauteur | ||
Le PSk2 réclame 48 925 Wc là où le SPE en demande 27 720, soit 95 panneaux au lieu de 44. Ce n'est plus un écart d'appréciation, c'est une différence de nature : à cette hauteur, l'extrémité LORENTZ travaille en bout de gamme quand le SPE reste dans sa plage de rendement.
Pourquoi l'appoint n'est pas un confort ici
La production va de 44,1 m³ par jour en décembre à 92,4 en août. Les mois d'été dépassent largement le besoin, mais décembre, janvier et novembre passent dessous. Sur un forage profond, l'hiver ne se rattrape pas en agrandissant raisonnablement le champ : il faudrait dimensionner sur le mois le plus défavorable et payer toute l'année un champ calibré pour décembre. L'exploitant a choisi l'autre voie, garder un champ juste et laisser le réseau compléter les semaines grises. C'est exactement le rôle d'un appoint.
Trois mois passent sous la ligne du besoin. C'est là, et seulement là, que le réseau prend le relais.
Trois façons de faire entrer du courant alternatif dans une pompe solaire
Le mot appoint recouvre trois architectures très différentes, et le catalogue solaire les propose toutes les trois. Les distinguer est le vrai sujet technique de ce dossier.
Ici, la gamme hybride ne descend pas à 319 m, et l'architecture à convertisseur séparé impose 95 panneaux au lieu de 44. Le SPE sous variateur RSI gagne donc sur le champ photovoltaïque, et son entrée en courant alternatif se raccorde sans matériel supplémentaire. Sur un forage moins profond et sans appoint demandé, le classement s'inverse, comme le montre ce verger andalou où le contrôleur intégré passe devant.
Ce que le variateur impose autour de lui
Un moteur immergé piloté par variateur ne se câble pas comme un contrôleur intégré. Le schéma généré par l'étude porte les organes obligatoires de cette architecture : le filtre à onde sinusoïdale entre le variateur et le moteur, et le capteur de marche à sec. Sur cette gamme, le capteur de température interne du moteur est neutralisé dès lors que la pompe est alimentée par variateur, une sonde extérieure prend le relais.
Le schéma d'installation généré par l'étude, avec les organes propres à une pompe sous variateur.
La profondeur choisit la famille, l'appoint choisit l'architecture
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