Brevet FR3148882A1 — publié le 20241122

TITRE : DISPOSITIF ET PROCÉDÉ DE PRODUCTION D’ÉNERGIE HYBRIDE Le dispositif (10) de production d’énergie électrique hybride comporte des panneaux photovoltaïques (12) et au moins un générateur (11) à machine tournante isochrone en réponse à une charge électrique à fournir. Il comporte, de plus : - une mémoire conservant une valeur limite de puissance électrique minimale à faire fournir par chaque générateur à machine tournante et - un contrôleur (15) configuré pour limiter la puissance électrique fournie par les panneaux photovoltaïques en fonction de la charge électrique à fournir et de la valeur limite mémorisée de puissance électrique minimale à faire fournir par les générateurs. Dans des modes de réalisation, le dispositif comporte, de plus, des batteries électriques (13), et le contrôleur (15) est configuré pour limiter la puissance électrique fournie par les panneaux photovoltaïques (12) en fonction de la charge électrique à fournir, du niveau de charge des batteries, du courant de charge maximal des batteries et de la valeur limite mémorisée de puissance électrique minimale à faire fournir par chaque générateur (11). Figure pour l’abrégé : Figure 1 DISPOSITIF ET PROCÉDÉ DE PRODUCTION D’ÉNERGIE HYBRIDE Domaine technique de l’invention La présente invention vise un dispositif et un procédé de production d’énergie électrique hybride associant une production photovoltaïque et un générateur à machine tournante isochrone. Elle s’applique, notamment, au domaine des systèmes de coproduction électrique par panneaux photovoltaïques et par groupes électrogènes. État de la technique 34,7 % des entreprises disposent de générateurs électriques diesel (« GED »). Il n'est pas surprenant que les pénuries d'électricité soient en corrélation avec la décision des entreprises d'acquérir des GED. Plus les perturbations augmentent en fréquence et en durée, plus les entreprises deviennent des utilisatrices de GED. Plus de la moitié des entreprises d'Afrique subsaharienne utilisent des GED, et environ 40 % dans les régions MENA (acronyme de « Middle East and North Africa » signifiant Afrique du nord et Moyen-Orient) et Asie du Sud. Bien que ces systèmes GED soient très probablement utilisés en complément des réseaux électriques classiques, ils représentent tout de même 24 à 30 % de l'électricité consommée par les entreprises de ces trois régions. En Amérique du Sud, en Asie centrale et en Europe, les systèmes de production d’électricité décentralisée représentent moins de 10 % de la consommation d'électricité des entreprises. Aujourd’hui, les groupes électrogènes à énergie fossile ne sont pas compatibles avec les systèmes photovoltaïques en production simultanée. En effet, sur une architecture simple, les panneaux photovoltaïques injectent une charge active non nulle vers les groupes électrogènes qui reçoivent donc un appel de charge négatif qui oblige à mettre en sécurité l’électronique du groupe électrogène. De plus, le facteur de puissance d’un groupe diesel est incompatible avec celui d’une centrale photovoltaïque. Il est donc nécessaire de passer par deux transformateurs distincts pour pouvoir les relier à un même réseau électrique. Les systèmes de générateur par machines synchrones s’appuient sur des dispositifs de production d’énergie issue de machines thermiques associées à une machine rotative. Ces systèmes ne peuvent être associés à des dispositifs de génération d’énergie statique comme des panneaux photovoltaïques, sans perturber le bon fonctionnement de l’ensemble. L’installation d’une centrale électrique solaire est souvent sujette à des mois de conception et quelques semaines pour l’implantation. Ce délai de conception ne permet pas de répondre aux besoins d’une centrale rapidement déployable. Cela contraint fortement le projet pour un déploiement temporaire sans visibilité établie sur la durée. Le couplage est, en effet, une préoccupation pour la stabilité des micro-réseau et le lissage de charge. On ne peut brancher directement le stator d’une machine synchrone sur un réseau, car les courants seraient trop intenses. Pour réaliser un couplage optimal d’une machine synchrone, il faut : - l’entraîner à une vitesse fixe et avec un moteur auxiliaire ; - l’exciter pour produire des forces électromagnétiques motrices égales aux tensions du réseau ; - la coupler quand les forces électromagnétiques motrices et les tensions correspondantes du réseau sont en phase. Les systèmes existants s’appuient ainsi sur un couplage par statisme c’est-à-dire que tout moteur thermique (ou turbine à vapeur ou hydraulique) est muni d’un régulateur centrifuge qui agit sur l’admission de carburant dans les cylindres (ou de vapeur ou d’eau sur les aubes de la turbine) afin de maintenir constante la vitesse de rotation. Par son principe même, le régulateur ne modifie la position de la vanne d’admission que s’il y a variation de vitesse de la machine. Le principe de statisme (avec variation de la fréquence) est utilisé aujourd’hui par la plupart des fabricants pour limiter la puissance photovoltaïque produite, si nécessaire, en fonction de l’appel au groupe électrogène à machine tournante. Cette approche conduit souvent à des conflits de temporalité entre les groupes et la centrale photovoltaïque (lié à la météo ou à la cyclicité diurne). Il est, de plus, exigeant pour les groupes électrogènes, car il oblige à des arrêts et redémarrages rapides, conduisant à des appels de charge qui ne sont pas compatibles avec des groupes électrogènes sans boîte de vitesse. Enfin, la gestion du facteur de puissance engendre un retour de charge réactive vers les dispositifs à induction. Les domaines techniques dans lesquels classer l’invention sont les systèmes de coproduction photovoltaïque et groupe électrogène ayant pour but de coordonner leurs usages sans nécessiter de savoir-faire en haute tension pour un déploiement rapide sur un site isolé ou sur une infrastructure existante permettant de combiner aux centrales photovoltaïques des groupes électrogènes thermiques de production ou de secours. L’invention est applicable en priorité au domaine militaire, bases vies, site de montagnes, site isolé et insulaires, hôpitaux de campagne, mais aussi au domaine civil sur des groupes de secours associé à une infrastructure photovoltaïque (tertiaire, résidentiel, industriel). L’alimentation énergétique sur site isolé répond à un besoin grandissant chez les industriels connectés ou déconnectés du réseau ainsi que sur les sites isolés recevant du public. La résilience de ces installations est un facteur clé. Les avantages de l’invention comportent : - une stabilité de réseau basse tension ou haute tension améliorée, - une réduction de la charge réactive sur le réseau de distribution ou de transport, - une baisse des consommations de diesel, - une baisse du vieillissement du groupe diesel, car ce dernier est moins sollicité et moins impacté par des appels de charges active ou réactive, - une baisse du facteur de décharge d’une batterie, - une architecture de production d’énergie plus sure et plus résiliente, - une durée de déploiement et de repli diminuée, et - une durée d’étude préalable réduite. Brève description des figures D’autres avantages, buts et caractéristiques particulières de l’invention ressortiront de la description non limitative qui suit d’au moins un mode de réalisation particulier du procédé et du dispositif objets de la présente invention, en regard des dessins annexés, dans lesquels : est un schéma-bloc d’un dispositif objet de l’invention, représente la constitution d’un premier container dans un mode de réalisation particulier du dispositif objet de l’invention, représente la constitution d’un deuxième container dans un mode de réalisation particulier du dispositif objet de l’invention et représente, en vue de dessus, une installation type mettant en œuvre le dispositif objet de la présente invention. Description détaillée La présente description est donnée à titre non limitatif, chaque caractéristique d’un mode de réalisation pouvant être combinée à toute autre caractéristique de tout autre mode de réalisation de manière avantageuse. On note dès à présent que les figures ne sont pas à l’échelle. Comme on le comprend à la lecture de la présente description, divers concepts inventifs peuvent être mis en œuvre par une ou plusieurs méthodes ou dispositifs décrits ci-après, dont plusieurs exemples sont ici fournis. Les actions ou étapes réalisées dans le cadre de la réalisation du procédé ou du dispositif peuvent être ordonnées de toute manière appropriée. En conséquence, il est possible de construire des modes de réalisation dans lesquels les actions ou étapes sont exécutées dans un ordre différent de celui illustré, ce qui peut inclure l'exécution de certains actes simultanément, même s'ils sont présentés comme des actes séquentiels dans les modes de réalisation illustrés. L'expression "et/ou", telle qu'elle est utilisée dans le présent document et dans les revendications, doit être comprise comme signifiant "l'un ou l'autre ou les deux" des éléments ainsi conjoints, c'est-à-dire des éléments qui sont présents de manière conjonctive dans certains cas et de manière disjonctive dans d'autres cas. Les éléments multiples énumérés avec "et/ou" doivent être interprétés de la même manière, c'est-à-dire "un ou plusieurs" des éléments ainsi conjoints. D'autres éléments peuvent éventuellement être présents, autres que les éléments spécifiquement identifiés par la clause "et/ou", qu'ils soient liés ou non à ces éléments spécifiquement identifiés. Ainsi, à titre d'exemple non limitatif, une référence à "A et/ou B", lorsqu'elle est utilisée conjointement avec un langage ouvert tel que "comprenant" peut se référer, dans un mode de réalisation, à A seulement (incluant éventuellement des éléments autres que B) ; dans un autre mode de réalisation, à B seulement (incluant éventuellement des éléments autres que A) ; dans un autre mode de réalisation encore, à A et B (incluant éventuellement d'autres éléments) ; etc. Telle qu'elle est utilisée dans la présente description et dans les revendications, l'expression "au moins un", en référence à une liste d'un ou de plusieurs éléments, doit être comprise comme signifiant au moins un élément choisi parmi un ou plusieurs éléments de la liste d'éléments, mais n'incluant pas nécessairement au moins un de chaque élément spécifiquement énuméré dans la liste d'éléments et n'excluant pas toute combinaison d'éléments dans la liste d'éléments. Cette définition permet également la présence facultative d'éléments autres que les éléments spécifiquement identifiés dans la liste des éléments auxquels l'expression "au moins un" fait référence, qu'ils soient liés ou non à ces éléments spécifiquement identifiés. Ainsi, à titre d'exemple non limitatif, "au moins l'un de A et B" (ou, de manière équivalente, "au moins l'un de A ou B", ou, de manière équivalente, "au moins l'un de A et/ou B") peut se référer, dans un mode de réalisation, à au moins un, incluant éventuellement plus d'un, A, sans B présent (et incluant éventuellement des éléments autres que B) ; dans un autre mode de réalisation, à au moins un, comprenant éventuellement plus d'un, B, sans A présent (et comprenant éventuellement des éléments autres que A) ; dans encore un autre mode de réalisation, à au moins un, comprenant éventuellement plus d'un, A, et au moins un, comprenant éventuellement plus d'un, B (et comprenant éventuellement d'autres éléments) ; etc. Dans les revendications, ainsi que dans la description ci-dessous, toutes les expressions transitoires telles que "comprenant", "incluant", "portant", "ayant", "contenant", "impliquant", "tenant", "composé de", et autres, doivent être comprises comme étant ouvertes, c'est-à-dire comme signifiant incluant, mais non limité à. Seules les expressions transitoires "consistant en" et "consistant essentiellement en" doivent être comprises comme des expressions transitoires fermées ou semi-fermées, respectivement. On note, dès à présent, que les figures ne sont pas à l’échelle. On décrit, ci-dessous le mode de fonctionnement d’une centrale hybride en containers modulaires objet de l’invention, pour déploiement en terrain d’opération. Un exemple de configuration type d’une centrale hybride 10 illustrée en comporte les sources d’énergie suivantes : - des générateurs électriques 11 diesel pouvant, par exemple, aller jusqu’à 32 générateurs de puissances égales ou différentes, - des panneaux et onduleurs photovoltaïques 12, par exemple par pack de 24 KWp offrant ainsi une fourniture partielle d’énergie par les panneaux photovoltaïques en cas de panne d’un ou plusieurs packs, et - des batteries et onduleurs batteries 13. Typiquement, pour un jour ensoleillé, la production d’énergie électrique est à 75 % photovoltaïque, à 15 % sur batteries et à 10 % sur groupe électrogène. Pendant la nuit, la production d’énergie électrique se répartit, par exemple par moitié, entre l’énergie fournie par les batteries et l’énergie fournie par le groupe électrogène. Pour un jour nuageux, le groupe électrogène fournit 75 % de l’énergie électrique, le reste se répartissant entre la production photovoltaïque et les batteries. Enfin, en mode silencieux, la production d’énergie électrique se répartit entre la production photovoltaïque et les batteries. Avec les trois sources d’énergie, groupe électrogène (ou « générateur ») 11, photovoltaïque (« PV ») 12 et batteries 13, il y a les sept combinaisons de fonctionnement suivantes (« 0 » signifie « hors fonctionnement » et « 1 » « en fonctionnement ») : Mode de fonctionnement Générateur(s) PV(s) Batterie(s) Mode 1 « Silence » 0 0 1 Mode 2 « Ecologique » 0 1 0 Mode 3 « Economique + » 0 1 1 Mode 4 « Energie thermique » 1 0 0 Mode 5 « Redondance » 1 0 1 Mode 6 « Economique » 1 1 0 Mode 7 « Hybride » 1 1 1 On détaille, ci-dessous, ces sept modes de fonctionnement. Mode 1 : Le ou les onduleur(s) batterie fonctionne(nt) en générateur de tension triphasée isochrone/iso-tension. Mode 2 : Il est impossible de faire fonctionner les panneaux photovoltaïques sans générateur électrique et sans batteries. Dans le cas de batteries pleines, les panneaux photovoltaïques peuvent être les seuls à fournir l’énergie à la charge, mais c’est l’onduleur batteries qui donne la référence tension/fréquence, ce qui revient au troisième mode de fonctionnement. Mode 3 : Le ou les onduleur(s) batteries fonctionnent en générateur de tension triphasée isochrone/iso-tension. Les contrôleurs du dispositif objet de l’invention limitent la puissance électrique fournie par les panneaux photovoltaïques en fonction de la charge à fournir, du niveau de charge des batteries et du courant de charge maximum des batteries. Les contrôleurs des onduleurs sont programmés pour accumuler l’énergie produite par les panneaux photovoltaïques et délivrer, en fonction de la puissance demandée par l’usage (c’est-à-dire la charge électrique), un signal triphasé permettant de répondre à la demande de puissance. Cette puissance est fournie au réseau et à la batterie tant que P photovoltaïque > P use . La puissance résiduelle (P photovoltaïque – P use ) est utilisé pour recharger la batterie tant que la batterie n’est pas chargée et si la puissance résiduelle n’excède pas l’intensité de charge maximale (I max ) de la batterie multipliée par sa tension efficace (U eff ). Le système pilote en permanence la quantité de puissance résiduelle pour la faire tendre vers zéro afin d’éviter un retour de puissance. Pour cela, les contrôleurs pilotent la fréquence du système et l’augmentent de façon à détarer la puissance des onduleurs solaires (P photovoltaïque + P batteries = P use ). On note que le détarage dans le cas d’une centrale hybride est synonyme de réduction de puissance ou dégradation de puissance solaire volontaire. L’objectif du détarage est de protéger le générateur électrique en empêchant un transfert de puissance des onduleurs de la centrale photovoltaïque vers le générateur électrique afin d’éviter un « retour de puissance » vers l’alternateur du générateur électrique, ce qui provoquerait un arrêt de ce générateur électrique. Cette réduction de puissances est demandée par un automate en détarant la fréquence nominale du réseau à 50,00 Hz vers une fréquence plus élevée, comme par exemple 50,40 Hz, ce qui a comme conséquence de diminuer la production solaire. Dans ce mode de réalisation, la quantité de batteries est volontairement limitée pour être utilisée juste en tant que tampon. Les principaux contributeurs en puissance sont le groupe électrogène et les panneaux photovoltaïques sauf pour les transitoires entre les deux (baisse de puissance ou reprise de puissance des panneaux photovoltaïques et temps de réaction groupe électrogène). Cette quantité de batteries limitée permet d’atteindre un prix à l’installation plus faible. Mode 4 : Le ou les générateur(s) électrique(s) fonctionne(nt) en générateur de tension triphasée isochrone/iso-tension, selon des techniques connues. Mode 5 : Le ou les générateur(s) électrique(s) fonctionne(nt) en générateur de tension triphasée isochrone/iso-tension et l’onduleur batterie fonctionne en générateur de courant (recharge ou décharge). Dans ce mode, deux configurations sont possibles : - une configuration « écologique » : les générateurs ne chargent jamais les batteries et, une fois vide, les batteries attendent la présence de surplus de soleil pour être rechargées et - une configuration « Puissance de réserve » : les batteries sont toujours chargées pour atteindre un niveau de stock d’énergie de réserve. Mode 6 : Le ou les générateur(s) électrique(s) fonctionne(nt) en générateur de tension triphasée isochrone/iso-tension. Les contrôleurs du dispositif objet de l’invention limitent la puissance électrique fournie par les panneaux photovoltaïques en fonction de la charge et du seuil de puissance minimal souhaité sur les générateurs. Ainsi, sur chacune des phases par rapport au neutre, la tension générée par le générateur électrogène délivre une puissance P GE et les panneaux photovoltaïques une Puissance P PV . Si P use GE +P PV alors le contrôleur, via l’onduleur, fait baisser artificiellement la puissance des panneaux photovoltaïque P PV d’un facteur de détarage α pour que P use =P GE + α P PV. Le détarage de puissance est piloté par la fréquence du réseau. L’onduleur Fronius possède un mode de détarage de puissance en fonction de la fréquence du réseau nommée « EXT limit » qui est piloté par l’automate. Les paramètres retenus sont les suivants : Taux de détarage (α) linéaire à 165 %. La fréquence de 50,00 Hz est égale à une limitation à 100 % de puissance, soit toute la puissance solaire disponible. La fréquence de 50,80 Hz est égale à une limitation à 0 % de la puissance, soit aucune puissance produite (malgré la présence de rayonnement solaire). La fréquence de 51,00 Hz est interprétée comme un ordre de se déconnecter par l’onduleur. Les contrôleurs réalisent aussi une régulation du cos phi des panneaux photovoltaïques en fonction du cos phi de la charge. Sur chacune des phases, les contrôleurs régulent le déphasage de la tension et de l’intensité pour que le Cos φ use soit égale au Cos φ de production afin d’annuler la différence entre la puissance active (resp. réactive) demandée par l’usage et celles produites par le générateur et la production photovoltaïque. Par défaut un onduleur est composé d’éléments d’électronique de puissance statique et aura tendance à produire des réseaux parfaits à un Cos φ = 1, ce qui laisserait la totalité de l’énergie réactive à absorber par l’alternateur du générateur 11. Cela représente plus de courant dans les câbles électriques, soit plus de pertes. Les onduleurs photovoltaïques (« PV ») 12 sont pilotés de façon à dégrader leurs Cos φ pour le partager avec les générateurs électriques (« GE ») (Cos φ GE = Cos φ PV). La limite basse des onduleurs Fronius est fixée par le constructeur à Cos φ = 0,8. Le système d’automates permet de piloter le Cos φ des onduleurs PV (Fronius) par l’intermédiaire d’une communication en Modbus (marque déposée) sous un protocole SunSpeac (marque déposée) afin de piloter la répartition de puissance réactive (Q en kVAR) en temps réel. On rappelle ici que le cos phi ou cos φ est le cosinus de l'angle entre la tension et le courant. On le calcule en effectuant la division de la puissance réelle (en Watt) par la puissance apparente (en VA). Il est compris entre zéro et un. Ainsi, la puissance réelle ne peut pas être supérieure à la puissance apparente. Dans les circuits à courant alternatif, il existe trois types de récepteur : des résistances, des inductances, des condensateurs. Or, seule la résistance va effectivement développer de la puissance active. En moyenne, une inductance pure (un bobinage de moteur) ou un condensateur pur ne consomment rien au réseau. Lorsqu’une installation appelle 10 ampères au réseau, il ne faudra considérer dans ce courant que la composante qui est en phase avec la tension, qui agit en synchronisme avec le réseau : on parle de composante active ou de courant actif. C’est ce courant qui va développer de la puissance, encore appelée puissance “active”. De là, la formule de la puissance en alternatif : Puissance = Tension x Courant actif Et P = U x I x Cos phi où “phi” est le déphasage du courant par rapport à la tension. La puissance réactive Q est définie par analogie à la puissance active P : Q = U x I x Sin phi Elle s’exprime en VAr ou VAR, abréviation de “volt-ampère-réactif”. Son intérêt provient du fait qu’elle permet d’évaluer l’importance des récepteurs inductifs (moteurs, lampes fluorescentes) et des récepteurs capacitifs (condensateurs) dans l’installation. L’automate réalise également un contrôle du cos phi des onduleurs des panneaux photovoltaïques, permettant ainsi de conserver un cos phi sur les groupes électrogènes conforme aux spécifications de fabricant d’alternateurs. Cette fonction de contrôle permet de ne pas solliciter les alternateurs en les exposants à la charge réactive qui peut conduire à une avarie matérielle de l’alternateur et potentiellement du moteur qui l’entraine. On rappelle ici que, pour protéger l’alternateur contre des dommages d’origine électrique ou mécanique et de protéger également le moteur Diesel (Si la machine qui entraîne l’alternateur est une turbine, les sécurités électriques sont bien évidemment les mêmes, il n’y a de différences qu’au niveau des sécurités mécaniques) qui l’entraîne, le disjoncteur de couplage est ouvert en cas de : 1. protections reliées aux transformateurs de tension : - manque de tension (0, 75 × U nominale pendant 3 s ⇒ arrêt général) ; - surtension (1, 1 × U nominale pendant 2 s ⇒ arrêt général) ; - maximum de fréquence (1, 05 × F nominale pendant 2 s ⇒ arrêt général) et minimum de fréquence (0, 95 × F nominale pendant 2 s ⇒ arrêt général) ; - contrôle de la synchronisation : empêcher la fermeture durant la synchronisation si : fréquence 2. protections reliées aux transformateurs de courant coté ligne : - relais à retour de puissance active (Ceci afin d’éviter que la machine synchrone ne fonctionne en moteur et n’entraîne le Diesel ou la turbine, ce qui consommerait de la puissance active sur le réseau et pourrait également conduire à des incidents mécaniques graves comme des ruptures d’accouplement voire d’arbre au niveau du Diesel ou de l’alternateur), (1-5 % si turbine, 5-20 % si Diesel, pendant 2 s ⇒ arrêt général) ; - maximum de courant, (1, 5 × In pendant 2 s ⇒ arrêt général) ; - protection différentielle alternateur qui assure que la somme vectorielle des courants est sensiblement le vecteur nul (pour groupes > 2 MV A). 3. protections mécaniques générales du groupe reliées à des détecteurs : - température stator (recommandée pour alternateurs au-dessus de 2 MV A) ; - température paliers (recommandée pour alternateurs au-dessus de 8 MV A) ; - protection terre du rotor. 4. protections mécaniques liées au Diesel d’entraînement de l’alternateur : - pression d’huile de lubrification insuffisante ; - températures d’échappement trop élevées ; - température paliers trop élevée ; - survitesse. Mode 7 : Le ou les générateur(s) électrique(s) fonctionne(nt) en générateur de tension triphasée isochrone/iso-tension. Les contrôleurs du dispositif objet de l’invention limitent la puissance électrique fournie par les panneaux photovoltaïques en fonction de la charge, du niveau de charge des batteries, du courant de charge maxi des batteries et du seuil de puissance minimale souhaité sur les générateurs. La puissance des générateurs électriques P GE est fixée à un minimum, par exemple 5 ou 10 % de leur puissance nominale, pour éviter une sous-utilisation des moteurs pendant un temps trop long et donc un vieillissement prématuré. Sur cette base, la puissance des onduleurs PV est ajustée en fonction de la puissance de la charge ou de l’usage : P use = P GE + P batterie + α P PV . l’ensemble est contrôlé par un dispositif de contrôleur en CANbus (marque déposée) qui permet une réponse (répartition de charge) à la milliseconde et donc à une fréquence de 1 kHz soit 15 à 20 fois la fréquence du réseau . On précise ici que la répartition de puissance est pilotée par une communication CANbus (marque déposée). Les ordres envoyés par les automates vers les onduleurs Fronius (marque déposée) et vers les onduleurs BAT sont envoyés en Modbus(marque déposée) sous protocole SunSpeac (marque déposée). Régulation du cos phi des panneaux photovoltaïques en fonction du cos phi de la charge. L’onduleur batterie fonctionne en générateur de courant (recharge ou décharge). La dispositif 10 objet de l’invention comporte donc trois dispositifs de régulation de puissance : un module 16 de régulation photovoltaïque qui pilote les onduleurs solaires, un module 17 de régulation batterie qui pilote les onduleurs de batteries et un module 18 de régulation des générateurs électriques qui pilotent les groupes électrogènes, constituant conjointement un contrôleur 15. Il existe aussi un module (non représenté) d’interface homme-machine (« IHM ») de supervision, par exemple sur un écran tactile. Le module 16 de régulation photovoltaïque a pour fonctions : - la communication avec l’onduleur des panneaux photovoltaïques par protocole SunSpec en plug & play (marques déposées) – le module 16 possède les fonctions maître de lecture et écriture ; - l’affichage local des paramètres électriques ; - les enregistrements horodatés et l’affichage des alarmes et défauts ; - le contrôle de l’onduleur des panneaux photovoltaïques dont : - le contrôle de la disjonction interne (si disjonction de la charge et retour de puissance sur les générateurs électriques, par exemple), - le contrôle de la puissance maximale fournie par les panneaux photovoltaïques, et - le contrôle du Cos Phi des panneaux photovoltaïques ; - le module 17 de régulation batteries a pour fonctions : - la communication avec les trois onduleurs monophasés par protocole Modbus TCP (marque déposée). Le module 17 possède les fonctions maitre de lecture et écriture, - l’affichage local des paramètres électriques triphasés, - les enregistrements horodatés et l’affichage des alarmes et défauts, - le réglage et la gestion des seuils minimum et maximum de charge et décharge de batteries suivant le type de batteries (ex 100 % à 20 % pour les batteries au Lithium et 100 % à 50 % pour batteries GEL) ; - le contrôle des trois onduleurs batteries : - le contrôle de la disjonction interne, - le contrôle de la direction du courant (recharge ou décharge), - le contrôle en mode « écologique » : seul le surplus de soleil recharge les batteries – en cas de manque de soleil, les batteries fournissent l’énergie manquante, - le contrôle en mode « réserve de puissance » : En dessous de la limite/seuil de réserve de puissance, les batteries sont rechargées avec toutes les énergies disponibles – au-dessus de cette limite/seuil de réserve de puissance, le mode de fonctionnement est le mode écologique ; - la limite/seuil de courant batterie maximum pouvant déclencher (si configuré) le démarrage du générateur électrique ; - un module 19 de pilotage a les fonctions suivantes : - la gestion de toutes les sources d’énergie avec des contrôleurs (non représentés sur chaque source, communicant entre eux par CANbus (marque déposée) 37 (voir ) lors d’échanges de quelques micro secondes, et offrant ainsi des temps de réaction, des performances de stabilité, et des performances de précision, qu’un système EMS communiquant en Modbus (marque déposée), soit proche de la seconde, avec toutes les sources d’énergie, ne peut proposer et - la gestion d’une centrale de plusieurs générateurs et/ou tie-breakers et/ou réseau, associée à des sources d’énergie renouvelable, et en arbitrant toutes les sources avec le même système. Les avantages de l’invention comportent : - une stabilité de réseau basse tension ou haute tension améliorée, - une réduction de la charge réactive sur le réseau de distribution ou de transport, - une baisse des consommations de diesel, - une baisse du vieillissement du groupe diesel, car ce dernier est moins sollicité et moins impacté par des appels de charges active ou réactive, - une baisse du facteur de décharge d’une batterie, - une architecture de production d’énergie plus sure et plus résiliente, - une durée de déploiement et de repli diminuée et - une durée d’étude préalable réduite. Dans des variantes, au moins un des panneaux photovoltaïques 12 est traité pour être anti réflectif et peut fonctionner sur une zone avec des restrictions d'éblouissement. Dans des variantes, au moins une des batteries 13 est équipée d'un système de commutation interne par cellule permettant de remplacer la fonction de l'onduleur. Dans des variantes, le générateur 11 est alimenté avec un combustible de type diesel, jet fuel, ammoniac, HMO, méthanol, hydrogène, fioul, biométhane, biogaz, ou gaz naturels. Dans des variantes, le générateur 11 est équipé d'une boîte de vitesse en plus de l'alternateur. L’usage d’une boîte de vitesse permet également de se passer d’un stockage batterie de grande capacité. On donne, ci-dessous, un exemple de mode de réalisation du dispositif objet de l’invention : - 216 modules de 340 Wc EURENER (marque déposée), - traitement anti-reflet appliqué en usine par le fabricant : luminance - modules 60 cellules 1700 mm x 1000 mm x 40 mm – 19 kg, - 18 Cartes fusibles et 18 convertisseurs DC/DC pour assurer la mise en œuvre de la TBTS (très basse tension de sécurité - optionnellement, des boitiers IP68 pour protection du système TBTS. L’un des objectifs de l’invention est de protéger le technicien ou militaire qui fera le montage et démontage de l’installation en ne manipulant que des basses tensions en continu inférieures à 120 V. Le technicien n’aura donc pas à avoir une habilitation électrique spécifique haute tension continue. Les modules sont raccordés par groupe de deux pour former quatre « strings » (quatre « + » et quatre « - ») pour rester à une tension inférieure à 120 V. Ensuite, on met en parallèle les modules et on supervise chaque « string » de modules. Puis, on élève la tension pour l’adapter à la plage de tension de l’onduleur. L’onduleur réinjecte dans le jeu de barres charge/décharge, en triphasé. Comme illustré en , un exemple de premier container 20 dédié aux panneaux photovoltaïques comporte les modules photovoltaïques 21, des câbles électriques 22, par exemple de 4 mm² de surface de section, et des cartes fusibles optionnelles 23 pour raccorder cinq lignes de deux modules en série par carte fusible 23. Comme illustré en , un exemple de deuxième container 30 climatisé est dédié aux TBTS (très basse tension de sécurité) 31, aux protections en courant alternatif 32, aux onduleurs de panneaux photovoltaïques 33, aux onduleurs/chargeurs de batteries 34, aux modules 16 et 17, aux batteries 13, et à un superviseur 35. Le ou les générateur(s) 11 ne sont pas dans les containers 20 et 30. Cependant, on raccorde ce ou ces générateur(s) 11 et les modules photovoltaïques 12, une fois déployés, avec le container batteries 30 par des rallonges doubles isolations. On utilise des connecteurs Multi contact MC4 (marque déposée) certifié pour utilisation photovoltaïque. La centrale hybride est ainsi composée des sources d’énergie suivantes : - des générateurs Diesel pouvant aller jusqu’à 32 générateurs de puissances égales ou différentes, - des panneaux et onduleurs photovoltaïques par pack de 24 KWp offrant ainsi une fourniture partielle d’énergie photovoltaïque en cas de panne d’un ou plusieurs packs – en pratique, lors de la mise en œuvre, les onduleurs sont des Fronius Symo 20 (marque déposée) de 20 kW maximum (19,4 kW réel avec leur rendement). Néanmoins, ils sont raccordés à six transformateurs TBTS eux-mêmes raccordés à six strings de deux panneaux de 340 Wc et - des batteries et onduleurs batteries par pack de 45 KVA sur 20 mn (soit 15 KVAh) offrant ainsi une fourniture partielle d’énergie batterie en cas de panne d’un ou plusieurs packs. Chaque pack batterie triphasé est composé de deux onduleurs 15 KVA par phase, soit six onduleurs. En pratique, les onduleurs/chargeurs peuvent être des Victrons Quattro 15000 (marques déposées). La batterie n'est pas séparée en éléments de 15 KVAh mais est d'un seul tenant. Elle est composée de 24 batteries 2 V de 1 800 Ah soit 86 400 kWh. L’invention couvre les besoins de couplage de machine tournante et de champs de panneaux photovoltaïques. L’aspect conteneurisable et aisément déployable permet de couvrir les besoins de bases vies (militaire, « Oil and gas », soit pétrole et gaz, minier, organisations non gouvernementales, camps humanitaires), de site isolé, d’îles, d’industriel isolé ou souhaitant faire appel au réseau au photovoltaïque et a des groupes diesel ou turbine de secours. Les résultats attendus sont, d'une part, une économie grâce à la baisse de consommation de carburant des générateurs diesel de l'ordre de 30 % dans la configuration déployée (l'économie peut être plus importante en ajoutant de la production solaire). D'autre part, une économie en coûts de maintenance des générateurs, grâce à la baisse du nombre d'heures de fonctionnement consommées par jour permis par la mise à l'arrêt des générateurs quand la production solaire et l'état de charge des batteries le permettent. Cette économie est de l'ordre de 15 à 20 % du temps en fonction de la saison. L’invention permet de résoudre la problématique du couplage entre un groupe électrogène diesel, qui est une machine tournante, avec une architecture photovoltaïque à base d'onduleurs statiques sur la base d'un automate existant. L’invention évite une usure prématurée du générateur électrique en l'exploitant à trop faible charge ou d’éviter de répéter des démarrages à froid. Une consigne minimale (modifiable par l'utilisateur) de l'ordre de 10 % est donc imposée au générateur électrique. Dans les situations où le générateur électrique fonctionne, le dispositif bride parfois la production solaire afin de garantir au générateur électrique une charge minimale alors que la ressource solaire est présente. On note qu’une baisse momentanée de la production solaire liée à la météo peut entraîner le démarrage du générateur électrique. La présente invention vise à remédier à tout ou partie des inconvénients de l’art antérieur. À cet effet, selon un premier aspect, la présente invention vise un dispositif de production d’énergie électrique hybride comportant des panneaux photovoltaïques et au moins un générateur à machine tournante isochrone en réponse à une charge électrique à fournir, dispositif qui comporte, de plus : - une mémoire conservant une valeur limite de puissance électrique minimale à faire fournir par chaque générateur à machine tournante et - un contrôleur configuré pour limiter la puissance électrique fournie par les panneaux photovoltaïques en fonction de la charge électrique à fournir et de la valeur limite mémorisée de puissance électrique minimale à faire fournir par les générateurs. Grâce à ces dispositions, on peut mettre en œuvre, simultanément au moins un générateur à machine tournante et des panneaux photovoltaïques, dans les modes de fonctionnement 6 et 7 décrits plus haut. Dans des modes de réalisation, le contrôleur est configuré pour réguler le cos phi des panneaux photovoltaïques en fonction du cos phi de la charge électrique à fournir. On améliore ainsi le fonctionnement du dispositif. Dans des modes de réalisation, pour réguler le cos phi des panneaux photovoltaïques, sur chacune des phases, le contrôleur régule le déphasage de la tension et de l’intensité électrique produite par les panneaux photovoltaïques pour que le cos phi de la charge électrique soit égale au cos phi de production afin d’annuler la différence entre la puissance active, respectivement réactive, demandée par la charge électrique et celles produites par l’ensemble d’au moins un générateur et par les panneaux photovoltaïques. Dans des modes de réalisation, le dispositif comporte, de plus, des batteries électriques, dans lequel le contrôleur est configuré pour limiter la puissance électrique fournie par les panneaux photovoltaïques en fonction de la charge électrique à fournir, du niveau de charge des batteries, du courant de charge maximal des batteries et de la valeur limite mémorisée de puissance électrique minimale à faire fournir par chaque générateur. Grâce à ces dispositions, on peut mettre en œuvre, simultanément au moins un générateur à machine tournante, des panneaux photovoltaïques et des batteries, dans le mode de fonctionnement 7 décrit plus haut. Dans des modes de réalisation, le contrôleur est configuré pour, lorsqu’aucun générateur ne fonctionne, limiter la puissance électrique fournie par les panneaux photovoltaïques en fonction de la charge électrique à fournir, du niveau de charge des batteries et du courant de charge maximal des batteries. Grâce à ces dispositions, on peut mettre en œuvre, simultanément des panneaux photovoltaïques et des batteries, dans le mode de fonctionnement 3 décrit plus haut. Dans des modes de réalisation, le contrôleur est configuré pour, lorsque les panneaux photovoltaïques ne fournissent pas d’électricité, chaque générateur fonctionne en générateur de tension isochrone/iso-tension et chaque onduleur des batteries fonctionne, en recharge ou en décharge, en générateur de courant. Grâce à ces dispositions, on peut mettre en œuvre, simultanément au moins un générateur et des batteries, dans le mode de fonctionnement 5 décrit plus haut. Dans des modes de réalisation, le contrôleur est configuré pour, en configuration dite « écologique », que chaque générateur ne charge pas les batteries et pour que, une fois vide, commander la recharge des batteries seulement en cas de surplus d’électricité fournie par les panneaux photovoltaïques. On réduit ainsi la consommation d’énergie fossile. Dans des modes de réalisation, le contrôleur est configuré pour, en configuration dite « puissance de réserve », que les batteries soient toujours chargées pour atteindre un niveau prédéterminé de stockage d’énergie électrique de réserve. On dispose ainsi, dans les batteries, d’une réserve d’énergie électrique de sécurité. Dans des modes de réalisation, le contrôleur comporte un module de régulation photovoltaïque, qui a pour fonctions : - la communication avec un onduleur des panneaux photovoltaïques ; et - le contrôle de l’onduleur des panneaux photovoltaïques, dont : - le contrôle de la disjonction interne, par exemple, s’il y a disjonction de la charge et retour de puissance sur au moins un générateur, - le contrôle de la puissance maximale fournie par les panneaux photovoltaïques et - le contrôle du cos phi des panneaux photovoltaïques. Dans des modes de réalisation, le contrôleur comporte un module régulation des batteries, qui a pour fonctions : - la communication avec chaque onduleur monophasé de batterie ; - le réglage et la gestion des seuils minimum et maximum de charge et décharge de batteries suivant le type de batteries ; - le contrôle de chaque onduleur de batteries, dont : - le contrôle de la disjonction interne, - le contrôle de la direction du courant, en recharge ou en décharge, - le contrôle en mode « écologique » : seul le surplus de soleil recharge les batteries et en cas de manque de soleil, les batteries fournissent l’énergie manquante, et - le contrôle en mode « réserve de puissance » : en dessous de la limite/seuil de réserve de puissance, les batteries sont rechargées avec toutes les énergies disponibles ; - la valeur limite de courant des batteries maximum pouvant déclencher le démarrage du générateur électrique et - la combinaison de ces modules assure un fonctionnement optimal du dispositif. Dans des modes de réalisation, le dispositif comporte au moins un conteneur configuré pour transporter au moins un générateur, au moins un onduleur, au moins une batterie et/ou au moins des panneaux photovoltaïques. Grâce à ces dispositions, le transport du dispositif objet de l’invention est facilité. Dans des modes de réalisation, au moins un des panneaux photovoltaïques est traité pour être anti réflectif et peut fonctionner sur une zone avec des restrictions d'éblouissement. Dans des modes de réalisation, au moins une des batteries est équipée d'un système de commutation interne par cellule permettant de remplacer la fonction de l'onduleur. Dans des modes de réalisation, le groupe électrogène est alimenté avec un combustible de type diesel, jet fuel, ammoniac, HMO, méthanol, hydrogène, fioul, biométhane, biogaz, ou gaz naturels. Dans des modes de réalisation, le groupe électrogène est équipé d'une boîte de vitesse en plus de l'alternateur. Dans des modes de réalisation, au moins un générateur et/ou au moins des panneaux photovoltaïques sont configurés pour produire de l’électricité présentant une tension inférieure ou égale à cent vingt volts. On réduit ainsi les risques d’accidents affectant les monteurs et/ou opérateurs du dispositif objet de l’invention. Selon un deuxième aspect, la présente invention vise un procédé de production d’énergie électrique hybride avec des panneaux photovoltaïques et au moins un générateur à machine tournante isochrone en réponse à une charge électrique à fournir, qui comporte : - une étape de lecture, en mémoire, d’une valeur limite de puissance électrique minimale à faire fournir par chaque générateur à machine tournante et - une étape de limitation de la puissance électrique fournie par les panneaux photovoltaïques en fonction de la charge électrique à fournir et de la valeur limite lue de puissance électrique minimale à faire fournir par les générateurs. Dispositif (10) de production d’énergie électrique hybride comportant des panneaux photovoltaïques (12) et au moins un générateur (11) à machine tournante isochrone en réponse à une charge électrique à fournir, caractérisé en ce qu’il comporte, de plus : - une mémoire conservant une valeur limite de puissance électrique minimale à faire fournir par chaque générateur à machine tournante et - un contrôleur (15) configuré pour limiter la puissance électrique fournie par les panneaux photovoltaïques en fonction de la charge électrique à fournir et de la valeur limite mémorisée de puissance électrique minimale à faire fournir par les générateurs. Dispositif (10) selon la revendication 1, dans lequel le contrôleur (15) est configuré pour réguler le cos phi des panneaux photovoltaïques (12) en fonction du cos phi de la charge électrique à fournir. Dispositif (10) selon la revendication 2, dans lequel, pour réguler le cos phi des panneaux photovoltaïques (12), sur chacune des phases, le contrôleur (15) régule le déphasage de la tension et de l’intensité électrique produite par les panneaux photovoltaïques (12) pour que le cos phi de la charge électrique soit égale au cos phi de production afin d’annuler la différence entre la puissance active, respectivement réactive, demandée par la charge électrique et celles produites par l’ensemble d’au moins un générateur (11) et par les panneaux photovoltaïques (12). Dispositif (10) selon l’une des revendications 1 à 3, qui comporte, de plus, des batteries électriques (13), dans lequel le contrôleur (15) est configuré pour limiter la puissance électrique fournie par les panneaux photovoltaïques (12) en fonction de la charge électrique à fournir, du niveau de charge des batteries, du courant de charge maximal des batteries et de la valeur limite mémorisée de puissance électrique minimale à faire fournir par chaque générateur (11). Dispositif (10) selon la revendication 4, dans lequel le contrôleur (15) est configuré pour, lorsqu’aucun générateur (11) ne fonctionne, limiter la puissance électrique fournie par les panneaux photovoltaïques (12) en fonction de la charge électrique à fournir, du niveau de charge des batteries (13) et du courant de charge maximal des batteries. Dispositif (10) selon l’une des revendications 4 ou 5, dans lequel le contrôleur (15) est configuré pour, lorsque les panneaux photovoltaïques (12) ne fournissent pas d’électricité, chaque générateur (11) fonctionne en générateur de tension isochrone/iso-tension et chaque onduleur des batteries (13) fonctionne, en recharge ou en décharge, en générateur de courant. Dispositif (10) selon la revendication 6, dans lequel le contrôleur (15) est configuré pour, en configuration dite « écologique », que chaque générateur (11) ne charge pas les batteries (13) et pour que, une fois vide, commander la recharge des batteries seulement en cas de surplus d’électricité fournie par les panneaux photovoltaïques (12). Dispositif (10) selon l’une des revendications 6 et 7, dans lequel le contrôleur (15) est configuré pour, en configuration dite « puissance de réserve », que les batteries (13) soient toujours chargées pour atteindre un niveau prédéterminé de stockage d’énergie électrique de réserve. Dispositif (10) selon l’une des revendications 1 à 8, dans lequel le contrôleur (15) comporte un module (16) de régulation photovoltaïque, qui a pour fonctions : - la communication avec un onduleur des panneaux photovoltaïques (12) ; et - le contrôle de l’onduleur des panneaux photovoltaïques : - contrôle de la disjonction interne, par exemple, s’il y a disjonction de la charge et retour de puissance sur au moins un générateur (11), - contrôle de la puissance maximale fournie par les panneaux photovoltaïques et - contrôle du cos phi des panneaux photovoltaïques. Dispositif (10) selon l’une des revendications 4 à 8 ou selon la revendication 9 lorsqu’elle dépend de la revendication 4, dans lequel le contrôleur (15) comporte un module (17) de régulation des batteries (13), qui a pour fonctions : - la communication avec chaque onduleur monophasé de batterie ; - le réglage et la gestion des seuils minimum et maximum de charge et décharge de batteries suivant le type de batteries ; - le contrôle de chaque onduleur de batteries : - contrôle de la disjonction interne, - contrôle de la direction du courant, en recharge ou en décharge, - contrôle en mode « écologique » : seul le surplus de soleil recharge les batteries et en cas de manque de soleil, les batteries fournissent l’énergie manquante, et - contrôle en mode « réserve de puissance » : en dessous de la limite/seuil de réserve de puissance, les batteries sont rechargées avec toutes les énergies disponibles ; - la valeur limite de courant des batteries maximum pouvant déclencher le démarrage du générateur électrique. Dispositif (10) selon l’une des revendications 1 à 10, qui comporte au moins un conteneur (30) configuré pour transporter au moins un générateur (11), au moins un onduleur, au moins une batterie et/ou au moins des panneaux photovoltaïques (12). Dispositif (10) selon l'une des revendications 1 à 11, dans lequel au moins un des panneaux photovoltaïques (12) est traité pour être anti réflectif et peut fonctionner sur une zone avec des restrictions d'éblouissement. Dispositif (10) selon l'une des revendications 1 à 12, dans lequel au moins une des batteries (13) est équipée d'un système de commutation interne par cellule permettant de remplacer la fonction de l'onduleur. Dispositif (10) selon l'une des revendications 1 à 13, dans lequel le générateur (11) est alimenté avec un combustible de type diesel, jet fuel, ammoniac, HMO, méthanol, hydrogène, fioul, biométhane, biogaz, ou gaz naturels. Dispositif (10) selon l'une des revendications 1 à 14, dans lequel le générateur (11) est équipé d'une boîte de vitesse en plus de l'alternateur. Dispositif (10) selon l’une des revendications 1 à 15, dans lequel au moins un générateur (11) et/ou au moins des panneaux photovoltaïques (12) sont configurés pour produire de l’électricité présentant une tension inférieure ou égale à cent vingt volts. Procédé de production d’énergie électrique hybride avec des panneaux photovoltaïques (12) et au moins un générateur (11) à machine tournante isochrone en réponse à une charge électrique à fournir, caractérisée en ce qu’il comporte : - une étape de lecture, en mémoire, d’une valeur limite de puissance électrique minimale à faire fournir par chaque générateur à machine tournante et - une étape de limitation de la puissance électrique fournie par les panneaux photovoltaïques en fonction de la charge électrique à fournir et de la valeur limite lue de puissance électrique minimale à faire fournir par les générateurs.