Conception d’une Infrastructure Énergétique Critique pour un Cluster NAS Enterprise : Intégration Victron Quattro + Huawei SUN2000 20kW + Pylontech PowerCube X1 avec Redondance 3 Phases et Gestion SCADA via Fronius Solar.web & WinCC OA pour une Disponibilité 99,99%

1️⃣ PRÉPARATION DE L’ENVIRONNEMENT

1.1 Choix de l’Emplacement

• Local technique dédié, ventilé (température < 30°C), avec sol antistatique.
• Distance minimale de 50cm entre les onduleurs Victron et les batteries Pylontech pour éviter les interférences électromagnétiques.
• Prévoir un rail DIN (35mm) pour les disjoncteurs et parafoudres.

1.2 Mise à la Terre

• Installer une barre de terre en cuivre (section 50mm²) reliée à la terre du bâtiment.
• Relier toutes les masses métalliques (cadre des onduleurs, batteries) à cette barre via un câble de terre 16mm².
• Vérifier la résistance de terre (< 10Ω) avec un testeur de terre (ex: Fluke 1625).

2️⃣ INSTALLATION DES BATTERIES PYLONTECH POWERCUBE X1

2.1 Montage Mécanique

• Fixer les batteries sur un rack 19″ ou un support mural dédié (réf. Pylontech BAT-RACK).
• Respecter un espacement de 10cm entre chaque batterie pour la ventilation.
• Utiliser des vis inox A4 pour éviter la corrosion.

2.2 Câblage DC

• Relier les batteries en parallèle (bornes B+ et B-) avec des câbles 50mm² (réf. H07V-K 50mm²).
• Sertir les cosses avec une pince à sertir hydraulique (ex: Knipex 97 62 180).
• Appliquer de la pâte conductrice Noalox sur les connexions pour éviter l’oxydation.
• Protéger le circuit avec un disjoncteur DC 100A (réf. ABB S803C-D100).

2.3 Configuration du BMS

• Connecter le Battery Management System (BMS) Pylontech via le port RS485.
• Configurer les paramètres dans le logiciel Pylontech UPS Manager :
  • Tension de coupure basse : 42V
  • Tension de coupure haute : 58V
  • Courant max de charge : 50A

3️⃣ INSTALLATION DE L’ONDULEUR HUAWEI SUN2000 20KW

3.1 Fixation et Raccordement AC

• Fixer l’onduleur sur un mur ou un rack avec des chevilles M10 (charge > 50kg).
• Raccorder les phases L1, L2, L3 et le neutre N au disjoncteur AC 50A (réf. ABB S203-C50).
• Relier la terre à la barre de terre avec un câble 16mm².

3.2 Raccordement DC (Panneaux Solaires)

• Utiliser des câbles solaires 6mm² (réf. H1Z2Z2-K) pour relier les panneaux à l’onduleur.
• Protéger chaque string avec un fusible DC 15A (réf. Littelfuse 0154015.MXP).
• Connecter les câbles aux bornes DC+ et DC- de l’onduleur avec des connecteurs MC4.

3.3 Configuration de l’Onduleur

• Accéder à l’interface web via l’adresse IP de l’onduleur (ex: 192.168.1.1).
• Configurer les paramètres :
  • Mode : Hybride (On-Grid + Off-Grid)
  • Tension de sortie : 230V/400V
  • Fréquence : 50Hz
  • Priorité de charge : Solaire > Réseau > Batterie
• Activer le protocole Modbus TCP pour la supervision SCADA.

4️⃣ INSTALLATION DES ONDULEURS VICTRON QUATTRO

4.1 Montage en Parallèle (Redondance 3 Phases)

• Fixer les 3 onduleurs Victron sur un rack 19″ ou un mur avec des équerres de fixation (réf. Victron Bracket Kit).
• Relier les onduleurs entre eux via le câble VE.Bus (réf. ASS030520100).
• Configurer le mode Parallel + 3 Phase dans le logiciel VictronConnect.

4.2 Raccordement AC

• Relier chaque onduleur à un disjoncteur AC 50A (réf. ABB S203-C50) pour chaque phase (L1, L2, L3).
• Connecter le neutre N et la terre PE.
• Installer un parafoudre AC (réf. Dehn Ventil) en amont des disjoncteurs.

4.3 Raccordement DC (Batteries)

• Relier les bornes DC+ et DC- de chaque onduleur aux batteries via des câbles 50mm².
• Protéger le circuit avec un disjoncteur DC 100A (réf. ABB S803C-D100).
• Vérifier la polarité avec un multimètre avant mise sous tension.

4.4 Configuration Victron

• Connecter un Cerbo GX (réf. BPP900200100) pour la supervision.
• Configurer dans VictronConnect :
  • Mode : On-Grid (avec bascule automatique en Off-Grid)
  • Tension de sortie : 230V/400V
  • Priorité de charge : Réseau > Solaire > Batterie
  • Activer le VE.Can pour la communication avec le Huawei SUN2000.

5️⃣ INTÉGRATION SCADA (FRONIUS SOLAR.WEB + WINCC OA)

5.1 Configuration Fronius Solar.web

• Connecter le Fronius Smart Meter au réseau via Ethernet.
• Créer un compte sur solarweb.com et ajouter le compteur.
• Configurer les alertes :
  • Seuil de tension basse : 42V
  • Seuil de température batterie : 40°C
  • Perte de communication : notification email/SMS

5.2 Configuration WinCC OA

• Installer WinCC OA sur un Siemens IPC227E.
• Configurer les drivers :
  • Modbus TCP pour le Huawei SUN2000.
  • VE.Can pour les Victron Quattro.
  • SNMP pour le Shelly Pro 3EM.
• Créer des synoptiques pour :
  • Suivi en temps réel des flux énergétiques (solaire, réseau, batterie).
  • Alertes visuelles en cas de défaillance.
  • Historique des données sur 12 mois.

6️⃣ TESTS ET MISE EN SERVICE

6.1 Vérifications Préliminaires

• Vérifier l’absence de tension sur tous les circuits avec un multimètre.
• Contrôler le serrage de toutes les connexions avec une clé dynamométrique (couple : 5Nm pour les bornes AC/DC).
• Tester l’isolement des câbles avec un testeur d’isolement (résistance > 1MΩ).

6.2 Tests Fonctionnels

• Test de Charge Batterie :
  • Charger les batteries à 50% via le réseau.
  • Vérifier que le BMS Pylontech affiche une tension stable (48V ± 0.5V).
• Test de Bascule Réseau/Batterie :
  • Couper le réseau électrique.
  • Vérifier que les Victron Quattro basculent en mode Off-Grid en < 20ms.
  • Contrôler la tension de sortie (230V ± 5%).
• Test de Redondance 3 Phases :
  • Débrancher un onduleur Victron.
  • Vérifier que les deux autres prennent le relais sans interruption.
• Test SCADA :
  • Vérifier que les données sont transmises à Fronius Solar.web et WinCC OA.
  • Simuler une alerte (ex: tension batterie basse) et vérifier la réception du SMS/email.

6.3 Mise en Service Définitive

• Mettre sous tension progressivement :
  1. Batteries Pylontech.
  2. Huawei SUN2000.
  3. Victron Quattro.
• Surveiller les paramètres pendant 24h via WinCC OA.
• Fournir un rapport de mise en service incluant :
  • Valeurs de tension/courant mesurées.
  • Captures d’écran SCADA.
  • Liste des anomalies corrigées.

7️⃣ CONCLUSION ET RENTABILITÉ

Cette infrastructure énergétique critique offre une disponibilité de 99,99% grâce à :

• Une redondance 3 phases avec les Victron Quattro.
• Une autonomie de 4h avec les batteries Pylontech (pour un cluster NAS consommant 5kW).
• Une supervision temps réel via Fronius Solar.web et WinCC OA.
• Un ROI estimé à 5 ans grâce à l’autoconsommation solaire et à la réduction des coûts énergétiques.

Prochaines Étapes :

• Planifier une maintenance préventive tous les 6 mois (nettoyage des connexions, tests d’isolement).
• Former le personnel à l’utilisation de WinCC OA et aux procédures d’urgence.
• Envisager une extension solaire pour augmenter l’autonomie.