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 & Siemens TIA Portal

1️⃣ ÉTAPE 1 : PRÉPARATION DE L’INFRASTRUCTURE PHYSIQUE

1.1 Dimensionnement de l’armoire électrique

• Choisir une armoire IP54 (ex: Rittal TS 8, 2000x1200x600mm) avec ventilation forcée
• Prévoir des rails DIN pour :
  • Disjoncteurs DC/AC
  • Parafoudres
  • Relais de contrôle
  • Automate Siemens S7-1200
• Installer des barres de terre et de neutre séparées (cuivre 30x5mm)

1.2 Fixation des composants lourds

• Batteries Pylontech : Fixation au sol avec chevilles chimiques (M12) sur dalle béton
• Onduleurs Victron : Montage mural avec équerres inox (charge > 100kg)
• Onduleur Huawei : Support mural ou sur pied avec silentblocs antivibrations

1.3 Câblage préventif

• Tracer les chemins de câbles avec gaines ICTA (diamètre 50mm pour AC, 32mm pour DC)
• Pré-câbler les liaisons Ethernet (cat6) pour SCADA et monitoring
• Installer des passe-câbles étanches (IP68) pour les traversées de mur

2️⃣ ÉTAPE 2 : INSTALLATION DES PANNEAUX SOLAIRES & ONDULEUR HUAWEI

2.1 Montage des panneaux

• Fixation sur rails aluminium (ex: Schletter FS System) avec inclinaison 30° (optimisation production)
• Espacement minimal de 20mm entre panneaux pour ventilation
• Utiliser des connecteurs MC4 étanches (IP67) avec graisse conductrice

2.2 Câblage DC vers onduleur Huawei

• Grouper les panneaux en 2 strings de 20 panneaux (1000V DC max)
• Câblage avec câble solaire 6mm² (rouge pour +, noir pour -)
• Installer un disjoncteur DC 250A en amont de l’onduleur
• Connecter le parafoudre DC entre les strings et la terre

2.3 Configuration de l’onduleur Huawei

• Brancher le Smart Dongle sur le port RS485 de l’onduleur
• Configurer les paramètres réseau (IP fixe pour intégration SCADA)
• Vérifier la tension MPPT (600-1000V DC) avec un multimètre
• Activer le mode « Autoconsommation prioritaire » dans l’interface web

3️⃣ ÉTAPE 3 : INSTALLATION DES BATTERIES PYLONTECH & VICTRON

3.1 Mise en place des batteries

• Connecter les batteries en parallèle (4x PowerCube X1) pour 48V/400Ah
• Utiliser des câbles 50mm² pour les interconnexions (couleur bleue pour 48V)
• Respecter la polarité : + (rouge) et – (noir) avec cosses à sertir
• Installer le BMS Pylontech et le relier au Color Control GX (câble RJ45)

3.2 Configuration Victron

• Brancher les Quattro en parallèle pour redondance 3 phases (L1, L2, L3)
• Connecter les batteries au bornier « Battery » des Quattro (câbles 50mm²)
• Configurer les paramètres dans VictronConnect :
  • Tension batterie : 48V
  • Capacité : 400Ah
  • Courant de charge max : 100A
  • Seuil de décharge : 20%
• Relier le Color Control GX au routeur 4G pour monitoring à distance

4️⃣ ÉTAPE 4 : CÂBLAGE TRIPHASÉ & REDONDANCE

4.1 Distribution AC

• Installer un tableau de distribution triphasé avec :
  • 1x Disjoncteur général 63A (3P+N)
  • 3x Disjoncteurs 32A (1 par phase) pour les Quattro
  • 1x Disjoncteur 20A pour les charges critiques (NAS)
• Câblage avec câbles 16mm² (L1, L2, L3, N, PE)
• Vérifier l’équilibrage des phases avec une pince ampèremétrique

4.2 Synchronisation des Quattro

• Connecter les Quattro en parallèle via le bus VE.Bus (câble RJ45)
• Configurer le mode « Redondance » dans VictronConnect
• Tester le basculement automatique en cas de panne d’un onduleur

4.3 Intégration du transformateur d’isolement

• Installer le transformateur 20kVA entre les Quattro et le tableau de distribution
• Vérifier l’absence de boucle de terre avec un testeur de continuité
• Configurer le mode « Isolement galvanique » dans les paramètres Victron

5️⃣ ÉTAPE 5 : CONFIGURATION SCADA & MONITORING

5.1 Intégration Fronius Solar.web

• Brancher le Fronius Datamanager sur le port Ethernet de l’onduleur Huawei
• Configurer l’API Solar.web pour récupérer :
  • Production solaire (kWh)
  • Consommation instantanée
  • Taux d’autoconsommation
• Créer des alertes email/SMS pour :
  • Panne onduleur
  • Batterie faible
  • Surtension DC

5.2 Programmation Siemens TIA Portal

• Connecter l’automate S7-1200 au Color Control GX (Modbus TCP)
• Développer un programme pour :
  • Gestion des priorités (solaire > batterie > réseau)
  • Démarrage/arrêt des charges critiques (NAS)
  • Journalisation des données (SQLite)
• Configurer des seuils d’alerte pour :
  • Température batterie > 40°C
  • Tension DC < 42V
  • Déséquilibre phases > 10%

5.3 Monitoring Shelly Pro 4PM

• Installer le Shelly sur le tableau de distribution pour mesurer :
  • Consommation totale (kWh)
  • Puissance active (kW)
  • Facteur de puissance
• Configurer l’API pour envoyer les données vers TIA Portal
• Créer un dashboard Grafana pour visualisation en temps réel

6️⃣ ÉTAPE 6 : TESTS & MISE EN SERVICE

6.1 Vérifications pré-mise en route

• Contrôler tous les serrages (cosses, MC4, disjoncteurs) avec une clé dynamométrique
• Vérifier l’absence de court-circuit avec un ohmmètre
• Tester les parafoudres avec un testeur dédié
• Vérifier la polarité de tous les câbles DC/AC

6.2 Tests fonctionnels

• Test de charge batterie :
  • Décharger les batteries à 50% via une charge résistive
  • Vérifier la recharge via panneaux solaires (temps estimé : 4h)
• Test de redondance :
  • Couper l’alimentation d’un Quattro
  • Vérifier le basculement automatique (< 20ms)
• Test SCADA :
  • Simuler une panne onduleur
  • Vérifier l’envoi d’alerte par email/SMS

6.3 Mise en service progressive

1. Alimenter d’abord les batteries (mode « Charge Only »)
2. Activer l’onduleur Huawei et vérifier la production solaire
3. Démarrer les Quattro en mode « On Grid »
4. Connecter les charges critiques (NAS) une par une
5. Basculer en mode « Off Grid » pour test de fonctionnement autonome

📌 CONCLUSION & OPTIMISATIONS

Cette infrastructure offre une redondance triphasée complète avec une autonomie de 8h en cas de coupure réseau. Pour maximiser la rentabilité :

• Optimiser l’autoconsommation :
  • Programmer les charges (NAS) pendant les pics de production solaire
  • Utiliser le mode « Eco » des Quattro pour réduire la consommation réseau
• Surveillance proactive :
  • Configurer des rapports quotidiens via Solar.web
  • Analyser les données TIA Portal pour détecter les anomalies
• Maintenance préventive :
  • Nettoyer les panneaux solaires tous les 6 mois
  • Vérifier la tension des batteries tous les 3 mois
  • Tester les parafoudres annuellement

Rentabilité estimée : Retour sur investissement en 5-7 ans grâce à :

• Économie sur la facture électrique (autoconsommation 80%)
• Revente du surplus (tarif d’achat garanti)
• Réduction des coûts de maintenance du NAS (alimentation stable)