GUIDE DU PV BASSE TENSION AVEC LA CONCEPTION DU SYSTÈME BESS

GUIDE DU PV BASSE TENSION AVEC LA CONCEPTION DU SYSTÈME BESS

Les pannes de courant et les événements météorologiques extrêmes sont de plus en plus courants et les propriétaires de panneaux solaires découvrent que lorsque le courant est coupé pour le service public (réseau), ils n'ont pas non plus de courant. Alors que les propriétaires de maisons et d'entreprises recherchent un moyen de garder leurs lumières, réfrigérateurs et autres équipements allumés en cas de panne de courant, les systèmes photovoltaïques combinés à des batteries sont de plus en plus courants.


Le stockage de l'énergie et la gestion de sa consommation nécessitent une compréhension des technologies de conversion de puissance, de leurs efficacités et de la manière de dimensionner et de configurer les panneaux pour les différentes tensions de batterie, les batteries et les équipements de conversion de puissance. Les systèmes couplés CC ont une efficacité de conversion de stockage de batterie plus élevée que les systèmes couplés CA à micro-onduleurs car il y a moins d'étapes de conversion de puissance, bien que les systèmes couplés CA puissent être plus faciles à concevoir car ils envoient leur puissance directement à la source du réseau.

Qu'est-ce qu'un panneau solaire avec système de stockage de batterie ?


Les panneaux solaires avec un système de stockage d'énergie par batterie (BESS) est un système qui prend l'énergie récoltée du soleil et la stocke. L'énergie stockée dans le BESS/les batteries est utilisée lorsque vous le souhaitez ou si vous en avez besoin ultérieurement lorsqu'il n'y a pas assez de lumière solaire pour faire fonctionner vos charges ou lorsque l'alimentation du réseau est coupée, Figure 1.


Les systèmes PV actuels sont analogues à l'utilisation de votre téléphone portable sans batterie. Débranchez-le de son chargeur mural et il meurt. C'est un système PV relié au réseau. Cela semble assez simple? Pas assez. Savoir comment votre BESS/batteries seront utilisées déterminera la conception finale de votre système.

Figure 1. Système PV avec stockage d'énergie par batterie (BESS) - Tous les produits Sol Donum™ BESS contrôlent le réseau, le générateur et les sources d'énergie distribuées PV pour les applications micro-réseaux ou hybrides

De quel système de taille ai-je besoin ?


Pour une petite entreprise ou un propriétaire, un système basse tension (120 V - 600 V) avec des batteries de 10 à 50 kWh (kilowattheure) répondra à leurs besoins. Cependant, des batteries de 100 à 200 kWh ne sont pas hors de question pour des suites de charge plus importantes ou pour des durées d'exécution plus longues. Les tailles de système de 200 kWh à 10 MWh sont généralement réservées au support industriel et aux micro-réseaux. Les batteries de 10 MWh à 1 GWh sont à l'échelle des services publics et représentent un moyen de maintenir la stabilité du réseau, la qualité de service et de réduire la tarification de la demande de pointe.

De quels composants ai-je besoin ?



Un système PV avec batterie de stockage nécessite plusieurs composants, Figure 1 :


    Panneaux photovoltaïques avec une capacité de récolte suffisante en watts pour charger complètement le BESS ou les batteries et faire fonctionner simultanément la base de charge pendant les heures de pointe d'irradiation. Contrôleurs de charge ou convertisseurs DC/DC pour convertir l'énergie PV en une tension adaptée à la charge des batteries. Les systèmes couplés en courant alternatif utiliseront des micro-onduleurs qui se connectent directement aux sources du réseau. Quoi qu'il en soit, ces appareils implémentent un algorithme appelé suivi du point de puissance maximale (MPPT). Cet algorithme examine constamment la tension et le courant produits par les panneaux, car les panneaux solaires sont une source d'énergie non commissionnable qui fluctue constamment en tension et en courant. Contrairement à un générateur de gaz, vous ne pouvez pas allumer les panneaux photovoltaïques à tout moment et les faire produire une puissance de sortie constante et prévisible. Système de stockage d'énergie par batterie (BESS) ou batteries avec la capacité d'exécuter des charges critiques pendant les heures sombres du panneau. Équipement de conversion de puissance/ onduleurs qui fonctionnent comme une source de formation de réseau/de tension avec la puissance nécessaire pour faire fonctionner des charges critiques en mode batterie. Il peut également s'agir d'une source de suivi de réseau/de courant. Composants d'appareillage tels que les commutateurs de transfert et de dérivation automatiques, les disjoncteurs, le câblage, les conduits et les transformateurs (selon les exigences d'isolation). Logiciel de surveillance et de contrôle ou commandes de panneau pour connaître l'énergie flux, pourcentages de stockage et demandes des différentes sources interconnectées

Quelles sont les considérations ?


Vous trouverez ci-dessous une liste de contrôle d'informations de haut niveau et détaillées pour vous aider à garantir que la conception et la mise en œuvre de votre système ont une chance de fonctionner comme prévu pendant toute la durée de vie de votre installation. De plus, les batteries ont une durée de vie qui dépend de la température, de la fréquence d'utilisation et de la profondeur de décharge. Gardez-les dans leur plage de fonctionnement et ils fonctionneront parfaitement et en toute sécurité. Vous trouverez ci-dessous une liste de contrôle générale pour les configurations et le dimensionnement des composants lors de la conception de votre système.

  • Quel type de piles utilisez-vous ? - C'est très important car cela s'applique à plusieurs domaines. Les batteries au lithium-ion ne sont pas créées de la même manière et les batteries au plomb ne sont pas recommandées pour une sauvegarde continue à long terme. Les facteurs à prendre en compte sont :

    Courant/taux de décharge et de charge - Il s'agit du taux auquel vous pouvez ajouter de l'énergie et tirer de l'énergie d'une batterie, mesuré en ampères par

  • Type de système - Hors réseau/Derrière le compteur ou Lié au réseau ?

    Ceci est une considération primordiale et peut avoir déjà été fait pour vous. Si vous avez un système PV alimentant le service public, vous êtes déjà connecté au réseau.

  • Combien de temps puis-je garder les lumières allumées ?

    Combien de temps pouvez-vous gérer votre maison ou

  • L'onduleur/convertisseur de puissance - Quel type de tension et quelle taille d'onduleur (équipement de conversion de puissance) est nécessaire pour faire fonctionner vos charges lorsque le réseau électrique tombe en panne ?

      Si vous prévoyez de faire fonctionner des charges sans résistance avec un courant d'appel élevé et des besoins en puissance importants (climatisation, moteurs, pompes), votre onduleur doit être capable de supporter 2 fois les charges continues maximales pendant plusieurs secondes. La surcharge de puissance continue doit être de 20 %. Charges de 10 kW + 20 % = onduleur de 12 kW (surtension de 24 kW) Si vous souhaitez alimenter un sous-panneau de distribution électrique résidentiel, vous devez fournir une sortie en phase divisée de 120 V/240 V. Il s'agit d'un circuit monophasé avec une prise centrale 120 V|120 V pour un total de 240 V. Si vous souhaitez uniquement faire fonctionner quelques circuits critiques de 120 V, vous n'aurez besoin que d'un onduleur adapté au 120 V monophasé. Si vous prévoyez de supporte un système de réfrigération ou d'autres charges de moteur triphasé, vous aurez alors besoin d'une configuration Wye triphasée 120V/208V.

  • Combien de panneaux ? - Quels sont le nombre et la performance nominale des panneaux nécessaires pour récolter la quantité appropriée de puissance requise en watts - (tension de court-circuit * courant de court-circuit = puissance de sortie réelle) ?

    Ceci est important en raison de la façon dont fonctionnent les appareils qui convertissent l'énergie PV en batterie (couplage CC) ou directement en tension CA (couplage CA - doit gérer l'écrêtage). Une fois que le besoin en énergie est connu, un installateur utilisera un appareil tel que Pathfinder pour déterminer la quantité de rayonnement solaire sur votre site. Cela informera la disposition et la conception de votre panneau. N'oubliez pas que vos panneaux devront récolter suffisamment d'énergie pour exécuter simultanément des charges et recharger vos batteries à pleine charge.

  • Configuration des panneaux PV - Comment allez-vous configurer les chaînes de panneaux pour qu'elles fonctionnent correctement avec un système de conversion de puissance à couplage CC, des contrôleurs de charge MPPT ou des onduleurs/chargeurs MPPT, afin de charger correctement vos batteries (configuration parallèle/série) ?

    Utilisez les règles empiriques suivantes lorsque

Quelques rappels


Un système de stockage d'énergie par batterie est plus complexe qu'un système PV standard relié au réseau à concevoir et à construire. S'il n'est pas correctement dimensionné ou adapté au bon dimensionnement et au type d'équipement de conversion de puissance, un système de batterie finira par fonctionner mal ou pas du tout et vous coûtera plus cher en factures de services publics. Une bonne connaissance du rôle des batteries et une bonne ingénierie du système sont nécessaires.


Deuxièmement, les systèmes de stockage d'énergie par batterie doivent être plus intelligents car ils stockent et contrôlent le flux d'énergie, contrairement à un système de connexion au réseau. Lorsqu'ils sont effectués correctement, ils peuvent faire fonctionner des charges indéfiniment en utilisant des batteries avec des panneaux solaires ou d'autres ressources énergétiques distribuées et utiliser le réseau uniquement comme sauvegarde. Ils offrent une résilience et une sécurité énergétiques qu'un système photovoltaïque raccordé au réseau ne peut pas atteindre. Enfin, un système modulaire peut faciliter le travail de conception et de mise en œuvre et réduire vos coûts d'installation et d'exploitation globaux.


À propos de Sun Gift™


Sol Donum ™ (www.soldonum.com) est un développeur et intégrateur de technologies d'alimentation domicilié aux États-Unis fondé en 2019. Nos produits sont conçus pour fonctionner dans les environnements les plus difficiles et notre branche de services professionnels fournit une ingénierie et un support technique pour le stockage de batteries et les solutions d'alimentation autour notre technologie. Grâce à notre expérience unique en matière d'informatique et de systèmes énergétiques, notre contribution à un avenir énergétique décentralisé et décarboné passe par nos produits de stockage d'énergie qui augmentent l'alimentation électrique existante, fonctionnent indépendamment pour réduire les coûts ou fournissent une alimentation de secours directe pour la continuité des opérations. Nos produits conviennent aux cas d'utilisation dans la gamme 1,5 kWh - 10 MWh. Nous nous félicitons de votre appel ou de votre e-mail pour discuter de la manière dont nous pouvons fournir un stockage de batterie pour votre organisation info@soldonum.com.


DUNS : 122232337 | CAGE : 93ML5 | SCIAN : 335911, 335999, 541330 | CFP : 6117, 6130, 6140

Acronymes

A - Ampères

CA - Courant alternatif

BESS - Système de stockage d'énergie par batterie

COOP - Continuité des opérations

CC - Courant continu

EV - Véhicule électrique

GW - Gigawatt

GWh - Gigawattheure

Hz - Hertz KW - Kilowatts

kWh - Kilowattheures

LFP - Lithium Ferro Phosphate

LiFePo4 - Lithium Fer Phosphate

MW - Mégawatts MWh - Mégawattheure

ROI - Retour sur investissement

SWAP - Taille, poids et puissance

UPS - Alimentation sans coupure

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