Alors que le monde se tourne de plus en plus vers les énergies renouvelables,Les solutions intégrées d'énergie solaire, de stockage et de recharge (souvent appelées « solaire-stockage-recharge ») sont devenues essentielles pour garantir que l'énergie solaire soit efficacement captée, stockée et utilisée.Dans ce blog, nous explorerons les principes qui sous-tendent ces solutions, les composants impliqués et leurs applications typiques, à travers une étude de cas portant sur un système intégré d'énergie verte combinant énergie solaire, stockage et recharge.
Applications typiques
L'une des applications les plus courantes d'un système intégré de stockage et de recharge solaire concerne les projets solaires à l'échelle communautaire. Par exemple, dans le cadre d'initiatives solaires départementales, il est fréquent de construire des abris solaires pour véhicules électriques dans des espaces communs tels que les rues ou les places de village. Ces abris sont équipés de panneaux solaires, de batteries de stockage et de bornes de recharge pour véhicules électriques.
Imaginez un abri de voiture solaire de 20 places standard, couvrant une superficie d'environ 320 mètres carrés. L'abri lui-même est agrandi à 500 mètres carrés pour accueillir les panneaux solaires. L'installation d'environ 200 panneaux de 550 W (occupant chacun environ 2,5 mètres carrés) permet d'atteindre une capacité totale de production d'énergie solaire de 110 kW.
Lors de la conception d'un tel système, la configuration des batteries de stockage est cruciale. Compte tenu des contraintes d'espace, une armoire de stockage distribuée est souvent privilégiée afin de minimiser l'encombrement. Par exemple, un système de stockage de 100 kW/209 kWh, se déchargeant à 0,5 C, pourrait fournir 100 kW de puissance pendant environ 1,8 heure à pleine charge. Les batteries lithium-fer-phosphate (LiFePO4) sont généralement utilisées à cet effet en raison de leur densité énergétique élevée et de leurs caractéristiques de sécurité.
Les bornes de recharge peuvent être configurées en deux parties, offrant ainsi une grande flexibilité en fonction de la puissance spécifique des transformateurs et des systèmes de stockage. Elles sont compatibles avec les bornes de recharge en courant alternatif (CA) et en courant continu (CC), selon les besoins du projet.
Principes et composants du système de stockage et de charge solaire
Un système intégré de stockage et de recharge solaire se compose généralement de plusieurs éléments clés :
1. **Panneaux solaires** :Fabriqués en silicium cristallin, ces panneaux convertissent l'énergie solaire en électricité. Ils sont conçus pour résister aux intempéries, notamment à la pluie, à la grêle et au vent. Les panneaux peuvent être connectés en série ou en parallèle pour obtenir la puissance souhaitée.
2. **Onduleur raccordé au réseau** :Cet appareil convertit le courant continu (CC) produit par les panneaux solaires en courant alternatif (CA) répondant aux exigences du réseau.
3. **Système de stockage d'énergie (ESS)** :Cela inclut les batteries de stockage, qui conservent l'électricité excédentaire produite par les panneaux solaires. Dans notre exemple, nous utilisons un système de batteries LiFePO4 de 209 kWh, reconnu pour sa sécurité et son efficacité.
4. **Système de conversion de puissance (PCS)** :Le PCS contrôle la charge et la décharge des batteries de stockage, en gérant la conversion entre courant continu et courant alternatif. Il communique avec le système de gestion des batteries (BMS) pour garantir une charge et une décharge sûres.
5. **Armoire de distribution CA** :Ce coffret relie l'onduleur et le PCS au réseau, intégrant divers dispositifs de protection tels que des disjoncteurs, des parafoudres et des systèmes de comptage.
6. **Stations de recharge** :Ces stations alimentent le système en énergie pour les véhicules électriques. Elles peuvent être adaptées aux besoins spécifiques du projet, avec des options de recharge en courant alternatif et en courant continu.
7. **Système de surveillance** :Un système de surveillance complet collecte les données des panneaux solaires, du système de stockage d'énergie et des bornes de recharge, puis les transfère vers une plateforme de gestion basée sur le cloud. Ceci permet une surveillance et un contrôle en temps réel de l'ensemble du système.
Conception et intégration du système
La conception globale d'un système intégré de stockage et de recharge solaire comprend plusieurs étapes critiques :
1. **Conception de systèmes d'énergie solaire** :Dans notre exemple, les panneaux solaires sont configurés pour produire 110 kWc, avec possibilité d'ajustement en fonction de la surface disponible sous l'abri de voiture. L'onduleur est dimensionné en conséquence, soit avec une seule unité de 110 kW, soit avec deux unités de 50 kW.
2. **Conception du système de stockage d'énergie** :Le système de stockage utilise une conception « tout-en-un » distribuée, offrant une plus grande flexibilité et un large choix de capacités. Par exemple, l’armoire de stockage intelligente ENSE 209KWH-2H1 intègre une batterie de 209 kWh et un système de stockage d’énergie de 100 kW dans un seul boîtier.
3. **Configuration de la station de recharge** :Les bornes de recharge sont considérées comme des charges électriques au sein du système. Leur configuration dépend de la capacité disponible du transformateur. Si le système de stockage assure l'intégralité de l'alimentation des bornes de recharge, le groupe électrogène de secours (PCS) doit être dimensionné en conséquence. Une solution évolutive pourrait consister en plusieurs groupes électrogènes de secours de 100 kW fonctionnant en parallèle.
4. **Systèmes de contrôle et de surveillance** :Le système est géré par un contrôleur centralisé qui intègre le système de gestion technique du bâtiment (GTB), le système de sécurité incendie, le système de chauffage, ventilation et climatisation (CVC), le système de surveillance et le système de gestion de l'énergie (SGE). Le système de surveillance garantit le fonctionnement optimal de tous les composants, notamment les panneaux solaires, les unités de stockage et les bornes de recharge.
Logique de fonctionnement du système
Le fonctionnement d'un système intégré de stockage et de recharge solaire est régi par la relation entre la production d'énergie solaire et la charge de la station de recharge :
- **Lorsque la production solaire est inférieure ou égale à la charge de charge** :Toute l'énergie produite par l'énergie solaire est utilisée pour recharger les véhicules, tout déficit étant compensé par le réseau électrique.
- **Lorsque la production solaire est supérieure à la charge de charge** :L'énergie excédentaire est stockée dans les batteries, qui peuvent être déchargées pendant les périodes de pointe tarifaire de l'électricité afin d'optimiser les coûts.
Décomposition détaillée des composants
Examinons plus en détail les composants utilisés dans le système :
panneaux solaires
Dans ce projet, les panneaux solaires sont des modules monocristallins classiques, d'une surface de 2,5 mètres carrés et d'une puissance nominale de 550 W chacun. Au total, 200 panneaux sont installés sur une surface de 520 mètres carrés, fournissant une puissance totale de 110 kW. Avec une production quotidienne moyenne de 3,2 heures à pleine puissance, le système devrait produire environ 120 000 kWh par an.
Onduleur raccordé au réseau
L'onduleur est un élément essentiel du système d'énergie solaire, car il convertit le courant continu (CC) produit par les panneaux solaires en courant alternatif (CA). Le modèle choisi est un onduleur de 110 kW, conçu pour répondre aux besoins spécifiques de ce projet.
Système de stockage d'énergie
Le système de stockage d'énergie (ESS) est un composant essentiel, garantissant le stockage de l'énergie solaire excédentaire pour une utilisation ultérieure. L'armoire de stockage intelligente ENSE 209KWH-2H1 intègre une batterie LiFePO4 de 209 kWh et un convertisseur de puissance (PCS) de 100 kW, permettant une gestion efficace de l'énergie.
Système de gestion de batterie (BMS)
Le système de gestion de batterie (BMS) surveille la tension, le courant et la température de la batterie, garantissant ainsi un fonctionnement sûr et efficace. Il gère également les processus de charge et de décharge, prolongeant la durée de vie de la batterie et maintenant la stabilité du système.
Bornes de recharge
Pour ce projet, les bornes de recharge combinent des unités de 7 kW en courant alternatif et de 60 kW en courant continu, offrant ainsi une grande flexibilité. Elles sont équipées de diverses interfaces pour l'interaction avec l'utilisateur, notamment le paiement par carte et le paiement mobile.
Système de surveillance
Le gestionnaire d'énergie intelligent (SEM) de GREEN POWER centralise la gestion de l'énergie, permettant la surveillance des données en temps réel et l'intégration avec les unités EMS de niveau supérieur. Le système prend en charge la surveillance et le contrôle à distance, offrant ainsi des informations précieuses sur ses performances.
Conclusion
Les solutions intégrées de stockage et de recharge solaires de GREEN POWER offrent une approche globale de la gestion des énergies renouvelables. En combinant production d'énergie solaire, stockage d'énergie et recharge de véhicules électriques au sein d'un système unique et cohérent, ces solutions permettent de répondre de manière flexible et évolutive à la demande croissante en énergie propre. Qu'il s'agisse d'un projet communautaire ou d'une installation de plus grande envergure, les systèmes de GREEN POWER sont conçus pour optimiser la consommation d'énergie, réduire les coûts et favoriser le développement durable.
Si vous souhaitez en savoir plus sur nos solutions de stockage d'énergie solaire, nous vous invitons à consulter notre gamme de produits. Nous proposons un large choix de panneaux et de batteries adaptés à différentes applications et à tous les budgets ; vous trouverez assurément la solution idéale pour vos besoins.
Site web:www.fgreenpv.com
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Date de publication : 1er septembre 2024
