Batterie lithium pour le stockage d’énergie résidentielle : guide d’intégration système

Les batteries résidentielles doivent être intégrées à un système énergétique holistique. Les panneaux solaires produisent de l’électricité, l’onduleur contrôle la conversion de cette électricité, la batterie stocke l’énergie au cas où les panneaux ne produisent pas assez et le panneau de secours détermine quels circuits de la maison seront actifs en cas de coupure de courant.

Si un composant ne fonctionne pas bien, la coordination peut être compromise, ce qui entraîne moins d’espace de stockage utilisable, ou moins de problèmes de charge ou de communication. Il vaut donc mieux commencer la sélection de la batterie comme une architecture système complète et non seulement la spécification de la batterie.

Identifier la fonction opérationnelle de la batterie

Les trois fonctions des batteries résidentielles sont : améliorer l’auto-consommation d’énergie solaire ; modifier le moment de la consommation d’électricité pour éviter les périodes où les prix sont élevés ; et fournir de l’électricité en alimentation de secours lors des coupures.

La stratégie de contrôle nécessaire varie selon chaque objectif. L’autoconsommation solaire est un principe qui favorise la recharge pendant la journée et la décharge en soirée. Le fonctionnement à l’heure d’utilisation est lorsque le prix de l’électricité dicte le fonctionnement, et les systèmes axés sur la secours maintiennent un état minimal de charge pour les besoins de secours.

Le Solution de stockage d’énergie résidentielle SANDISOLARest une vitrine de l’interaction entre la production, le stockage et la consommation d’énergie dans la maison pendant la journée.

Sachez calculer l’énergie stockée dans une batterie à partir de ses spécifications.

Cette batterie LiFePO4 d’une capacité de 300Ah et Le SD-51,2V a une énergie nominalede 15,36 kWh. Avec une profondeur de débit de 80 %, environ 12,29 kWh sont disponibles pour un débit planifié avant les pertes de conversion ou de câblage.

La consommation d’énergie de certaines charges peut être comparée à cette valeur. Par exemple, si la demande en charge critique est de 1,2 kW, elle consommera 12,29 kWh en environ 10,2 heures. Ce temps de fonctionnement réel variera en fonction du cycle des appareils et des conditions de fonctionnement.

Assurez-vous que la batterie est compatible avec l’onduleur.

La tension nominale de la batterie est de 51,2 V et la plage de tension est de 44,8 à 57,6 V. Le(s) onduleur(s) choisi(s) doivent avoir la capacité de gérer toute cette plage de tension et le courant de charge/décharge.

L’installateur doit également vérifier la puissance de l’onduleur par rapport aux charges simultanées anticipées. Bien qu’un pack batterie de 15,36 kWh puisse offrir une longue autonomie, il ne suffit pas d’installer un petit onduleur pour démarrer simultanément plusieurs appareils à haute puissance. Le Gamme d’onduleurs hors réseau SANDISOLARpeut être parcouru pour trouver des options d’équipement adaptées.

La communication BMS fiable est utilisée pour établir la communication.

Le système de gestion de la batterie vérifie la tension, la température, le courant et l’état des cellules de batterie. Cela pourrait ralentir ou arrêter la charge de l’onduleur lorsqu’il approche de ses limites.

Le SD-51.2V 300Ah est compatible avec la communication CAN, RS232 et RS485. Mais avoir le même nom d’interface ne signifie pas qu’il est compatible. Avant la mise en service, les installateurs doivent vérifier le protocole de communication, la brochage du câble, le firmware des onduleurs et le choix du modèle de batterie.

Synchronisez l’alimentation du soleil avec celle des batteries.

Le système photovoltaïque (réseau PV) doit produire un excès d’énergie pour recharger la batterie une fois la demande électrique de la maison satisfaite pendant la journée. Une grande batterie avec un petit réseau peut rarement atteindre l’état de charge désiré et un grand réseau peut produire plus de charge que ce que l’onduleur peut supporter.

Le temps de charge varie en fonction de la quantité de lumière solaire, de l’onduleur, du SoC de la batterie et de la consommation d’énergie domestique. Lors de la conception d’un système, il est important d’estimer ses performances en fonction des conditions solaires locales réelles et non de la classification nominale de l’installation photovoltaïque.

Utilisez correctement l’équilibrage actif et la protection

La charge/décharge d’un pack de batteries doit s’arrêter lorsque la première cellule atteint sa limite, et avec le temps, la capacité utilisable du pack de batteries diminue lentement en raison du déséquilibre de la cellule. L’équilibrage actif permet de contrôler les différences de cellules et assure un fonctionnement stable à long terme.

La batterie présentée est également équipée d’une protection de circuit intégrée et d’un système de gestion de batterie (BMS) intelligent. Bien que ces systèmes soient d’une aide importante pour assurer un fonctionnement sûr, ils ne remplacent pas les câbles, disjoncteurs, fusibles, dispositifs d’isolement ou installations professionnelles de bonne taille.

Déterminez et planifiez les charges essentielles et non essentielles.

Tous les circuits ne doivent pas être automatiquement secougés par un système de stockage résidentiel. La priorité est généralement donnée à la réfrigération, à l’éclairage, aux équipements Internet, aux dispositifs de sécurité et aux prises. Les gros équipements tels que les chauffe-eau électriques, les grands équipements CVC et les fours peuvent rapidement consommer l’énergie stockée.

La séparation critique des charges permet au système d’avoir une durée de fonctionnement plus prévisible et peut diminuer la capacité nominale de l’onduleur requis. Ne choisissez la sauvegarde pour toute la maison qu’après avoir pris en compte la consommation continue et la surtension de démarrage des appareils.

Choisissez un emplacement d’installation approprié.

Placez la batterie sur une surface ferme et nivelée, dans un endroit sec, accessible et ventilé. Gardez-la à l’écart de l’eau, du soleil direct, des objets combustibles, des blessures physiques et des températures en dehors des recommandations du fabricant.

Les lignes de câble doivent être limitées au minimum et protégées autant que possible. Une autorisation de service adéquate doit également être assurée pour l’inspection, l’isolement et le service futur.

Mettre en place des limites de surveillance et de fonctionnement

La batterie peut être surveillée à distance et configurée avec le Wi-Fi pour vérifier l’état de la batterie auprès du propriétaire ou de l’équipe de maintenance. L’état de charge, les tendances de charge/décharge, l’alarme et la température de fonctionnement sont des informations utiles.

Vérifiez les limites de charge et de décharge, le S.O.C. de réserve et les communications pendant la mise en service. Notez la configuration finale pour un éventuel service futur par les techniciens. D’autres informations techniques sont disponibles dans le centre de téléchargement de SANDISOLAR.

Le système complet de stockage a été mis en service.

La mise en service doit se faire de manière séquentielle. Avant d’alimenter la batterie, vérifiez la polarité et le couple du câble ainsi que la lecture de tension et la communication avec le BMS avant d’appliquer des charges plus importantes.

Testez la recharge solaire et la recharge réseau (le cas échéant) ainsi que la batterie qui se décharge individuellement. Enfin, testez une panne de réseau et assurez-vous que seuls les circuits de secours destinés à fonctionner pendant une telle panne sont actifs.

Conclusion

Pour les batteries de stockage d’énergie résidentielle, la capacité, la puissance de l’onduleur, la recharge PV et les charges domestiques sont idéalement conçues ensemble comme une batterie lithium. Cependant, les kilowattheures peuvent être les seuls critères pris en compte et ne répondent pas aux besoins de communication, de protection et de contrôle opérationnel.

La batterie SD-51,2V 300Ah a une énergie nominale de 15,36 kWh, utilise la chimie LiFePO4, un équilibrage actif et de multiples interfaces de communication, offrant une base solide pour un système de stockage résidentiel intégré professionnellement.

FAQ

Q1. Quelle est la quantité d’énergie disponible dans la batterie pour travailler dans une batterie de 15,36 kWh ?

La quantité d’énergie utilisable prévue, à 80 % de profondeur de débit, est de ~12,29 kWh avant pertes. L’énergie livrée dépend de la température, de l’efficacité de l’onduleur et des conditions de charge.

Q2. Tous les onduleurs 48V fonctionneront-ils avec une batterie 51,2V ?

Non. L’onduleur doit avoir une plage de tension pour la batterie, des besoins en courant de batterie et un protocole de communication.

Q3. Cette batterie est-elle capable de fournir une sauvegarde de toute la maison ?

Peut fournir une puissance stockée importante, mais nécessite une puissance de sortie d’onduleur et des charges de pointe domestiques pour être compatible avec toute la maison. Lorsque le circuit est nécessaire pour une forte demande, il peut devoir être géré par la charge.

Q4. Qu’est-ce que l’ÉQUILIBRAGE ACTIF DES CELLULES ?

L’équilibrage actif est le transfert d’énergie entre les cellules, ce qui minimise la différence d’état de charge de chaque cellule. Cela garantit que la capacité utilisable et le fonctionnement du pack sont maintenus.

Q5. Qui est responsable de l’installation d’une batterie lithium résidentielle ?

Doit être installé par un professionnel qualifié du solaire/électricité. Il existe des risques potentiels lorsqu’un courant continu élevé circule, en cas de polarité incorrecte et en cas de protection insuffisante.