Comment associer les onduleurs aux solutions de stockage d’énergie résidentielle

L’onduleur est la composante de conversion et de gestion énergétique dans la plupart des solutions de stockage d’énergie résidentielles (RESS) disponibles aujourd’hui. Il connecte les panneaux solaires et les batteries aux charges domestiques, à l’alimentation électrique et aux générateurs de secours, tout en assurant une sortie AC utilisable.

Choisir un onduleur basé sur la puissance nominale peut fournir une secours limitée, un courant de batterie excessif, une capacité de démarrage insuffisante des moteurs et une mauvaise intégration avec le réseau photovoltaïque. Un processus d’appariement pratique devrait évaluer l’ensemble du système énergétique.

Du point de vue de la fabrication de SANDISOLAR, les solutions de stockage d’énergie résidentielle correctement configurées devraient équilibrer six facteurs : la charge des foyers, la demande de surtension, la tension des batteries, la capacité de stockage, l’apport solaire et les besoins régionaux en climatisation.

Que fait un onduleur dans un système de stockage résidentiel ?

Dans les solutions de stockage d’énergie résidentielle, l’onduleur a plusieurs rôles liés.

• Conversion du courant continu vers le courant alternatif : L’onduleur convertit l’électricité en courant continu des batteries et des panneaux solaires en courant alternatif afin que les appareils et appareils puissent être utilisés.

• Dans les systèmes solaires, les onduleurs équipés de MPPT solaires peuvent modifier l’état de fonctionnement des panneaux solaires afin d’optimiser la collecte maximale possible d’énergie solaire.

• Régulation de la charge de la batterie : l’onduleur est capable de modifier la tension et le courant selon les niveaux de charge requis par la batterie.

• Transfert d’alimentation de secours : L’onduleur changera la source d’alimentation en cas de coupure d’alimentation ou d’une alimentation instable du réseau.

• Intégration du générateur : L’onduleur peut accepter la recharge d’un générateur et permettre au générateur de fournir de l’énergie aux circuits domestiques.

• Communication du système : L’onduleur dispose des ports Wi-Fi et de communication appropriés pour permettre la surveillance du système et la gestion de la charge de la batterie.

En raison de la nature interdépendante des fonctions mentionnées ci-dessus, un onduleur doit être choisi lors des phases de planification de la batterie et du système photovoltaïque.

Étape 1 : Définir le profil de charge du foyer

La première étape consiste à identifier quels appareils doivent fonctionner en usage normal et quelles charges nécessitent un renfort en cas de coupure de courant.

Catégorie de charge	Exemples typiques	Principal problème de correspondance
Charges essentielles	Éclairage, routeurs, réfrigérateurs	Puissance de fonctionnement continue
Charges des moteurs	Pompes, compresseurs, climatiseurs	Poussée des démarrages
Charges de chauffage	Bouilloires, fours, chauffe-eau	Forte demande continue
Équipements sensibles	Ordinateurs, téléviseurs, systèmes de contrôle	Qualité de la forme d’onde de sortie
Charges optionnelles	Chargeurs pour VE, grands systèmes CVC	Batterie et capacité de l’onduleur

La sortie continue de l’onduleur doit soutenir la puissance de fonctionnement combinée des appareils qui peuvent fonctionner en même temps.

Une marge de fonctionnement raisonnable est également utile car la demande d’appareils peut évoluer au cours d’une utilisation quotidienne.

Étape 2 : Évaluer la sortie continue et la sortie en surtension

La sortie continue décrit la quantité de consommation qu’un onduleur peut gérer au cours des opérations normales. La sortie de surtension, en revanche, décrit la quantité de consommation nécessaire pour démarrer un équipement équipé de moteurs ou de compresseurs.

• Puissance de sortie continue : Une capacité de sortie continue devrait dépasser les charges maximales attendues en juste-à-temps qui seraient continues.

• Puissance de sortie par surtension : Une capacité de sortie par surtension doit suffire pour supporter les courants de démarrage de pointe courts des pompes, réfrigérateurs, climatiseurs ainsi que des outils électriques.

• Capacité de charge du moteur : Cela fournit une description basée sur l’application lors du choix d’un onduleur pour des équipements à charges inductives.

• Expansion possible par support parallèle : Cela permet à certaines solutions de stockage d’énergie résidentielle de s’étendre à mesure que la demande au sein du foyer augmente.

Un exemple serait la gamme de produits SANDISOLAR, qui fournit 3 kW et 4,2 kW pour les petits systèmes, 6,2 kW et 7 kW pour les charges résidentielles moyennes, ainsi que 11 kW et 12 kW pour les grands systèmes. Le choix d’une taille doit se baser sur la demande réelle de charge, plutôt que sur la taille de la maison.

Étape 3 : Assurez-vous que la tension de l’onduleur et de la batterie est alignée

L’onduleur et la batterie doivent être dans la même plage en termes de tensions DC compatibles.

Plateformes de batteries résidentielles courantes

• Systèmes 24V : Des charges de secours plus petites, avec un onduleur de capacité modérée, sont généralement desservies avec ces systèmes.

• Systèmes 48V : Ces systèmes se trouvent généralement dans des systèmes résidentiels moyens et grands, et à la même puissance de sortie, ce système réduit le courant continu.

• Systèmes haute tension : Ce système peut être la base d’un système de stockage modulaire plus grand, mais un onduleur haute tension dédié est nécessaire.

En raison de sa conception, un onduleur de 6,2 kW puisant de l’énergie dans une batterie de 48 V consommera généralement moins de courant continu qu’un onduleur similaire tirant de l’énergie d’une batterie de 24 V. Le résultat d’un courant plus faible est une réduction de la chaleur, une baisse de tension et la possibilité d’utiliser un fil de plus petit calibre. Cependant, tout travail électrique doit être conforme aux normes électriques applicables.

Étape 4 : Modifier la taille de la batterie pour obtenir un temps de secours préféré

Concernant les systèmes de stockage d’énergie résidentiels, « alimentation par onduleur » et « alimentation par batterie » ne défèrent pas la même chose.

• Puissance de l’onduleur (kW) : Puissance de sortie la plus élevée d’un onduleur.

• Énergie de la batterie (kWh) : Énergie maximale pouvant être stockée dans la batterie.

• Profondeur de décharge utilisable : quantité d’énergie de batterie pouvant être utilisée pendant le fonctionnement normal d’un système.

• Efficacité de conversion : fait référence à la perte d’énergie effectuée dans l’onduleur, la batterie, le câblage et les dispositifs d’utilisation finale.

Un grand onduleur relié à une petite batterie peut faire fonctionner des appareils puissants, mais seulement pour une courte durée. Inversement, une grosse batterie associée à un onduleur sous-dimensionné peut fournir un long temps de secours mais ne peut pas supporter plusieurs charges puissantes simultanément.

Étape 5 : Associez le réseau PV à l’entrée MPPT

Le panneau solaire doit rester dans les limites d’entrée PV de l’onduleur.

Paramètre PV	Exigence de contrepartie
Tension PV maximale	La tension en circuit ouvert du réseau doit rester en dessous de la limite de l’onduleur
Plage de tension MPPT	La tension de fonctionnement normale devrait rester dans la plage MPPT
Puissance PV maximale	La capacité installée du panneau doit correspondre à l’entrée PV prise en charge.
Courant d’entrée PV	Le courant de la chaîne doit rester dans la valeur d’entrée autorisée
Nombre de MPPT	Plusieurs MPPT peuvent gérer des tableaux avec différentes orientations

Certains onduleurs SANDISOLAR hors réseau prennent en charge des tensions d’entrée PV allant jusqu’à 500V ou 550V. Le modèle SD-PRO 12kW possède deux canaux MPPT et peut gérer 18 000 W d’entrée PV, tandis que le modèle SD PRO 6,5 kW possède un canal MPPT et peut gérer 9 000 W d’entrée PV.

Dans la conception d’une ficelle, il faut prendre en compte la montée de tension avec la baisse des températures ainsi que les conditions sur le lieu d’installation.

Étape 6 : Sélectionnez la norme AC concernée

La disposition des systèmes électriques domestiques n’est pas uniforme selon les régions.

• Sortie monophasée 230V : Courante dans l’UE et de nombreux marchés résidentiels internationaux.

• Sortie 120/240V à phase divisée : Courante dans de nombreuses résidences nord-américaines.

• 50Hz ou 60Hz : La fréquence de l’onduleur doit s’adapter aux appareils et au système électrique de la localité.

• Sortie sinusoïdale pure : Pour les équipements électroniques et électriques d’un foyer, y compris les moteurs, sensibles aux formes d’onde.

SANDISOLAR propose des modèles axés sur le marché européen avec une sortie monophasée et des modèles destinés au marché américain avec une sortie en phase biphasée, notamment les SD-4872WP-US et SD-48120WP-US.

Autres fonctionnalités pouvant apporter de la valeur

Les solutions modernes de stockage d’énergie résidentiel peuvent également avoir :

• Paramètres de charge ajustables : pour rendre la charge de l’onduleur compatible avec la charge des batteries lithium.

• Temps de transfert court : Réduire l’interruption des charges critiques dans la maison.

• Fonctionnement sans batterie : Dans certaines conditions de fonctionnement, quelques modèles sélectionnés peuvent supporter des charges provenant à la fois de sources PV et AC sans la batterie connectée.

• Soutien du générateur : La recharge supplémentaire peut être effectuée depuis un générateur dans les zones à réseau peu fiable, en raison de l’entrée AC réglable.

• Surveillance intégrée : Avec le Wi-Fi, les ports de communication et les données disponibles sur le système, le statut peut être vérifié.

Stratégie d’appariement système de SANDISOLAR

SANDISOLAR est spécialisé dans le développement Systèmes onduleurs hors réseau et hybridesqui prennent en charge différentes charges, systèmes photovoltaïques, tensions de batterie et normes régionales de courant alternatif.

Voici un résumé de ses expériences professionnelles :

• Évaluation au niveau du système : Comprendre les relations entre les systèmes domestiques et les composants : onduleurs, batteries, réseaux photovoltaïques, charges, etc.

• Plateformes d’alimentation multiples : Les modèles vont de petits systèmes résidentiels de secours à de grands systèmes électriques.

• Intégration des batteries lithium : Différentes configurations sont disponibles avec des réglages variables et des options d’interfaces.

• Apports énergétiques multiples : Énergie solaire, réseau, batterie et générateur sont disponibles selon les conditions du site.

• Contrôle et intégration des systèmes de gestion de l’énergie : multiples options de contrôle et d’intégration.

La puissance nominale n’est pas le seul critère important pour choisir un onduleur pour un système de stockage d’énergie résidentiel. Les besoins continus et de pointe du foyer, la configuration et le type de batteries et d’apports solaires, ainsi que le temps de secours souhaité jouent également un rôle important dans le choix de l’onduleur.

FAQ

Q1. Un onduleur hors réseau peut-il fonctionner sans batteries ?

Certains modèles peuvent fonctionner avec une entrée solaire et climatisée sans batteries dans les bonnes conditions.

Q2. L’onduleur et la batterie doivent-ils avoir la même puissance nominale ?

Ils doivent être alignés, cependant, les deux sont mesurés en unités différentes. La batterie est en kWh et celle de l’onduleur en kW.

Q3. Peut-on connecter une batterie 24V à un onduleur 48V ?

Non. Ils doivent être dans la même plage de tension.

Q4. Pourquoi est-il important d’avoir une puissance de surtension ?

La puissance de surtension est importante pour le démarrage d’une charge, comme une pompe ou un réfrigérateur, qui est entraînée par un moteur.

Q5. Quel est le rôle du MPPT dans les solutions de stockage d’énergie résidentielle ?

Le rôle du MPPT est d’augmenter la quantité d’énergie photovoltaïque pouvant être captée et utilisée en optimisant les conditions de fonctionnement des panneaux solaires.