Solution hors réseau, un cas détaillé

Notre client privé est convaincu. Sa maison est équipée de panneaux solaires et il possède une voiture électrique. Néanmoins, il observe une hausse des prix de l'énergie. Le client souhaite réaliser une installation hors réseau et demande à l'équipe YouPower d’effectuer une étude, basée sur les principes suivants:

• Installation existante de panneaux solaires, puissance 10 kWc
• Consommer directement le plus d'énergie solaire possible
• La batterie doit intervenir pendant les heures sombres et le soir
• La consommation d'électricité est de 16 000 kWh par an. Ce chiffre est plutôt élevé pour une famille, mais la recharge de la voiture électrique y contribue.
• Le client dispose d'un raccordement au réseau de gaz naturel

Notre client souhaite également avoir un aperçu du temps de retour sur investissement de l'installation hors réseau. La durée de vie restante des panneaux solaires, qui est d'environ 14 ans, est un facteur décisif. L'objectif est définitivement de faire mieux.

Selon Fluvius*

*Fournisseur flamand d’électricité et de gaz naturel. Cette installation est un système dit parallèle, ce qui signifie qu'elle n'est pas déconnectée du réseau. L'installation des batteries est réalisée indépendamment de la redevance prosumer. Une installation de production d'une capacité maximale de 10 kVA en courant alternatif, associée ou non à une batterie et équipée d'un compteur inversé, relève toujours du régime de la redevance prosumer. Ce montant est payé sur (la somme de) la puissance des onduleurs auxquels une installation de production est couplée. Ce tarif prosumer n’est évité qu'en se mettant hors réseau.

Il n’y a pas de réglementation pour l'installation d'un système hors réseau. Cette installation indépendante peut être dimensionnée selon vos propres souhaits.

Valeur ajoutée supplémentaire du hors réseau

Les entreprises ou les ménages qui sont éloignés ou qui doivent souvent faire effectuer des raccordements coûteux en raison de leur éloignement de la rue, bénéficient d'un avantage supplémentaire majeur en passant hors réseau. Et cela vaut encore plus pour les entreprises agricoles.

Consommation d'électricité de notre client

La consommation annuelle est de 16 000 kWh. Nous étalons cette consommation sur une année complète, selon le tableau ci-dessous, sur la base de mesures au quart horaire.

Rendement des panneaux solaires

Ces informations sont disponibles à la VREG. La consommation pendant les mois d'été est inférieure à celle des mois d'hiver. Et le rendement des panneaux solaires est plus élevé au printemps et en été. Il y a plus de soleil en ces périodes. Nous tenons compte de ces informations lors du choix du système de batterie. Ceci est indiqué dans le tableau ci-dessous.

Ce profil de rendement est indépendant de la puissance installée de l'installation, indiquée en kWc. Mais pour les calculs, nous partons de ce profil de charge synthétique et prenons ainsi en compte la répartition annuelle de la consommation.

Mesurer, c'est savoir

Le client dispose de gaz naturel. L'installation hors réseau peut être équipée d'un groupe électrogène de secours au gaz naturel. Les panneaux solaires restent la principale source d'énergie. L'énergie excédentaire est stockée dans les batteries et libérée en cas de besoin. Tout manque d'énergie aux heures de pointe est comblé par le groupe de secours.

YouPower mesure la consommation réelle et la consommation de pointe sur une période donnée. Cela permet de tout dimensionner, du générateur de secours et de la batterie aux onduleurs et aux câbles. Grâce à ces mesures, nous obtenons le graphique ci-dessous. Cela s'applique à un scénario de jour spécifique. Le rendement horaire varie selon la saison, mais le principe reste valable.

Jaune: consommation immédiate
Bleu: stockage ou consommation via la batterie
Orange: alimentation par le générateur de secours

Panneaux solaires - éviter une étude de réseau

Il y a actuellement 10 kWc de puissance disponible. Si notre client souhaite étendre l'installation pour répondre à la consommation actuelle de 16 000 kWh, tout en restant connecté au réseau, il devra réaliser une étude de réseau et installer des éléments supplémentaires tels qu'un tableau de déconnexion et des compteurs quatre quadrants. Une installation hors réseau permet donc d’économiser rapidement entre 10 000 et 20 000 euros.

L'onduleur et le chargeur de batterie

Les onduleurs Victron permettent de consommer l’énergie la moins chère au bon moment. Notre logiciel garantit, en effet, que la batterie se charge ou libère de l'énergie. Des réglages et des paramètres individuels peuvent être saisis pour chaque projet. Par exemple, si la consommation d'énergie est plus importante le soir, la recharge de la voiture électrique est retardée. Notre client peut suivre la consommation et les prélèvements en temps réel via les applications.

Pourquoi Victron Quattro?

Victron Quattro est homologué Synergrid pour une utilisation dans un système parallèle (dans lequel l’on reste connecté au réseau de distribution). Dès que vous passez hors réseau, cela ne fait plus de différence, mais cet onduleur porte le label.

L'onduleur Victron Quattro 48/8000/110-100/100 a une UPS comme sortie principale. De cette façon, l'ensemble du système de gestion de la batterie (BMS) reste actif en cas de panne de courant. À ce moment, l'onduleur prend en charge l'alimentation de la charge connectée. Cela se produit très rapidement (moins de 20 millisecondes) afin que tout l’équipement reste fonctionnel. Une deuxième entrée supplémentaire permet de connecter d'autres éléments, qu’il vaut mieux ne pas charger via la batterie, mais qui sont alimentées directement en tension AC lorsqu'elle est disponible, par exemple lorsque le groupe de secours est actif.

L'alimentation électrique de la maison est de 3 x 400 V. YouPower installe trois onduleurs, un pour chaque phase. L'onduleur Quattro peut être installé dans des installations photovoltaïques autonomes ou connectées au réseau, ainsi qu'en collaboration avec d'autres systèmes d'énergie alternative, de sorte qu'une extension ultérieure soit toujours possible.

Batteries compatibles couplées en parallèle

La batterie Lithium-Ion Pylontech US2000B est la plus sûre parmi les batteries Li-ion et tolère des courants de décharge élevés. La tension nominale par cellule est de 3,2 V. Le lithium est beaucoup plus économe en énergie que le plomb-acide. Une garantie de 10 ans sur 80% de la capacité est incluse. La capacité du groupe de batteries est de 14,4 kWh. Il comporte 6 cellules de 2,4 kWh et peut être assemblé dans un rack de 19 pouces.

Chaque module de batterie dispose d'une connexion CAN BUS RJ45, à travers laquelle la communication a lieu. Les batteries sont couplées en parallèle via un câblage électrique. La tension de fonctionnement est de 48V, en fonction de l'application de notre client, à savoir 50 Ah. Nous partons d’un courant continu de 25 A allant à de courant de crête de 100 A, pendant 1 min. Les modules séparés communiquent entre eux au moyen du bus CAN.

Système de gestion de la batterie (BMS)

La batterie Li-ion choisie dispose d’un système BMS intégré, qui gère la tension, le courant et la température. Le système BMS intervient en cas d’un courant de charge trop élevé, d’une tension trop élevée et de fortes variations de température. Le système BMS assure également le bon équilibre entre le courant de charge et de décharge, ce qui prolonge considérablement la durée de vie de la batterie.

Ces fonctions BMS sont disponibles

La flexibilité avant tout

L’avantage de ce type de système est que l'extension est toujours possible. YouPower prend en compte une éventuelle extension dès le début et s'assure que tous les éléments de l’ensemble du système, tels que les onduleurs, les câbles et les types de consommateurs, soient suffisamment dimensionnés pour l'avenir.

La sécurité prévaut chez YouPower

Installation de la batterie

L'emplacement de la batterie doit satisfaire aux conditions suivantes:

• La pièce est étanche
• Le sol est stable et plat
• Pas d'explosifs ou de matériaux inflammables à proximité
• Température ambiante entre 0° et 50°
• Température et humidité constantes
• Poussière minimale
• À au moins 2 m de la source de chaleur
• À au moins 0.5 m de la ventilation de l'onduleur
• Ne pas couvrir la batterie
• Tenir à l'écart des enfants et des animaux domestiques
• Ventilation obligatoire de la pièce
• En cas de non-respect des températures requises, la batterie s'éteindra toute seule