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La rentabilité des projets dépendant de plus en plus du décalage énergétique — le stockage de l'énergie solaire produite en journée pour une consommation aux heures de pointe du soir —, l'ajout de systèmes de stockage d'énergie par batteries n'est plus une option.
Un autre défi pratique pour de nombreux projets solaires réside dans la capacité limitée de raccordement au réseau. Lors de la modernisation d'installations photovoltaïques existantes, les développeurs espèrent que les panneaux solaires et le stockage par batteries pourront partager la capacité d'accès au réseau afin d'optimiser l'utilisation des infrastructures existantes.
Dans ces circonstances, une décision de conception cruciale se pose : faut-il construire une station de stockage d’énergie solaire couplée en courant alternatif ou en courant continu ?
La principale différence entre les systèmes à couplage AC et les systèmes à couplage DC réside dans le point de convergence de l'énergie solaire et de l'énergie de la batterie au sein du système.
La solution à couplage AC est depuis longtemps le choix privilégié pour les applications à grande échelle. centrales solaires au solDans un système couplé en courant alternatif, les panneaux solaires et le stockage par batteries fonctionnent comme deux systèmes indépendants. Les panneaux solaires sont connectés à des onduleurs solaires raccordés au réseau pour convertir le courant continu en courant alternatif. Parallèlement, les batteries de stockage d'énergie sont connectées à un système distinct. Système de conversion de puissance (PCS)Les deux branches énergétiques indépendantes convergent côté courant alternatif avant de partager une connexion au réseau commun.
Le stockage d'énergie peut être programmé comme un actif autonome, ce qui offre une grande flexibilité pour les centrales électriques multi-sources complexes et les projets de modernisation des fermes solaires existantes.
Dans les solutions à couplage CC, les panneaux solaires et les batteries au lithium sont connectés côté CC. L'énergie solaire CC est acheminée vers un onduleur hybride qui gère à la fois l'apport solaire et la charge/décharge des batteries. Un seul onduleur assure la conversion CC/CA pour les panneaux photovoltaïques et les batteries avant l'injection de l'énergie sur le réseau.
Il n'y a pas de système de commutation indépendant séparé pour le banc de batteries, ce qui crée une configuration système plus compacte et rend les installations à couplage CC populaires pour les applications résidentielles. systèmes de stockage photovoltaïques commerciaux sur les toits.
Avantages
1) Idéal pour la modernisation des centrales solaires existantes. Aucune modification n'est requise pour les onduleurs solaires d'origine ; il suffit d'ajouter des armoires à batteries et des PCS indépendants.
2) Grande flexibilité opérationnelle. Le système de stockage d'énergie peut fonctionner sans le champ photovoltaïque, assurant de manière indépendante l'écrêtement des pointes de consommation du réseau, l'alimentation de secours et la régulation de fréquence.
3) Extension de capacité aisée. La capacité solaire et la capacité de stockage par batterie peuvent être étendues séparément, sans interférence l'une avec l'autre.
Inconvénients
1) Pertes supplémentaires dues à la conversion de puissance. L'énergie subira deux cycles de conversion AC/DC lors de la charge et de la décharge, ce qui entraînera une légère diminution du rendement global.
2) Investissement initial plus élevé pour les systèmes de grande capacité, nécessitant un équipement PCS séparé pour le système de batterie.
Avantages
1) Rendement énergétique supérieur. L'énergie solaire CC peut charger directement les batteries, évitant ainsi les pertes dues à la conversion CA-CC.
2) Structure du système simplifiée. Seuls des onduleurs hybrides sont utilisés, ce qui réduit la quantité d'équipements électriques et permet un gain de place, particulièrement adapté aux surfaces de toiture limitées.
3) Réduction des coûts d'équipement pour les nouveaux projets de stockage solaire de petite et moyenne envergure.
Inconvénients
1) Ne convient pas à la plupart des rénovations d'installations solaires existantes. Il est généralement nécessaire de remplacer les onduleurs solaires standard d'origine par des onduleurs hybrides.
2) Flexibilité d'extension limitée. La taille du champ photovoltaïque et la capacité de la batterie sont limitées par la puissance nominale des onduleurs hybrides.
Après avoir compris leurs caractéristiques, vous pourrez sélectionner l'architecture appropriée en fonction du type de projet.
--Vous prévoyez d'ajouter un système de stockage d'énergie à une centrale solaire existante déjà en service ;
--Le projet nécessite une planification flexible et indépendante du stockage par batterie pour les services auxiliaires du réseau ;
--Vous développez des centrales solaires au sol de grande envergure, de moyenne et moyenne taille centrales électriques commerciales à haute tension;
--Vous prévoyez d'accroître votre capacité solaire ou votre capacité de stockage d'énergie par étapes successives.
--Il s'agit d'un tout nouveau projet solaire photovoltaïque avec stockage d'énergie sur les toits, destiné aux ménages, aux petites usines et aux bâtiments commerciaux ;
--Maximiser l'efficacité énergétique est votre priorité absolue ;
--L'espace d'installation est limité et vous souhaitez minimiser le nombre d'appareils électriques sur le site ;
--Votre projet ne nécessite pas un fonctionnement fréquent et indépendant du système de batteries, que ce soit en mode hors réseau ou via un réseau auxiliaire.
Il n'existe pas de solution universellement « meilleure » entre les systèmes de stockage d'énergie solaire à couplage AC et à couplage DC. La conception optimale dépend entièrement du type de projet (construction neuve ou rénovation), de son envergure, de l'espace disponible et des objectifs d'exploitation à long terme.
Pour les installations solaires existantes confrontées à des réductions de production, le stockage couplé en courant alternatif reste la solution de modernisation la plus pratique et la plus flexible.
Pour les projets de stockage photovoltaïque en toiture de petite et moyenne taille nouvellement construits, un système à couplage CC bien conçu peut offrir une meilleure efficacité énergétique et un meilleur rapport coût-efficacité.
Si vous n'êtes toujours pas sûr de la configuration qui convient à votre centrale solaire, Bienvenue à nous contacter Notre équipe d'ingénieurs professionnels peut fournir des solutions techniques de stockage solaire couplées AC/DC personnalisées en fonction des conditions de votre site.
1. Puis-je mélanger un système de stockage couplé en courant alternatif et un système couplé en courant continu sur le même site photovoltaïque ?
Cette approche est rarement recommandée pour les projets standards. Les topologies mixtes complexifient la logique de gestion de l'énergie de votre système de gestion de l'énergie et augmentent les risques liés à la coordination des contrôles.
Si vous prévoyez une expansion progressive, comme l'ajout de stockage à un système de toiture existant couplé en courant continu à un stade ultérieur, un système BESS indépendant couplé en courant alternatif est généralement le choix le plus facile à entretenir.
La plupart des développeurs de projets utilitaires et commerciaux s'en tiennent à une topologie unifiée pour simplifier l'exploitation et la maintenance.
2 : Quelle topologie offre une meilleure efficacité en fonctionnement réel ?
Dans des scénarios d'autoconsommation idéaux pour les nouvelles installations sur les toits, les systèmes à couplage CC atteignent généralement une efficacité supérieure en éliminant une étape de conversion CA-CC.
Cependant, les systèmes de stockage d'énergie par batterie (BESS) couplés en courant alternatif subissent une perte d'efficacité moindre si le système de stockage fonctionne souvent sans production photovoltaïque.
Ce sont les profils de charge du site et les modes de fonctionnement, plutôt que la topologie seule, qui sont les facteurs déterminants.
3 : Un système à couplage AC est-il plus coûteux à exploiter à long terme qu'un système à couplage DC ?
Pour les nouvelles installations de stockage d'énergie solaire et par batterie, l'architecture à couplage CC réduit les pertes de conversion et permet de réaliser des économies d'énergie plus importantes à long terme.
Pour la modernisation des centrales photovoltaïques existantes, le passage au couplage CC nécessite le remplacement de tous les onduleurs solaires d'origine. Le coût initial important de cette modification annule souvent les gains d'efficacité sur le long terme.
Dans ce scénario, une solution à couplage AC bien conçue offre de meilleurs rendements économiques globaux sur l'ensemble du cycle de vie du projet.
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