De Julien ALLERA, expert în autonomie solară.
În acest ghid pentru autonomia solară, vom discuta principalele principii. Lautonomie solară în afara rețelei) înseamnă satisfacerea tuturor nevoilor dvs. de energie cu puterea soarelui - fără nicio asistență din partea rețelei electrice. Pentru a realiza acest lucru, este necesar să instalați un dispozitiv solar cuplat cu un sistem de stocare a energiei. Prin urmare, utilizarea bateriilor solare este esențială.
Odată văzută ca o idee marginală datorită costurilor sale voluminoase și disuasive, instalarea unui sistem solar în afara rețelei și-a văzut popularitatea crescând. Progresele tehnologice ale tehnologiei solare din ultimul deceniu au făcut ca echipamentele solare să fie mai eficiente și mai puțin costisitoare. Acest lucru a dus la o democratizare a acestui tip de soluție. . Acum este destul de comun să vezi, de exemplu, cabane de țară, sau chiar habitate alternative (Yurt, Tiny House), alimentate în întregime de sisteme de autonomie solară off-grid.
Dacă te atrage ideea de a cumpăra un sistem solar autonom off-grid, ai ajuns la locul potrivit. În acest blog, vă vom oferi informațiile esențiale despre sistemele de autosuficiență solară în afara rețelei înainte de a face achiziția. Vă vom ajuta să determinați dacă un astfel de sistem este potrivit pentru nevoile dumneavoastră. Vom încerca să vă ghidăm cu privire la modul de a alege sistemul care să corespundă perfect cerințelor dumneavoastră.
Când vorbesc despre autonomie off-grid, mulți se gândesc doar la panouri solare, când în realitate sunt multe alte componente necesare pentru a pune în funcțiune un sistem fotovoltaic off-grid.
Un sistem solar complet off-grid are toate echipamentele necesare pentru a genera, stoca și livra energie solară la fața locului. Funcționând fără conexiune la EDF, aceste sisteme sunt cunoscute și ca „sisteme solare autonome” sau ssisteme solare off-grid.
Spre deosebire de alte configurații solare, cum ar fi sistemul solar mai comun legat de rețea, sistemele de autosuficiență solară în afara rețelei se bazează pe baterii pentru a furniza energie în absența soarelui.
Cu toate acestea, bateriile rămân scumpe - mult mai mult decât panourile solare cu care sunt asociate. Nevoia de stocare semnificativă a bateriei face ca aceste sisteme să fie mult mai scumpe decât sistemele solare legate la rețea.
Unul dintre cele mai mari avantaje ale energiei solare ca sursă de energie este modularitatea acestuia. Într-adevăr, un sistem SUNCONNECT 3K-RS de exemplu, poate fi modulat în putere și capacitate prin adăugarea ulterioară de baterii, de exemplu și/sau panouri:
Iată câteva dintre cele mai comune aplicații ale autonomiei solare în afara rețelei:
Este important de reținut că uneori un sistem solar în afara rețelei nu va fi relevant din punct de vedere economic. De exemplu, acolo unde se poate lua în considerare accesul la energie din rețeaua EDF. Aceasta se referă la situațiile în care căutăm să alimentam o casă într-un mediu urban, de exemplu. În acest caz, un kit solar hibrid va fi mai potrivit și vă va permite să vă maximizați autoconsumul. În plus, veți avea autosuficiență energetică în cazul unei pene de curent. Dar de cele mai multe ori, costurile de racordare de către ENEDIS pentru locuințe departe de rețele sunt exorbitante, și mai mult decât justifică investiția în energie solară autonomă!
exemplu (click pe acest link pentru a accesa calculatorul excel online) :
Cel mai important element în proiectarea unui sistem solar în afara rețelei este estimarea energiei necesare zilnic în kWh. Pentru site-urile conectate la rețea, pot fi obținute date precise ale profilului de sarcină utilizând contoare pentru a măsura direct sarcinile. Pentru sistemele off-grid sau autonome, începeți întotdeauna prin a utiliza calculatorul nostru de sarcină în afara rețelei pentru nevoile de vară și iarnă. Tabelul de încărcare va ajuta, de asemenea, la calcularea sarcinilor de vârf, a factorilor de putere și a cererii maxime necesare pentru dimensionarea sistemului adecvat. Aveți grijă să distingeți între noțiunile de kW (putere) și kWh (energie)!
Capacitatea bateriei este măsurată în Ah sau Wh. THE Baterii nichel-fier sunt dimensionate în Ah (pentru a obține capacitatea în KwH, trebuie să înmulțiți capacitatea în Ah x tensiunea, de exemplu 200Ahx48V = 9.6 kWh de energie nominală), în timp ce capacitatea bateriilor litiul se măsoară în kWh. Toți factorii de pierdere trebuie luați în considerare pentru a se asigura că dimensiunea bateriei este suficientă pentru a face față sarcinilor, inclusiv adâncimea maximă admisă de descărcare (DoD), care va avea și un impact asupra duratei de viață. Luați în considerare, de asemenea, tipul și chimia bateriei, intervalul de tensiune a bateriei, zilele minime de funcționare (zile continue fără lumina soarelui) și rata maximă de încărcare a bateriei (evaluare C), așa cum este explicat în detaliu mai târziu.
Este necesar să aveți o instalație solară dimensionată corect pentru a încărca bateria în timp ce alimentați sarcinile. Pentru a vă asigura că instalația solară este suficient de mare, luați în considerare condițiile locale, inclusiv iradierea solară medie pe tot parcursul anului (orele de vârf de lumină solară), problemele de umbrire, orientarea și unghiul de înclinare a panoului, pierderile de cabluri și degradarea termică (factorii de pierdere). Instrumentul de proiectare solară PVGIS poate ajuta la estimarea generației solare pe tot parcursul anului, pe baza orientării și amplasării panourilor.
Odată terminați pașii de la 1 la 3, trebuie să alegeți un încărcător cu invertor potrivit, precum și un regulator de încărcare solar MPPT care să se potrivească cu instalația solară în funcție de lungimea panourilor și a șirurilor, care va determina tensiunea Chains. Utilizați un calculator de tensiune a lanțului pentru a estima tensiunile maxime și minime ale lanțului, care vă vor ajuta să determinați alegerea celui mai potrivit încărcător MPPT (am folosit exemplul calculatorului Victron MPPT în acest caz). Apoi, invertorul-încărcătorul de baterie poate fi selectat pentru a satisface nevoile dvs. de sarcină continuă și de vârf.
Vis, un extras dintr-un tablou de bord al sistemului Monitorizare Victron VRM. Acolo putem urmări parametrii detaliați, cum ar fi tensiunea bateriei, starea de încărcare, puteri și diverse tensiuni, toate în timp real.
Din punct de vedere istoric, majoritatea invertoarelor de baterie au fost proiectate să funcționeze cu bateriile plumb-acid disponibile pe scară largă (Gel, AGM și OpZ). Bateriile plumb-acid sunt mai mari, mai grele și pot emite gaze care necesită ventilație. Ele au în mod inerent o durată de viață limitată și nu tolerează niciun abuz sau erori de manipulare (descărcare adâncă, temperaturi, sulfatare etc.). În comparație, bateriile litiu-ion sunt mai ușoare, compacte, mai eficiente și pot fi depozitate în siguranță într-o carcasă etanșă, fiind în același timp modulare. Multe sisteme de baterii cu litiu, cum ar fi cele ale BYD, Pylontech sau TESVOLT, prezintă unități integrate de gestionare a bateriei (BMS), care necesită un invertor cu comunicații compatibile (protocol de rețea CANbus) pentru a funcționa în siguranță și eficient. Trebuie să ne întâlnim câteva sute de baterii cu litiu instalate în locații izolate, cu feedback excelent și rate anedoctice de eșec (aproximativ 1%).
În ceea ce privește sistemul de management BMS, unele baterii cu litiu sunt autogestionate, de exemplu bateriile cu titanat de litiu Zenaji Aeon.
Pentru sistemele off-grid, Baterii nichel-fier Edison sunt o alegere excelentă, având în vedere robustețea și toleranța lor la abuz (descărcări adânci prelungite, temperaturi etc...). Au o durată de viață de câteva decenii, atunci când sunt dimensionate și gestionate corespunzător. Unul dintre cele mai mari avantaje ale bateriilor NiFe este că nu se opresc sub tensiune joasă sau stare scăzută de încărcare (SOC), spre deosebire de bateriile moderne cu litiu. Pe de altă parte, vor necesita întreținere regulată (adăugarea trimestrială de apă demineralizată).