Un système de stockage d'énergie commercial pour une usine hors réseau doit offrir bien plus que le simple stockage d'électricité. Il doit assurer la continuité de la production quotidienne. De plus, il doit protéger les équipements critiques, compenser la production solaire et maintenir l'activité du site en cas d'indisponibilité ou d'instabilité du réseau électrique. Pour les usines situées dans des zones reculées, les zones de transformation agricole, les sites miniers et les grands bâtiments industriels, la conception du système doit s'appuyer sur le profil de charge, et non sur la capacité des batteries.

Le projet solaire avec stockage de 500 kW / 2 MWh de Sunway pour une usine de transformation de café à Bagua, au Pérou, en est une parfaite illustration. Le site fonctionne en totale autonomie énergétique. L'énergie solaire recharge le système de batteries pendant la journée, et l'énergie stockée alimente l'usine lorsque la production solaire diminue. Pour les acheteurs envisageant un système de stockage d'énergie similaire pour leur usine, ce projet constitue une référence pratique en matière de dimensionnement, de choix des composants et de planification du système. Il montre également comment Sunway conçoit les projets industriels hors réseau comme des systèmes énergétiques complets, et non comme de simples panneaux solaires, batteries et onduleurs séparés.

Pourquoi les usines hors réseau ont besoin de systèmes solaires avec stockage

Une usine sans accès stable au réseau électrique ne peut pas compter uniquement sur les panneaux solaires. La production d'énergie solaire varie en fonction de l'ensoleillement, de la nébulosité, des heures de production et des saisons. Un système solaire couplé à un système de stockage permet de convertir cette production variable en énergie utilisable pour le fonctionnement quotidien.

Pour une usine de transformation de café autonome, le système doit alimenter des équipements tels que moteurs, pompes, convoyeurs, éclairage, systèmes de contrôle, équipements de bureau et dispositifs de sécurité. Ces équipements peuvent ne pas fonctionner simultanément, mais ils nécessitent une alimentation électrique stable. Un système de stockage d'énergie par batterie bien conçu stocke le surplus de production photovoltaïque et le restitue en fonction de la demande réelle.

Pour les acheteurs, la question principale n'est pas « Quelle est la capacité de la batterie ? » La question la plus pertinente est plutôt « Quelles charges doivent rester alimentées et pendant combien de temps ? »

Commencez par le profil de charge d'usine

Chaque site industriel possède son propre profil de consommation électrique. Une usine de transformation du café, un entrepôt frigorifique, un atelier textile et un entrepôt industriel peuvent tous avoir besoin de systèmes de stockage d'énergie par batteries, mais leurs courbes de charge peuvent être très différentes.

Identifier les charges critiques et non critiques

La première étape consiste à distinguer les charges critiques des charges générales. Les charges critiques peuvent inclure les systèmes de contrôle de production, certaines machines de traitement, la réfrigération, les pompes, les systèmes de sécurité, les équipements de communication et l'éclairage de secours. Les charges non critiques peuvent souvent être décalées ou réduites lors des périodes de faible consommation électrique.

Cette séparation garantit la praticité du système. Si chaque appareil est considéré comme essentiel, le projet pourrait nécessiter des batteries surdimensionnées et un onduleur de plus grande capacité. En revanche, si la liste des charges critiques est clairement établie, le système peut fournir une alimentation stable et permettre une meilleure maîtrise des coûts.

Associer kW et kWh

La puissance en kW détermine la quantité d'énergie que le système peut fournir instantanément. La puissance en kWh détermine la durée pendant laquelle il peut alimenter cette charge. Une usine équipée de moteurs ou de machines de production peut nécessiter une puissance de sortie élevée de l'onduleur, même si l'autonomie requise est modérée. Un site fonctionnant en soirée peut nécessiter une capacité de batterie plus importante, même si la pointe de consommation n'est pas très élevée.

Une formule simple pour les premières étapes est :

Capacité de batterie requise = puissance de charge critique × heures de secours ÷ pourcentage de batterie utilisable

Cette formule n'est qu'un point de départ. Les projets concrets doivent également prendre en compte la réserve de batterie, la durée de charge solaire, le rendement de l'onduleur, la température ambiante, le courant de démarrage des équipements et la croissance future de la production.

Configuration du projet hors réseau

Le projet au Pérou a été conçu comme un système solaire complet hors réseau avec stockage, destiné à la production industrielle. Il combine production photovoltaïque, stockage par batteries lithium, conversion de puissance, contrôle MPPT, surveillance et protection conteneurisée. Pour Sunway, ce type de projet ne se limite pas à la simple fourniture d'équipements. Le système doit être configuré en fonction du profil de consommation du client, des conditions du site, du potentiel solaire, du calendrier d'exploitation et des besoins de maintenance à long terme.

Côté photovoltaïque solaire

Le projet comprend une installation photovoltaïque de 612 kW. Il est conçu pour produire plus de 800 MWh par an. Les panneaux sont assemblés en chaînes de 12 modules. Le système photovoltaïque utilise 12 boîtes de jonction, chacune disposant de 8 entrées et d'une sortie à 1 000 V.

 Les modules sont installés au sol sur des socles en béton inclinés à 5 degrés. Ce système au sol est généralement adapté aux sites industriels, car il offre un terrain disponible, un accès facilité pour la maintenance et des contraintes moins importantes concernant la structure du toit.

Pour les projets hors réseau, l'agencement des panneaux photovoltaïques n'est pas qu'un simple détail d'installation. Il influe directement sur la vitesse de recharge des batteries et sur la quantité d'énergie que l'usine peut consommer au quotidien.

Côté stockage et conversion d'énergie

Le système de stockage d'énergie utilise 10 batteries lithium-ion. Chaque batterie a une tension de 768 V et une capacité de 280 Ah, pour une capacité totale de 2 150 kWh. L'ensemble est intégré dans un conteneur extérieur de 12 mètres (40 pieds) équipé d'un système de protection incendie, de surveillance et de climatisation. Une armoire de distribution centrale relie toutes les batteries.

La partie conversion de puissance utilise un onduleur bidirectionnel de 500 kW avec un transformateur d'isolement. Le système comprend également 12 modules MPPT DC/DC. Quatre modules alimentent chacun 8 chaînes de panneaux solaires, tandis que les huit autres modules en alimentent chacun 7.

Cette structure permet à la production d'énergie solaire, à la charge des batteries et à l'alimentation des charges de fonctionner comme un seul système d'alimentation hors réseau coordonné.

Cela illustre également l'un des principaux avantages d'une solution de stockage intégrée Sunway : les composants photovoltaïques, les batteries, l'onduleur, le système de protection et le système de surveillance sont conçus pour fonctionner de concert. Pour les usines hors réseau, cette intégration permet de réduire le nombre de composants incompatibles, de simplifier la coordination du projet et de faciliter l'exploitation ultérieure par l'équipe sur site.

Où un système de stockage d'énergie de 500 kW et 1075 kWh trouve-t-il sa place ?

Toutes les usines n'ont pas besoin d'un système complet de 2 MWh dès le départ. Certains projets peuvent commencer avec un bloc de batteries plus petit et s'étendre ultérieurement au fur et à mesure de l'augmentation de la production. Pour ce type de C&I à moyenne échelle, la demande est la suivante : Sunway 500 kW 1075 kWh ESS est une option système pertinente.

Ce système offre une capacité de stockage d'énergie nominale de 1 075 kWh et une puissance CA nominale de 500 kW. Il utilise des batteries lithium-fer-phosphate, une architecture PCS modulaire, un système de gestion de l'énergie (EMS), un système de gestion de batterie (BMS), un système de distribution d'énergie, un système de gestion thermique, un système de protection incendie et une armoire extérieure intégrée. Sa tension nominale est de 768 V, sa plage de tension d'alimentation de 672 V à 864 V, il dispose de 10 voies MPPT, d'un courant PV maximal de 160 A et d'un indice de protection IP54.

Sa valeur ne réside pas uniquement dans sa capacité. La conception intégrée de l'armoire regroupe le stockage de la batterie, le système de contrôle de puissance (PCS), la gestion de l'énergie, le contrôle de la température et la protection de sécurité au sein d'un seul système. La technologie des batteries lithium-fer-phosphate garantit une stabilité cyclique optimale pour une utilisation commerciale et industrielle. Les systèmes de gestion de l'énergie (EMS) et de la batterie (BMS) permettent de gérer la charge et la décharge, l'état de la batterie, les alarmes et la protection du système. La protection incendie et la gestion thermique sont également essentielles pour les sites industriels extérieurs où le système peut fonctionner pendant de longues heures dans des conditions environnementales variables.

Ce type de système convient aux usines de taille moyenne, aux installations de transformation agricole, aux grands entrepôts, aux parcs industriels et aux sites commerciaux nécessitant une autoconsommation solaire, une alimentation de secours hors réseau ou une gestion des pics de consommation. Pour les installations plus importantes, plusieurs unités ou des systèmes conteneurisés de plus grande capacité peuvent être envisagés après analyse de la consommation.

Facteurs de conception que les acheteurs devraient vérifier

Un système de stockage d'énergie de 500 kW n'est pas un produit standard prêt à l'emploi. Il doit être adapté à la conception électrique de l'usine, au cycle de fonctionnement et à l'environnement d'installation.

Ressources solaires et capacité photovoltaïque

Le dimensionnement du système photovoltaïque doit être adapté à la consommation énergétique quotidienne et aux besoins de charge de la batterie. Si la capacité du système photovoltaïque est insuffisante, la batterie risque de ne pas se recharger assez rapidement après une forte décharge. À l'inverse, si la capacité du système photovoltaïque est élevée mais celle de la batterie faible, l'excédent d'énergie solaire risque d'être gaspillé.

Pour les usines non raccordées au réseau électrique, il convient également de tenir compte des variations saisonnières de l'ensoleillement. Un système performant en période sèche peut nécessiter une réserve supplémentaire par temps nuageux ou pluvieux.

Réserve de batterie et stratégie de fonctionnement

Les systèmes hors réseau doivent prévoir une réserve de batterie. Des décharges complètes et trop fréquentes peuvent réduire la stabilité du système et diminuer sa durée de vie. Une bonne stratégie définit les périodes de charge et de décharge de la batterie, les charges prioritaires et les moments où la mise en service des charges non essentielles peut être différée.

Le contrôle par EMS et BMS est important ici. Il permet de gérer l'état de la batterie, son comportement de charge et de décharge, les alarmes et la protection du système.

Conditions du site et accès pour l'entretien

Les installations industrielles extérieures nécessitent un espace pour les conteneurs ou armoires, le passage des câbles, la mise à la terre, la ventilation, la sécurité incendie et l'accès pour la maintenance. Les usines isolées doivent également prévoir la disponibilité de pièces de rechange, l'accès pour la surveillance, la formation des opérateurs et une capacité de maintenance locale.

Sunway Cette gamme de produits est compatible avec les panneaux solaires, les onduleurs solaires, les batteries de stockage d'énergie, les systèmes raccordés au réseau, les systèmes autonomes, les systèmes hybrides, les systèmes de montage et les solutions de stockage d'énergie photovoltaïque. Elle facilite l'intégration des composants photovoltaïques, du stockage, de l'onduleur et la conception du projet.

Pour les projets industriels à l'international, la livraison et le service après-vente sont essentiels. Les acheteurs ont besoin de bien plus que la simple livraison du matériel. Ils recherchent une assistance pour la configuration du système, la documentation technique, un accompagnement à la mise en service, la mise en place du système de surveillance et un service après-vente réactif. L'expérience de Sunway dans les projets solaires hors réseau et hybrides avec stockage permet aux acheteurs de réduire l'incertitude qui plane souvent entre la conception, la livraison, l'installation et l'exploitation à long terme.

Erreurs courantes dans les projets de stockage d'énergie hors réseau pour usines

La première erreur consiste à choisir uniquement en fonction de la capacité de la batterie. Un système de 1075 kWh et un système de 2 MWh peuvent convenir dans des conditions différentes. Le choix optimal dépend de la consommation électrique, de la durée d'autonomie, de la production solaire et du calendrier de production.

La seconde erreur consiste à négliger le courant de démarrage des équipements. Les moteurs, pompes, compresseurs et machines de traitement peuvent générer de brèves surtensions. La conception de l'onduleur et du système de commutation doit en tenir compte.

La troisième erreur consiste à traiter de la même manière les systèmes autonomes et les systèmes raccordés au réseau. Un site raccordé au réseau peut utiliser ce dernier comme tampon. Une usine autonome a besoin d'une production solaire suffisante, d'une réserve de batterie adéquate et d'un onduleur fiable pour fonctionner de manière indépendante.

La quatrième erreur consiste à négliger l'expansion à long terme. Les usines peuvent ajouter de nouvelles lignes de production, des équipements de refroidissement, un éclairage ou des machines d'emballage. Une bonne conception doit prévoir une marge de manœuvre pour la planification future des capacités.

Liste de vérification finale avant de demander une conception de système

Avant de demander une conception, préparez les informations suivantes : emplacement de l’usine, secteur d’activité principal, consommation électrique quotidienne, charge de pointe, liste des équipements, liste des charges critiques, heures de fonctionnement requises, surface disponible pour l’installation solaire, conditions d’ensoleillement locales, état d’accès au réseau, exigences en matière de tension et de phase, espace d’installation et plan d’expansion.

Pour des projets similaires à cette usine de transformation de café autonome au Pérou, le système doit être conçu comme un système solaire intégré avec stockage, et non comme un ensemble de panneaux solaires et de batteries séparés. La capacité photovoltaïque, la capacité des batteries, la puissance de l'onduleur, la conception du MPPT, la protection, la surveillance et le service après-vente doivent tous être parfaitement coordonnés.

Sunway fournit solutions de stockage d'énergie solaire Pour les projets énergétiques commerciaux, industriels, hors réseau et hybrides, et notamment pour les usines, les sites de transformation agricole, les entrepôts et les grands bâtiments commerciaux, les données de consommation réelles constituent le point de départ le plus utile. Envoyez-nous les détails de votre projet, et nous pouvons vous aider à examiner une configuration ESS de classe 500 kW ou une configuration solaire avec stockage plus importante adaptée à votre site.

Un examen complet peut également couvrir la capacité de la batterie, l'adaptation PV, la protection du système, la planification de l'installation, le support à la mise en service et le support à l'exploitation, afin que le système final soit plus facile à déployer et à entretenir après la livraison.

FAQ

Q : Un système de stockage d'énergie de 500 kW est-il suffisant pour une usine hors réseau ?

A : Cela dépend de la consommation de pointe de l'usine, des équipements critiques, des heures de fonctionnement et de l'autonomie requise de la batterie. Un système de 500 kW peut alimenter de nombreux projets industriels de moyenne envergure, mais la configuration finale doit être établie en fonction des données de charge réelles et des conditions de production solaire.

Q : Quelle est la différence entre un système de stockage d'énergie de 1075 kWh et un système solaire avec stockage de 2 MWh ?

Un système de stockage d'énergie (ESS) de 1075 kWh offre une capacité nominale plus faible et peut convenir à des projets commerciaux et industriels de moyenne envergure ou à un déploiement progressif. Un système de 2 MWh peut prendre en charge une plus grande autonomie ou des charges hors réseau plus importantes. Le choix de la solution optimale dépend de la demande de production, des heures de secours et de la capacité de charge photovoltaïque.

Q : Pourquoi les usines hors réseau ont-elles besoin de batteries plutôt que de simples panneaux solaires ?

A : Les panneaux solaires ne produisent de l'électricité que lorsque le soleil brille. Les batteries stockent l'énergie solaire produite pendant la journée et la restituent lorsque la demande de production dépasse la production photovoltaïque, par temps nuageux ou après le coucher du soleil. Pour les usines non raccordées au réseau, le stockage transforme la production solaire variable en une alimentation électrique plus stable.