Le stockage par batteries peut-il réduire les coûts de modernisation du réseau de recharge pour véhicules électriques ?

Le stockage par batterie peut réduire ou différer les coûts de modernisation du réseau de recharge pour véhicules électriques lorsque la demande de recharge est forte par pics ponctuels plutôt que continue tout au long de la journée. Une batterie fournit l'énergie que le réseau existant ne peut pas fournir pendant ces pics, puis se recharge lorsque la demande diminue. Sur certains sites, cela rend possible la recharge rapide en courant continu sans modernisation immédiate du réseau électrique.

Elle ne peut pas remplacer un approvisionnement insuffisant à long terme. Ce qui compte, c'est la marge de manœuvre restante du réseau et la capacité de la batterie à se recharger entre les pics de consommation.

Pourquoi les bornes de recharge rapide pour véhicules électriques nécessitent-elles parfois des mises à niveau du réseau électrique ?

La puissance nominale d'une borne de recharge rapide ne détermine pas la capacité du site à s'alimenter sur le réseau. Cette capacité disponible doit pouvoir couvrir à la fois les besoins en énergie des appareils déjà connectés et des bornes de recharge.

Les charges existantes réduisent la marge de manœuvre du réseau.

Dans un centre commercial, la climatisation, l'éclairage et la réfrigération peuvent déjà consommer une quantité importante d'énergie à l'arrivée des véhicules. Même si le fournisseur d'électricité indique une capacité, la puissance des transformateurs, les appareillages de commutation, les câbles, les limites contractuelles ou l'approbation du fournisseur peuvent restreindre davantage la charge. Vérifiez la puissance importée autorisée au point de raccordement, et non pas seulement sur vos factures mensuelles.

De courtes périodes de recharge peuvent entraîner des travaux coûteux

L'arrivée simultanée de plusieurs véhicules peut faire grimper la demande bien au-delà de la capacité de réserve du site. Les bornes de recharge peuvent partager la puissance disponible, mais les opérateurs souhaitent généralement maintenir un niveau de service satisfaisant pendant ces pics. Augmenter la capacité du réseau pourrait nécessiter un transformateur plus puissant, le remplacement des équipements de distribution ou des travaux en amont. Les coûts varient d'un site à l'autre.

Comment la recharge rapide avec batterie tamponnée permet-elle de réduire la demande sur le réseau électrique ?

En mode de charge rapide avec batterie tampon, le réseau électrique continue de fournir une alimentation limitée mais fiable. Le stockage par batterie apporte une puissance supplémentaire lorsque les chargeurs ont besoin de plus d'énergie que celle que le réseau peut fournir.

Comblez le déficit lors d'un pic de charge

Lorsque la demande de charge approche la limite d'importation autorisée, le système de gestion de l'énergie (EMS) peut demander la décharge de la batterie. Le système de gestion de la batterie (BMS), l'onduleur ou le convertisseur et l'état de charge (SOC) déterminent la puissance disponible. L'énergie stockée compense partiellement la différence sans nécessiter le raccordement au réseau pour fournir la pleine puissance de pointe.

Il existe une limite. Lorsque le niveau de charge minimal est atteint ou que la limite de décharge est atteinte, la station peut être amenée à réduire la puissance du chargeur ou à prioriser les sessions.

Récupérer de l'énergie entre les séances

Les périodes de faible demande permettent de recharger les batteries grâce à la capacité excédentaire du réseau ou à la production solaire disponible. La durée de la recharge est importante. Il est plus facile de gérer des recharges courtes et réparties tout au long de la journée que des heures de recharge à haute puissance en file d'attente.

Le stockage modifie la demande du réseau ; il ne crée pas d'énergie.

Quelle quantité d'énergie du réseau le stockage par batterie peut-il compenser lors des pics de charge ?

Le calcul utile commence par l'équilibre de puissance du site. L'exemple hypothétique suivant utilise la demande équivalente en courant alternatif du site, et non la puissance nominale du chargeur CC, afin d'éviter de mélanger la puissance de sortie du chargeur avec la puissance d'entrée du réseau.

Avec 20 kW déjà installés dans le bâtiment, seulement 80 kW Il reste de l'énergie du réseau pour la recharge. Si l'équipement de recharge a besoin de cette énergie, il peut en avoir besoin. Entrée CA de 120 kW, le stockage doit contribuer de manière équivalente à 40 kW au niveau du bus du site, en supposant l'absence d'apport solaire.

Écart de puissance de charge = 120 − (100 − 20) = 40 kW

Déficit énergétique côté CA = 40 kW × 0,5 heure = 20 kWh

Ces 20 kWh correspondent à l'énergie nécessaire pour cet événement ponctuel sur le bus CA. Il ne s'agit pas de la capacité nominale de la batterie. Les pertes, les limites de l'état de charge (SOC), la réserve de secours, les limites de puissance et l'état de la batterie doivent être pris en compte séparément.

Les pics de consommation répétés sont importants. Un autre groupe de véhicules peut vider la batterie avant même qu'elle ne se soit remise du premier pic.

Quand la capacité de stockage de la batterie ne suffit-elle pas à éviter une mise à niveau ?

Le stockage par batteries est particulièrement pertinent lorsque le réseau existant peut fournir suffisamment d'énergie sur la durée, même si sa puissance instantanée est insuffisante pendant les périodes de forte demande.

La forte demande persiste trop longtemps

Une batterie ne peut pas compenser indéfiniment un déficit énergétique quotidien. Si l'énergie fournie par le réseau et la production locale ne suffisent pas à alimenter les véhicules, augmenter la capacité de la batterie ne fait que retarder son épuisement. Un raccordement plus puissant, une production d'énergie supplémentaire ou une limitation du débit de charge peuvent alors s'avérer nécessaires.

La puissance (kW) détermine le déficit ; l'énergie (kWh) détermine sa durée.

On manque de temps pour se recharger

Des sessions de charge successives peuvent réduire considérablement la marge de récupération de la batterie. Une fois que l'état de charge atteint sa limite inférieure de fonctionnement, les chargeurs peuvent devoir partager une puissance réduite. Une réserve minimale pour la charge de secours diminue l'énergie disponible pour la gestion quotidienne. Les plans d'expansion sont également importants, car le pic de consommation ponctuel d'aujourd'hui peut devenir la charge soutenue de demain.

Le stockage par batteries est-il moins cher que la modernisation du réseau électrique ?

Parfois. Le cas le plus pertinent se présente lorsqu'une importante modernisation du réseau permettrait de répondre à un pic de consommation ponctuel. Le stockage par batteries peut constituer une solution alternative à court ou à long terme, mais son coût d'installation et ses exigences de fonctionnement doivent être comparés aux travaux du réseau.

Un projet de borne de recharge sur une route rurale, évalué par le Laboratoire national des énergies renouvelables (NREL) des États-Unis, illustre cette différence. Le fournisseur d'électricité local avait estimé à 3 millions de dollars la mise à niveau d'un poste de transformation pour prendre en charge une installation de recharge rapide en courant continu de 600 kW. Pour ce site précis, le NREL a constaté que la recharge avec batterie tampon pouvait potentiellement réduire les coûts d'investissement totaux de 65 % et avancer le déploiement de deux à cinq ans. Il s'agissait d'estimations spécifiques à ce projet, et non d'économies garanties pour d'autres bornes de recharge. Étude de cas de charge rapide avec batterie tamponnée du NREL fournit la comparaison et ses hypothèses.

L'analyse financière doit impérativement prendre en compte les batteries, les équipements de conversion, l'installation, la maintenance, les tarifs d'électricité, les pertes, la planification du remplacement et tous les travaux restants sur le réseau. L'utilisation des bornes de recharge et la croissance future peuvent modifier le résultat. Dans une station à forte fréquentation, un renforcement permanent du réseau peut s'avérer plus économique. D'autres sites peuvent privilégier le stockage dans un premier temps, puis une mise à niveau ultérieure.

Quelles données du site faut-il examiner avant de choisir un espace de stockage ?

La consommation électrique mensuelle ne permet pas de savoir si une batterie se recharge entre deux véhicules. Une conception fiable nécessite des mesures temporelles et des estimations des besoins de recharge.

Consignez la limite d'importation du réseau approuvée, la courbe de charge du bâtiment, les contraintes des transformateurs et des appareillages de commutation, ainsi que les sessions de recharge des véhicules, actuelles ou prévues. Indiquez le nombre de chargeurs pouvant fonctionner simultanément, la durée des sessions de recharge, les caractéristiques d'acceptation des véhicules et les variations saisonnières. Si une production photovoltaïque est prévue, utilisez un profil de production horaire plutôt qu'un chiffre de production annuel.

Testez la première heure et la journée de conception

UN Première heure Le test vérifie si la station peut répondre à une forte demande de recharge simultanée, en commençant par une batterie complètement chargée. Journée du design Le test examine une journée de fonctionnement suffisamment exigeante et vérifie si la charge peut se poursuivre sans épuiser l'énergie stockée.

Le second test est souvent le plus difficile. Une station peut fonctionner correctement lors de ses premiers passages, puis perdre en puissance de charge après plusieurs sessions. La journée de test choisie doit refléter le trafic prévu sur le site, et non un nombre arbitraire de sessions.

Contrôle des commandes opérationnelles et expansion future

Les limites de décharge des batteries, l'état de charge minimal (SOC), les règles de partage de puissance du chargeur, la mesure de l'injection sur le réseau et la réactivité du système de contrôle doivent être cohérents. Une conception apparemment satisfaisante sur le papier peut néanmoins dépasser l'objectif d'injection si les systèmes de contrôle réagissent mal aux variations de charge du site. L'ajout de chargeurs supplémentaires prévus doit être pris en compte dans l'analyse à long terme.

Le Gamme de systèmes de charge PV ESS offre des options système une fois l'écart de puissance et les exigences de fonctionnement établis.

Qu’offre un système de charge intégré avec batterie tampon ?

Une installation combinant énergie solaire, stockage et recharge réunit batteries, équipements de recharge, systèmes de contrôle et accès photovoltaïque au sein d'un seul système. Cela peut réduire le nombre d'interfaces à coordonner pour l'installateur, même si l'approbation du raccordement local, la protection électrique et la mise en service restent nécessaires.

À Sunway, le Système intégré PV-ESS-recharge SUNWAY Deux configurations sont proposées. La SW120kW241kWh-PSC associe une capacité de stockage LFP de 241,15 kWh à une puissance de charge CC nominale de 120 kW et à deux canons. La SW240kW482kWh-PSC combine une capacité de stockage de 482,3 kWh à une puissance de 240 kW et à quatre canons. Les deux configurations intègrent un système de refroidissement liquide intelligent, une capacité de charge/décharge de la batterie de 0,5 C, une connexion photovoltaïque CC et une gestion de la demande par système de gestion de l'énergie (EMS).

Ces valeurs nominales décrivent l'équipement, et non la capacité du réseau qu'un site peut automatiquement éviter de mettre à niveau. La puissance de charge simultanée, la capacité de charge des batteries et la réduction des importations dépendent toujours des charges du site, de l'état de charge (SOC) et des limites de fonctionnement approuvées.

Vérifiez la capacité du réseau avant d'investir dans des bornes de recharge rapide.

La première décision à prendre n'est pas de déterminer le nombre d'armoires à batteries à commander, mais plutôt de savoir si l'écart entre la puissance disponible sur le réseau et la demande de charge prévue est suffisamment bref pour que le système de stockage puisse y faire face de manière répétée.

Partagez avec nous la capacité du réseau approuvée, les charges mesurées sur site, la puissance du chargeur, les schémas d'arrivée prévus et vos plans photovoltaïques. Nous pouvons vous aider. Examinez votre déficit de puissance de recharge pour véhicules électriques et les exigences de votre projet. Avant de fixer les quantités d'équipement, une configuration viable doit pouvoir gérer la première heure de pointe et se rétablir pour la suivante.

Dans le contexte systémique plus large, Comment fonctionne une station de recharge solaire pour véhicules électriques avec stockage par batterie ? explique comment interagissent la production d'énergie solaire, les batteries, l'alimentation du réseau et les chargeurs.

FAQ

Q : Le stockage par batteries peut-il complètement éliminer la nécessité de moderniser le réseau de recharge pour véhicules électriques ?

R : Dans certains projets, oui. Les pics de charge ponctuels peuvent être compensés lorsque la batterie dispose de suffisamment de puissance et d'énergie utilisable, ainsi que du temps nécessaire à sa recharge. En revanche, lorsque la demande soutenue dépasse la production d'électricité disponible sur la journée, le stockage seul ne peut compenser l'apport supplémentaire ni les modifications opérationnelles requises.

Q : De quelle puissance du réseau électrique une station de recharge rapide en courant continu a-t-elle besoin ?

R : Cela dépend de l'entrée CA du chargeur, du nombre de sessions simultanées, des autres charges du site et des restrictions d'importation. La puissance CC nominale du chargeur n'est pas identique à la puissance d'entrée du réseau électrique. Il convient d'évaluer les profils de charge du véhicule et la contribution de la batterie avant de déterminer la capacité de connexion.

Q : Que se passe-t-il lorsque la batterie d'une borne de recharge est faible pendant une période de forte demande ?

A : Le système de gestion de l'énergie (EMS) peut réduire la puissance de charge, prioriser les sessions ou utiliser davantage d'énergie du réseau si la connexion le permet. Les options disponibles dépendent du niveau de charge minimal (SOC) du système de gestion du bâtiment (BMS), des limites du convertisseur, des commandes du chargeur et de la politique d'exploitation du site.