Episode 4 : Système off-grid + batterie
- By Khanya Gubangxa
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Introduction:
Gestion de la batterie dans un système hors réseau
La gestion des batteries dans les systèmes d’alimentation hors réseau est de la plus haute importance. La principale difficulté liée à la formation d’un réseau de batteries est que l’état de charge des batteries est toujours un défi à mesurer avec précision. La capacité de déterminer et de mesurer avec précision le niveau de charge de votre batterie est une condition de base pour le bon fonctionnement de l’ensemble du système. C’est également essentiel pour assurer la durée de vie maximale des batteries, faute de quoi elles devront être remplacées à un stade relativement précoce.
Dans le cas des micro-réseaux, il est également impératif qu’une seule source d’énergie puisse former le réseau. Cela signifie que ce composant fixe la tension et la fréquence de l’ensemble du réseau. Dans cet article, nous nous concentrons sur le scénario où notre système de stockage d’énergie par batterie (BESS) formerait le réseau, et où les autres composants suivraient la tension du réseau.
Le réseau autonome de la configuration du système hors réseau est alimenté par les sources d’énergie renouvelables qui sont disponibles sur place – la plus pratique étant l’énergie solaire. Le système de stockage d’énergie par batterie est un accumulateur qui stocke l’énergie électrique afin de pouvoir la fournir en cas de besoin. Dans le cas des systèmes d’alimentation hors réseau, il s’agit souvent de la seule façon de fournir de l’énergie électrique dans les zones qui n’ont pas accès à un réseau de distribution d’électricité ou dans lesquelles le coût du raccordement au réseau est trop élevé par rapport à un micro-réseau (fermes, hôtels, mines, villages ou villes isolés).
Dans ces systèmes d’alimentation hors réseau, la gestion des batteries est mieux assurée par l’utilisation d’un contrôleur de micro-réseau et d’une plateforme de surveillance de l’énergie. Elum Energy fournit une large gamme de contrôleurs ainsi qu’une plateforme de surveillance pour accomplir ces tâches efficacement.
Contrôleur de micro-réseau et système de surveillance
Un contrôleur de micro-réseau tel que le ePowerControl MC contrôle et surveille la charge et la décharge des systèmes de stockage d’énergie par batterie. Il empêche le système de se surcharger et le protège également contre les décharges profondes. Les contrôleurs de micro-réseau spécifient une tension maximale prédéfinie et une tension de décharge finale. Le processus de décharge se termine et l’alimentation électrique est arrêtée lorsque le seuil minimum prédéfini est atteint. Le contrôleur de micro-réseau ePowerControl MC d’Elum gère la distribution d’énergie de l’ensemble du système tout en maintenant une sécurité opérationnelle et une fiabilité de l’alimentation maximales.
Le contrôleur vous permet d’orchestrer la charge de votre BESS, afin d’aider à réduire vos dépenses. La configuration opérationnelle peut être un mode d’autoconsommation où le BESS sera chargé avec l’excès de production solaire PV ou fournira de l’énergie à d’autres unités pour répondre aux besoins de la charge active. L’autre configuration est la suivante : lorsque le BESS est inférieur à un certain pourcentage, le contrôleur du micro-réseau met en marche un générateur diesel pour alimenter la charge et recharger partiellement le BESS. Le contrôleur du micro-réseau fixera la puissance de production du groupe électrogène et la BESS sera toujours en réseau dans cette configuration. Le micro-réseau éteindra alors le générateur diesel (Genset-off) une fois que la BESS aura atteint un certain niveau de SOC défini par le client.
Pour les grands systèmes de micro-réseaux, la solution de contrôle est réalisée par le contrôleur de centrale ePowerControl d’Elum qui, en plus d’un contrôleur, fournit également des capacités de surveillance (SCADA). Il s’agit d’une solution personnalisée pour les applications de centrales solaires à grande échelle et qui peut facilement s’intégrer aux systèmes BESS ainsi qu’à plusieurs générateurs diesel.
Pour optimiser l’utilisation de votre micro-réseau et maximiser les performances et la rentabilité de votre système, faites appel à nos experts.
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Avantages d'un micro-réseau hors réseau avec une installation de formation de réseau par batterie
Le premier et principal avantage des systèmes hors réseau avec formation de réseau par batterie est le fait que le site peut compter sur une énergie 100 % renouvelable grâce au mode de désactivation du diesel. Cela induit une réduction de la consommation de carburant parce que le générateur diesel est éteint, mais aussi une réduction du bruit parce que la batterie est l’unité principale de formation du réseau. Dans cette configuration, les générateurs diesel sont allumés dans le seul cas où l’état de charge de la batterie est faible et qu’il n’y a pas de production solaire pour la recharger.
Comme ils ne dépendent d’aucune autre partie ou fournisseur de services pour leurs besoins, cette configuration de micro-réseau est bien adaptée aux hôtels ou aux installations industrielles éloignées qui souhaitent réduire leur consommation de carburant et augmenter la pénétration solaire.
Par ailleurs, les batteries hors réseau à l’échelle du service public peuvent fournir des services essentiels tels que la régulation de la fréquence, la gestion de la réserve tournante et les services de démarrage à froid. Il est courant d’observer qu’un déséquilibre entre la demande et l’offre d’électricité pour les unités industrielles ou les quartiers résidentiels à forte demande d’énergie peut entraîner des chutes de tension.
En conclusion, les systèmes BESS hors réseau en configuration de formation de réseau peuvent fonctionner de manière fiable avec les systèmes d’énergie solaire et maximiser la pénétration de l’énergie solaire. La batterie formant le réseau en permanence, un générateur diesel n’est pas nécessaire en permanence et n’est utilisé que lorsque l’état de charge du BESS atteint un niveau minimum. Cela permet au site de fonctionner en partie avec de l’énergie 100 % renouvelable, ce qui réduit la consommation de carburant et le bruit des moteurs diesel.
Afin de maximiser les performances de vos systèmes hors réseau et d’augmenter l’endurance de votre BESS, demandez un appel à l’un de nos experts en contrôleurs de micro-réseaux.
