Comment dimensionner un système d'énergie solaire hors réseau pour la maison

Investir dans un système solaire est une solution intelligente à long terme pour les propriétaires, en particulier dans le contexte actuel où la crise énergétique se produit dans de nombreux endroits.Le panneau solaire peut fonctionner pendant plus de 30 ans et les batteries au lithium ont une durée de vie plus longue à mesure que la technologie se développe.

Vous trouverez ci-dessous les étapes de base que vous devez suivre pour dimensionner un système solaire idéal pour votre maison.

 

Étape 1 : Déterminez la consommation énergétique totale de votre maison

Vous devez connaître la puissance totale utilisée par vos appareils électroménagers.Ceci est mesuré par unité de kilowatt/heure quotidiennement ou mensuellement.Disons que l'ensemble de l'équipement de votre maison consomme 1 000 watts d'énergie et fonctionne 10 heures par jour :

1000w * 10h = 10kwh par jour.

La puissance nominale de chaque appareil électroménager peut être trouvée sur le manuel ou sur leurs sites Web.Pour être précis, vous pouvez demander au personnel technique de les mesurer avec des outils professionnels adaptés, comme un compteur.

Il y aurait une perte de puissance de votre onduleur ou le système serait en mode veille.Ajoutez 5 à 10 % de consommation d'énergie supplémentaire en fonction de votre budget.Ceci sera pris en compte lors du dimensionnement de vos batteries.Il est essentiel d’acheter un onduleur de qualité.(En savoir plus sur nos onduleurs strictement testés)

 

 

Étape 2 : Évaluation du site

Vous devez maintenant avoir une idée générale de la quantité d’énergie solaire que vous pouvez obtenir quotidiennement en moyenne, afin de savoir combien de panneaux solaires vous devrez installer pour répondre à vos besoins énergétiques quotidiens.

Les informations sur l'énergie solaire peuvent être collectées à partir d'une carte des heures d'ensoleillement de votre pays.Les ressources de cartographie du rayonnement solaire peuvent être trouvées sur https://globalsolaratlas.info/map?c=-10.660608,-4.042969,2

Maintenant, prenonsDamasSyriepar exemple.

Utilisons 4 heures d’ensoleillement moyennes pour notre exemple tel que nous lisons sur la carte.

Les panneaux solaires sont conçus pour être installés en plein soleil.L'ombre va avoir un impact sur les performances.Même une ombre partielle sur un panneau aura un impact important.Inspectez le site pour vous assurer que votre panneau solaire sera exposé au plein soleil pendant les heures de pointe quotidiennes.Gardez à l’esprit que l’angle du soleil changera tout au long de l’année.

Il y a quelques autres considérations dont vous devez vous souvenir.Nous pouvons en parler tout au long du processus.

 

 

Étape 3 : Calculer la taille du groupe de batteries

Nous disposons désormais d’informations de base pour dimensionner le réseau de batteries.Une fois le parc de batteries dimensionné, nous pouvons déterminer combien de panneaux solaires sont nécessaires pour le maintenir chargé.

Tout d’abord, nous vérifions l’efficacité des onduleurs solaires.Habituellement, les onduleurs sont livrés avec un contrôleur de charge MPPT intégré avec une efficacité supérieure à 98 %.(Consultez nos onduleurs solaires).

Mais il reste raisonnable d’envisager une compensation d’inefficacité de 5 % lors du dimensionnement.

Dans notre exemple de 10KWh/jour basé sur des batteries au lithium,

10 KWh x 1,05 compensation d'efficacité = 10,5 KWh

Il s'agit de la quantité d'énergie tirée de la batterie pour faire passer la charge via l'onduleur.

Comme la température de fonctionnement idéale de la batterie au lithium est comprise entre 0 età 0~40, bien que sa température de fonctionnement soit de l'ordre de -20~60.

Les batteries perdent de leur capacité à mesure que les températures baissent et nous pouvons utiliser le tableau suivant pour augmenter la capacité de la batterie, en fonction de la température attendue de la batterie :

Pour notre exemple, nous ajouterons un multiplicateur de 1,59 à la taille de notre parc de batteries pour compenser une température de batterie de 20°F en hiver :

10,5KWhx 1,59 = 16,7KWh

Une autre considération est que lors du chargement et du déchargement des batteries, il y a une perte d'énergie et, pour prolonger la durée de vie des batteries, il n'est pas encouragé à les décharger complètement.(Habituellement, nous maintenons le DOD supérieur à 80 % (DOD = profondeur de décharge).

On obtient donc la capacité minimale de stockage d'énergie : 16,7KWh * 1,2 = 20KWh

Il s'agit d'une seule journée d'autonomie, il faut donc ensuite la multiplier par le nombre de jours d'autonomie requis.Pour 2 jours d'autonomie, ce serait :

20Kwh x 2 jours = 40KWh de stockage d'énergie

Pour convertir les wattheures en ampères-heures, divisez par la tension de la batterie du système.Dans notre exemple :

Batterie 40 Kwh ÷ 24 V = 1 667 Ah 24 V

Batterie 40 Kwh ÷ 48 V = 833 Ah 48 V

 

Lors du dimensionnement d'un parc de batteries, tenez toujours compte de la profondeur de décharge ou de la quantité de capacité déchargée de la batterie.Dimensionner une batterie au plomb pour une profondeur de décharge maximale de 50 % prolongera la durée de vie de la batterie.Les batteries au lithium ne sont pas aussi affectées par les décharges profondes et peuvent généralement gérer des décharges plus profondes sans affecter considérablement la durée de vie de la batterie.

Capacité minimale totale requise de la batterie : 2,52 kilowattheures

Notez qu'il s'agit de la capacité minimale de la batterie nécessaire et que l'augmentation de la taille de la batterie peut rendre le système plus fiable, en particulier dans les zones sujettes à un temps couvert prolongé.

 

 

Étape 4 : Déterminez le nombre de panneaux solaires dont vous avez besoin

Maintenant que nous avons déterminé la capacité de la batterie, nous pouvons dimensionner le système de charge.Normalement, nous utilisons des panneaux solaires, mais une combinaison d'énergie éolienne et solaire peut être judicieuse pour les zones disposant de bonnes ressources éoliennes ou pour les systèmes nécessitant plus d'autonomie.Le système de charge doit produire suffisamment pour remplacer entièrement l’énergie extraite de la batterie tout en tenant compte de toutes les pertes d’efficacité.

Dans notre exemple, basé sur 4 heures de soleil et un besoin énergétique de 40 Wh par jour :

40 kWh / 4 heures = taille du panneau solaire de 10 kilowatts

Cependant, nous avons besoin d'autres pertes dans notre monde réel causées par des inefficacités, telles que les chutes de tension, qui sont généralement estimées à environ 10 % :

10 Kw÷0,9 = taille minimale de 11,1 KW pour le générateur photovoltaïque

Notez qu'il s'agit de la taille minimale du générateur photovoltaïque.Un réseau plus grand rendra le système plus fiable, surtout si aucune autre source d’énergie de secours, telle qu’un générateur, n’est disponible.

Ces calculs supposent également que le panneau solaire recevra la lumière directe du soleil sans obstruction de 8 h 00 à 16 h 00 pendant toutes les saisons.Si tout ou partie du générateur solaire est ombragé pendant la journée, un ajustement de la taille du générateur photovoltaïque doit être effectué.

Une autre considération doit être prise en compte : les batteries au plomb doivent être complètement chargées régulièrement.Ils nécessitent un minimum d’environ 10 ampères de courant de charge pour 100 ampères-heures de capacité de batterie pour une durée de vie optimale de la batterie.Si les batteries au plomb ne sont pas rechargées régulièrement, elles risquent de tomber en panne, généralement au cours de la première année de fonctionnement.

Le courant de charge maximum pour les batteries au plomb est généralement d'environ 20 ampères pour 100 Ah (taux de charge C/5, ou capacité de la batterie en ampères-heures divisée par 5) et quelque part entre cette plage est idéal (10 à 20 ampères de courant de charge par 100 Ah). ).

Reportez-vous aux spécifications de la batterie et au manuel d'utilisation pour confirmer les directives de charge minimale et maximale.Le non-respect de ces directives annulera généralement la garantie de votre batterie et entraînera une panne prématurée de la batterie.

Avec toutes ces informations, vous obtiendrez une liste des configurations suivantes.

Panneau solaire : Watt11,1KW20 pièces de panneaux solaires de 550 w

25 pièces de panneaux solaires de 450 W

Batterie40KWh

1 700 AH à 24 V

900AH à 48V

 

Quant à l’onduleur, il est sélectionné en fonction de la puissance totale des charges que vous auriez besoin de faire fonctionner.Dans ce cas, un appareil électroménager de 1 000 W et un onduleur solaire de 1,5 kW suffiraient, mais dans la vraie vie, les gens doivent faire fonctionner plus de charges en même temps pendant différentes périodes par jour, il est recommandé d'acheter 3,5 kW ou 5,5 kW d'énergie solaire. onduleurs.

 

Ces informations sont destinées à servir de guide général et de nombreux facteurs peuvent influencer la taille du système.

 

Si l’équipement est critique et situé dans un endroit éloigné, il vaut la peine d’investir dans un système surdimensionné car le coût de maintenance peut rapidement dépasser le prix de quelques panneaux solaires ou batteries supplémentaires.D'un autre côté, pour certaines applications, vous pourrez peut-être commencer petit et développer plus tard en fonction de ses performances.La taille du système sera finalement déterminée par votre consommation d'énergie, l'emplacement du site ainsi que les attentes en matière de performances basées sur les jours d'autonomie.

 

Si vous avez besoin d'aide dans ce processus, n'hésitez pas à nous contacter et nous pourrons concevoir un système adapté à vos besoins en fonction de l'emplacement et des besoins énergétiques.

 

 


Heure de publication : 10 janvier 2022