I. Croissance des applications de stockage d'énergie solaire PV +

Au cours de la dernière décennie, le marché solaire a connu une croissance énorme. Avec des prix qui continuent de baisser, les systèmes solaires photovoltaïques (PV) sont devenus un moyen économique pour les utilisateurs résidentiels de réduire les coûts d'électricité et les émissions de carbone. Cependant, une limitation des panneaux solaires est qu'ils ne peuvent produire de l'électricité que dans des conditions de lumière du soleil. Les systèmes de stockage d'énergie par batterie fournissent une solution en captant l'énergie solaire excédentaire pendant la journée et en la stockant pour une utilisation la nuit.

L'intégration de systèmes de stockage d'énergie par batterie avec des systèmes solaires photovoltaïques peut apporter de nombreux avantages supplémentaires, tels que la fourniture d'une alimentation de secours pendant les pannes du réseau. Cela peut également augmenter le taux d'autoconsommation de l'énergie solaire produite, car l'électricité excédentaire peut être stockée dans les batteries au lieu d'être réinjectée dans le réseau. Alors que les systèmes de stockage d'énergie solaire résidentiels deviennent de plus en plus répandus, il existe actuellement deux façons principales d'intégrer des panneaux solaires photovoltaïques et des batteries de stockage : les systèmes couplés CC et les systèmes couplés CA, chacun avec ses propres avantages et inconvénients,Convient à différents scénarios.

II. CC-Systèmes solaires et de stockage d'énergie couplés

2.1Principe de fonctionnement des systèmes couplés en courant continu

Dans un système couplé CC, le courant continu (CC) des panneaux solaires peut être directement transféré aux batteries du système via un contrôleur de charge, sans qu'il soit nécessaire de le convertir en courant alternatif (CA) via un onduleur. L'électricité pour alimenter les appareils ménagers ou les applications liées au réseau doit encore être convertie en CA via un onduleur, mais un seul onduleur est nécessaire, ce qui simplifie la structure du système couplé CC.

2.2 Avantages du couplage CC

Le principal avantage d'un système couplé en courant continu réside dans son efficacité globale plus élevée, car l'énergie solaire est générée sous forme de courant continu, éliminant ainsi le besoin d'étapes de conversion DC-AC et AC-DC inutiles, évitant ainsi les pertes de conversion de 3 % à 5 % introduites par le couplage AC dans chaque direction de flux d'énergie (solaire à batterie, batterie à charge). Le maintien de l'énergie solaire sous forme de courant continu facilite également un "transfert de charge" efficace, où l'énergie photovoltaïque excédentaire peut être directement stockée dans les batteries au lieu d'être réinjectée dans le réseau. Dans ce scénario, la batterie agit efficacement comme une charge contrôlable, absorbant la production solaire excédentaire.

2.3 CatastropheAvantages du couplage CC

Problèmes de sécurité :

Comparé au câblage CA, le câblage CC présente des risques plus élevés, tels que le besoin de conduits métalliques lorsqu'il est installé à l'intérieur.

Complexité matérielle accrue :

Les systèmes couplés CC nécessitent un onduleur bidirectionnel dédié capable de gérer l'entrée solaire et les connexions de la batterie sur le bus CC. Les coûts de conception et d'installation de ces onduleurs intégrés sont initialement plus élevés. De plus, la coordination en temps réel de la production solaire, des états de charge / décharge de la batterie et de la gestion de la charge ajoute à la complexité opérationnelle.

2.4 Quand utiliser des onduleurs couplés en courant continu

réLe couplage C convient dans les situations suivantes :

1.Maximiser l'apport d'énergie du panneau solaire à la batterie est votre objectif principal.

2.Vous n'avez pas encore de système solaire existant avec un onduleur lié au réseau.

IIje. Systèmes solaires et de stockage d'énergie couplés AC

3,1 Principe de fonctionnement des systèmes couplés CA

Dans un système couplé CA, le courant continu (CC) des panneaux solaires doit être entièrement converti par un onduleur en courant alternatif (CA) pour alimenter les appareils ménagers ou le réseau. Cependant, pour charger les batteries, le CA doit être reconverti en CC par un onduleur supplémentaire. De plus, le CC des batteries déchargées doit également être reconverti en CA, ce qui signifie qu'en mode d'alimentation par batterie, l'électricité doit subir un total de trois processus de conversion.

3.2Avantages du couplage AC

Le processus de câblage et d'installation d'un système couplé CA est plus rationalisé, nettement plus facile que les méthodes couplées CC traditionnelles. Il fournit une solution de modernisation rentable pour intégrer de manière transparente le stockage d'énergie par batterie dans les systèmes photovoltaïques solaires connectés au réseau existants. De plus, les systèmes couplés CA peuvent simultanément mettre en parallèle les sorties de l'onduleur solaire et de la batterie au bus CA pendant la journée, augmentant ainsi l'utilisation de l'énergie et réduisant les coûts, améliorant ainsi la capacité de fourniture d'énergie pendant la journée.

3.3 Inconvénients du couplage AC

Compromis d'efficacité :

Les systèmes couplés CA impliquent de multiples conversions entre les sources CC et CA, ce qui entraîne des pertes de conversion, bien que ces pertes soient généralement faibles.

3.4 Quand utiliser le couplage CA

Le couplage AC convient dans les situations suivantes :

1.L'utilisateur dispose déjà d'une installation solaire mature liée au réseau.

2.La demande d'énergie de pointe ou la consommation d'électricité principale de l'utilisateur se produit pendant la journée.

jeV.Considérations de conception clés pour les systèmes de stockage d'énergie solaire +

Lors de l'évaluation des options de systèmes couplés CC et CA, certains facteurs clés à analyser comprennent :

•Taux d'autoconsommation prévu :

Le couplage CC utilisera plus directement la production solaire. Pour les systèmes hors réseau, il peut augmenter considérablement l'autoconsommation d'énergie photovoltaïque locale.

•Exigences en matière d'alimentation de secours :

Le couplage CC est plus avantageux pour utiliser des batteries pour fournir une alimentation de secours ininterrompue aux charges critiques pendant les pannes du réseau.

•Commodité de la modernisation par rapport à une nouvelle installation :

Le couplage CA simplifie considérablement la difficulté de la modernisation du stockage d'énergie sur un système solaire existant. En revanche, le couplage CC offre une optimisation plus pratique pour un nouveau système l'intégration.

•Plans d'expansion futurs : 

Le couplage AC maintient la modularité du panneau solaire et du dimensionnement de la batterie, offrant une flexibilité pour l'expansion du système si nécessaire.

•Programmes d'incitation et exigences réglementaires : 

Certaines politiques incitatives ou spécifications techniques peuvent favoriser le couplage CC ou CA, et les règles d'interconnexion du réseau pertinentes peuvent également influencer le choix.

En résumé, bien que les systèmes de stockage d'énergie solaire couplés en courant continu et en courant alternatif offrent des avantages significatifs, de multiples facteurs doivent être pris en compte lors de la prise de décision. Si l'utilisateur a déjà installé des panneaux solaires et cherche à intégrer le stockage d'énergie, un système couplé en courant alternatif est généralement une méthode d'installation de modernisation plus rentable et plus rapide.

Inversement, si vous déployez un nouveau système solaire et de stockage d'énergie intégré à partir de zéro, le système couplé CC plus efficace peut être le choix préféré. Bien que son coût d'installation initial puisse être légèrement plus élevé, l'efficacité accrue tout au long du cycle de vie du système pourrait potentiellement économiser des coûts opérationnels substantiels.