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Comment construire un système solaire hors réseau en seulement 6 étapes

397 Publié par BSLBATT décembre 07,2021

Système d'énergie solaire pour la vie hors réseau

Il existe de nombreux types de systèmes d'énergie solaire, y compris l'énergie solaire liée au réseau, hybride et hors réseau. Parmi les trois principales options pour l'énergie solaire, l'énergie solaire hors réseau est de loin la plus indépendante des systèmes.

L'installation d'un système solaire hors réseau était autrefois un concept marginal en raison de ses grands besoins en espace et de ses coûts prohibitifs. Mais les progrès de la technologie solaire au cours de la dernière décennie ont rendu les équipements solaires plus efficaces et moins chers, contribuant ainsi à les intégrer dans le courant dominant. Il est maintenant assez courant de voir des camping-cars et des chalets entièrement alimentés par des systèmes solaires hors réseau. Heureusement, nous avons ce qu'il vous faut pour concevoir votre système d'alimentation hors réseau à partir de zéro, y compris la détermination de vos besoins en énergie, le dimensionnement du système solaire et de la batterie et les composants supplémentaires dont vous aurez besoin. Jetez un œil ci-dessous pour découvrir les six étapes que vous pouvez suivre pour améliorer votre style de vie autosuffisant aujourd'hui.

Hors_réseau_solaire

Qu'est-ce qu'un système solaire hors réseau ?

Un système solaire hors réseau est un système d'alimentation électrique autonome qui utilise l'énergie solaire comme ressource.

● Un système solaire hors réseau n'est pas connecté aux principaux services publics (notamment le réseau électrique).

● Il génère de l'électricité CC à partir de panneaux solaires et la stocke en utilisant des batteries.

● Il alimente les appareils ménagers en convertissant l'électricité CC stockée en CA à l'aide d'un onduleur hors réseau.

De plus, nous vous expliquerons simplement ce qu'est un système d'énergie solaire hors réseau. Certains articles et livres parlent de ce sujet, mais ils peuvent parfois être déroutants. L'objectif principal est de vous donner un bon départ pour votre projet de système solaire hors réseau de bricolage.

Schémas typiques du système solaire hors réseau

Ici, vous verrez quelques schémas de câblage pour un système solaire hors réseau typique. Soit dit en passant, un schéma de câblage est une description simple de la façon dont chaque composant d'un système est connecté. En règle générale, un système d'alimentation solaire hors réseau comprend des modules solaires, des câbles CC, une batterie, un contrôleur de charge et un onduleur de batterie.

Systèmes solaires hors réseau

Vous trouverez ci-dessous 6 étapes pour vous orienter vers la vie solaire hors réseau.

Étape 1 : Déterminez la quantité d'énergie et la puissance maximale dont vous aurez besoin

Bien que de nombreuses personnes sautent souvent cette étape et passent directement à l'achat de leur système solaire hors réseau plus stockage, c'est l'une des étapes les plus importantes que vous puissiez prendre pour vous assurer de ne pas gaspiller votre argent sur un système ou une fin surdimensionné. avec un système qui n'est pas en mesure de répondre suffisamment à vos besoins énergétiques. Afin de bien déterminer vos besoins énergétiques, vous devrez utiliser un calculateur de prêt ou travailler directement avec un représentant de BSLBATT. Entrez chaque appareil ou article que vous alimenterez avec votre système énergétique, la fréquence à laquelle vous l'utilisez par jour, ainsi que les spécifications pertinentes de l'article. Faites de votre mieux pour vous souvenir de chaque élément que vous utiliserez avec votre système d'alimentation, car des modifications apparemment mineures de votre calcul de charge peuvent finir par avoir un impact important.

Si vous préférez effectuer vous-même ce calcul manuellement, sachez que chaque appareil électronique indiquera la charge électrique qu'il prélève sur son étiquette ou son emballage. Connaître les besoins individuels en énergie de vos appareils ou équipements est essentiel à cette étape. Il est utile de répertorier tous vos appareils avec leurs besoins en énergie correspondants en watts. Vous pouvez généralement le voir sur leurs plaques signalétiques. Il s'agit d'une étape cruciale à faire pour que vous ne manquiez pas ou ne surdimensionnez pas la capacité de votre système solaire hors réseau.

Avant de choisir les composants, vous devez calculer votre consommation électrique. Combien de temps prévoyez-vous de faire fonctionner vos appareils en heures ? Quelle est la charge individuelle requise de vos appareils en watts ? Pour calculer la consommation électrique en watts-heures, répondez simplement aux questions et multipliez chaque charge (watts) par le temps (heures) dont elles ont besoin pour fonctionner.

Une fois que vous avez ciblé les charges, calculez la cote énergétique de chaque charge comme suit :

Notez la puissance nominale spécifiée sur les charges (appareils connectés tels que téléviseur, ventilateurs, etc.) en watts

Notez le temps de fonctionnement de chaque charge en heures

Calculez la consommation d'énergie selon la formule ci-dessous (considérez environ 25% comme facteur de perte d'énergie)

Énergie (watt-heure) = Puissance (Watt) x Durée (heures)

Somme de l'énergie consommée quotidiennement par toutes les charges

Notez toutes les valeurs nominales et la consommation d'énergie de l'appareil cible, comme décrit ci-dessous :

Systèmes solaires hors réseau

On peut également vérifier les factures d'électricité précédentes et considérer la plus élevée de toutes comme la consommation d'énergie requise pour la conception d'un système d'énergie solaire.

En suivant les étapes ci-dessus pour toutes les charges AC, nous avons calculé :

Puissance = 380 watts

Énergie calculée = 2170 watt-heure

Énergie totale (ajouter 25% comme facteur de perte d'énergie) = 2170 * 1.25

= 2712.5 Wh

Concevoira le système d'énergie solaire en gardant à l'esprit les cotes ci-dessus.

Étape 2 : Déterminez le nombre de piles dont vous aurez besoin

Après avoir déterminé la quantité d'énergie et le courant ou la puissance maximum dont vous avez besoin, vous devrez déterminer le nombre de batteries dont vous avez besoin pour stocker correctement toute cette énergie et répondre à vos besoins en énergie et en courant. Au cours de ce processus, assurez-vous de vous poser des questions telles que si vous n'avez besoin que d'un espace de stockage suffisant pour un jour ou deux, ou si vous avez besoin d'un espace de stockage suffisant pour trois jours ou plus ; si vous allez incorporer une autre source d'alimentation, comme une éolienne ou un générateur, à utiliser pendant les jours nuageux consécutifs ; et si vous allez stocker les batteries dans une pièce chaude ou dans un endroit froid. Les batteries sont souvent conçues pour être stockées à des températures plus élevées car, à des températures plus froides, la capacité de la batterie à fournir une puissance suffisante est diminuée. Par conséquent, plus la pièce est froide, plus le parc de batteries dont vous avez besoin est grand. Par exemple, à des températures inférieures au point de congélation, vous aurez peut-être besoin de plus de 50 % de capacité de batterie en plus. A noter qu'il y a peu les fabricants de batteries qui proposent une batterie spécialement conçue pour les températures inférieures au point de congélation. Des facteurs tels que ceux énumérés ci-dessus affectent tous la taille et le coût de votre parc de batteries.

Un facteur supplémentaire à considérer est que les batteries au plomb ne peuvent être déchargées que jusqu'à 50 pour cent sans être endommagées, contrairement aux batteries au lithium - en particulier batteries au lithium fer phosphate, qui peut être déchargé en toute sécurité jusqu'à 100 pour cent. Pour cette raison, Les batteries au lithium sont un choix idéal pour les systèmes d'alimentation hors réseau, qui nécessitent souvent la capacité de se décharger plus profondément. Vous devrez également acheter deux fois plus de batteries au plomb par rapport aux batteries au lithium juste pour atteindre la même capacité utilisable, une fois la profondeur de décharge, les taux de charge et les taux d'efficacité pris en compte.

Après avoir pris en compte ces considérations, vous devrez ensuite déterminer la tension du banc de batteries dont vous avez besoin, allant de 12V à 24V à 48V. En général, plus le système d'alimentation est grand, plus il est probable que vous ayez besoin d'un groupe de batteries à tension plus élevée afin de maintenir le nombre de chaînes parallèles au minimum et de réduire la quantité de courant entre l'onduleur et le groupe de batteries. Si vous n'avez qu'un petit système et que vous souhaitez pouvoir charger des éléments mineurs comme votre tablette et alimenter des appareils 12 V CC dans votre camping-car, alors une batterie de base de 12 V convient. Cependant, si vous devez alimenter bien plus de 2,000 24 watts à la fois, vous voudrez plutôt envisager des systèmes 48 V et XNUMX V. En plus de réduire le nombre de chaînes de batteries parallèles dont vous disposerez, cela vous permettra d'utiliser un câblage en cuivre plus fin et moins cher entre l'onduleur et les batteries.

Supposons que vous décidiez qu'un banc de batteries 12 V est le mieux adapté à vos besoins et que vous envisagiez une utilisation quotidienne de 500 Ah à l'étape 1. En regardant les batteries 12V de BSLBATT, vous auriez plusieurs options. Par exemple, vous pouvez utiliser cinq des Batteries BSLBATT 12V 100Ah B-LFP12-100, ou deux des Batteries BSLBATT 12V 300Ah B-LFP12-300. Bien sûr, si vous n'êtes pas sûr de la batterie BSLBATT qui convient le mieux à vos besoins, veuillez nous contacter et nous travaillerons avec vous pour trouver la bonne taille de batterie de batteries pour vous garder alimenté.

Système solaire hors réseau

Étape #3 : Dimensionnement de l'onduleur

Une fois que nous avons estimé les besoins énergétiques, la tâche suivante consiste à calculer la valeur nominale de l'onduleur pour le même.

La sélection de l'onduleur joue un rôle important dans notre conception de l'énergie solaire, car il est responsable de la conversion du courant continu généré par le panneau solaire en courant alternatif (car les charges connectées à notre maison fonctionnent principalement sur courant alternatif) ainsi que d'autres mesures de protection.

Considérons un onduleur avec un rendement raisonnable, nous avons considéré un onduleur avec un rendement de 85%

La puissance totale consommée par les charges est considérée comme une sortie de l'onduleur (c'est-à-dire 380W)

Ajoute 25 % comme facteur de sécurité à la puissance en watts requise.

380 * 0.25 = 95

Puissance totale requise = 380+95= 475 W

Calculer la capacité nominale d'entrée de l'onduleur

Entrée (VA) = Sortie (watt) / efficacité X 100

= 475 (watt) / 85 X 100

= 559 VA = 560 VA

La puissance d'entrée requise pour l'onduleur est estimée à 559 VA, nous devons maintenant estimer l'entrée d'énergie requise par l'onduleur.

Énergie d'entrée (Watt-heure) = Sortie (watt-hout) / Efficacité x 100

= 2712.585 X 100

= 3191.1 Watt-heure

Maintenant, une fois que nous avons déterminé la capacité de l'onduleur, la tâche suivante consiste à vérifier l'onduleur disponible sur le marché. L'onduleur typique disponible est livré avec une tension système de 12V, 24V, 48V.

Selon notre estimation énergétique estimée de 560VA, nous pouvons sélectionner un onduleur système de 1 kW. Généralement, un onduleur de 1 kW a une tension de système de 24 V. (Généralement 1 kW et 2 kW – 24 V, 3 kW à 5 kW – 48 V, 6 kW à 10 kW – 120 V) Il est toujours nécessaire de consulter la fiche technique de l'onduleur pour déterminer la tension du système.

Notre batterie BSLBATT correspond à de nombreuses marques d'onduleurs. Nous avons tout ce que vous voulez ! Tout de suite, s'il vous plaît

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

Les quatre parties de votre système d'alimentation hors réseau le calcul consiste à déterminer le nombre de panneaux solaires dont vous aurez besoin. Une fois que vous savez combien d'énergie vous devez produire par jour à partir de vos calculs de charge, vous devez prendre en compte la quantité de lumière solaire dont vous aurez besoin pour récolter, autrement appelée « heures d'ensoleillement ». Le nombre d'« heures de soleil » est déterminé par le nombre d'heures pendant lesquelles le soleil disponible à un endroit donné brille sur vos panneaux à un angle spécifié tout au long de la journée. Bien sûr, le soleil n'est pas aussi brillant à 8 heures qu'à 1 heures, donc une heure de soleil du matin peut être comptée comme une demi-heure, alors que l'heure de midi à 1 heures serait comptée comme une heure complète. De plus, à moins que vous n'habitiez près de l'équateur, vous n'avez pas le même nombre d'heures d'ensoleillement en hiver qu'en été.

Il est également recommandé de baser la taille de votre système d'énergie solaire sur le pire des cas pour votre emplacement donné, ce qui inclut de baser votre calcul sur la saison avec le moins d'ensoleillement dans laquelle vous utiliserez le système. De cette façon, vous vous assurez de ne pas vous retrouver à court d'énergie solaire pendant une partie de l'année.

BSLBATT-système-de-gestion-de-batterie-bms

Étape #5 : Sélectionnez un contrôleur de charge solaire

Une fois que vous avez déterminé le nombre de batteries et d'énergie solaire dont vous avez besoin, vous aurez besoin d'un moyen de gérer le transfert de l'énergie solaire dans les batteries. Un calcul très approximatif que vous pouvez utiliser pour déterminer la taille du contrôleur de charge solaire dont vous avez besoin consiste à prendre les watts de l'énergie solaire, puis à les diviser par la tension du groupe de batteries, puis à ajouter 25 % supplémentaires pour plus de sécurité.

Il est également important de noter que les contrôleurs de charge sont disponibles avec deux principaux types de technologies : le suivi du point de puissance maximale (MPPT) et la modulation de largeur d'impulsion (PWM). En bref, si la tension du groupe de batteries correspond à la tension du panneau solaire, vous pouvez utiliser un contrôleur de charge solaire PWM. En d'autres termes, si vous disposez d'un parc de batteries 24V et d'un panneau solaire 24V, vous pouvez utiliser PWM. Si la tension de votre banc de batteries est différente de celle du panneau solaire et ne peut pas être câblée en série pour la faire correspondre, vous devrez utiliser un contrôleur de charge MPPT. Par exemple, si vous disposez d'un banc de batteries 12 V et d'un panneau solaire 12 V, vous devrez utiliser un contrôleur de charge MPPT.

Étape n°6 : Dispositifs de protection, montage et équilibrage des systèmes

Il est toujours important d'installer les fusibles, les dispositifs de protection contre les surintensités, les sectionneurs, etc. nécessaires pour protéger vos composants et créer un système sûr et fiable. Ignorer ces composants sera sûrement plus coûteux à l'avenir.

Vous devrez également considérer comment vous prévoyez de monter vos panneaux solaires, à quel angle et où. Il existe de nombreuses options disponibles pour les systèmes montés sur le toit et au sol - assurez-vous simplement de consulter votre fournisseur pour vous assurer que le système de montage est compatible avec vos panneaux.

Conseils : Avant d'installer un panneau solaire

● Vérifiez les subventions gouvernementales pour profiter au maximum de l'installation solaire.

● Selon la disponibilité du réseau et l'emplacement, décidez du type de système d'énergie solaire adapté à vos besoins énergétiques

● Si vous optez pour une installation solaire sur le toit, vérifiez la capacité du toit pour installer le nombre requis de panneaux solaires.

● Pour obtenir des résultats optimaux, une analyse d'ombrage doit être effectuée afin de s'assurer que les panneaux solaires installés ne sont pas couverts par l'ombre des arbres/bâtiments voisins ou d'autres facteurs.

Qualité, Qualité, Qualité !

Il existe des centaines de sites Web qui offrent de très bons matériaux solaires économiques à des prix incroyables. En tant que professionnel Entreprise de batteries solaires au lithium, je ne saurais trop insister sur l'importance des matériaux de qualité. Assurez-vous de considérer depuis combien d'années le fabricant est dans l'industrie, les garanties des produits et les avis. En tant qu'installateur autonome d'énergie solaire hors réseau, vous souhaiterez sûrement l'assistance technique en ligne et par téléphone fournie par des entreprises solaires de premier plan !

Solutions

J'espère que cet article vous a fourni quelques informations sur la conception du système d'énergie solaire.

Une fois ces six étapes terminées, vous serez sur la bonne voie pour concevoir et, plus important encore, utiliser réellement votre nouveau système de stockage solaire plus hors réseau ! Si vous envisagez d'installer un système de panneaux solaires chez vous et que vous avez encore des doutes, ne vous inquiétez pas notre équipe technique vous guidera avec la meilleure solution de système d'alimentation hors réseau possible.

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