Système solaire hors réseau | Panneau solaire 4 kW + batterie solaire 16 kWh

Un système de production d'électricité photovoltaïque (PV) hors réseau est une solution énergétique autonome conçue pour les villages isolés, les foyers, les stations de communication et l'éclairage public solaire. Ce système se compose de panneaux solaires, d'un onduleur, d'une batterie de stockage au lithium, de dispositifs de distribution et de câbles. Les modules solaires captent la lumière du soleil et la convertissent en électricité, laquelle est ensuite transformée par l'onduleur en courant alternatif 220 V pour une utilisation quotidienne. Conformément aux exigences du client, Brovolt a conçu un panneau solaire de 4,05 kW associé à une batterie au lithium de 16 kWh, garantissant une alimentation électrique fiable même par temps de pluie continue. Ce système garantit non seulement une alimentation électrique sûre et efficace, mais réduit également les coûts d'électricité, offrant aux utilisateurs une expérience énergétique propre, verte et durable.

(1) Contexte 

Le toit est en ciment. Les principaux équipements électriques sont une lampe de 60 W, un téléviseur de 300 W et un cuiseur à riz de 350 W. 

(2) Analyse de la consommation électrique 

La lampe et le téléviseur sont utilisés 5 heures par jour, et le cuiseur à riz 2 heures. La consommation électrique quotidienne est de : (60 W + 300 W) x 5 heures + 350 W x 2 h = 2 500 Wh 

3) Calcul de la production d’énergie solaire 

Selon les besoins du client, nous devons fournir de l’électricité pendant trois jours de pluie. La puissance continue fournie par la production d’énergie photovoltaïque pendant les jours de pluie devrait atteindre : (3 + 1) x 2,5 = 10 kWh. La puissance de chaque panneau solaire est de 450 W. Par conséquent, la capacité installée de ce système de production d’énergie solaire est fixée à 450 x 9 = 4 050 W. 

La production d’énergie quotidienne moyenne d’un système de production d’énergie photovoltaïque de 4 050 W est d’environ 4 050 x 2,8 x 0,85 = 10,3 kWh, ce qui est suffisant pour trois jours d’utilisation normale. 

4) Présentation du système 

Un système de production d'énergie photovoltaïque hors réseau se compose de panneaux solaires, d'un onduleur, d'un pack de batteries, d'un coffret de distribution CA, d'un système de mise à la terre et de câbles. 

Panneau photovoltaïque 

En présence du soleil, les panneaux solaires absorbent l'énergie lumineuse et l'accumulation de charges opposées à leurs extrémités génère une tension photovoltaïque, également appelée « effet photovoltaïque ». Sous l'effet de l'effet photovoltaïque, une force électromotrice est générée aux deux extrémités de la cellule solaire, convertissant l'énergie lumineuse en énergie électrique. 

Stockage par batterie 

Les batteries ont pour fonction de stocker l'énergie produite par le panneau solaire et d'alimenter les charges à tout moment. Les systèmes de production d'énergie solaire nécessitent les packs de batteries suivants : 

1. Faible taux d'autodécharge ; 

2. Longue durée de vie ; 

3. Cycle de vie prolongé ; 

4. Efficacité de charge élevée ; 

5. Maintenance minimale, voire nulle ; 

6. Large plage de températures de fonctionnement ; 

7. Faible coût. 

Selon les besoins de nos clients, nous proposons une batterie solaire lithium-ion 48 V 314 Ah d'une capacité nominale de 16 kWh comme système de stockage d'énergie. Lorsque la profondeur de décharge atteint 95 %, la capacité de stockage maximale est de 15,2 kWh. Marque : Brovolt

Onduleur 

L'onduleur intègre des modules MPPT et CC/CC. Il permet de contrôler le système de production d'énergie solaire pour charger la batterie et convertir simultanément le courant continu en courant alternatif 220 V pour les charges des utilisateurs. 

(5) Avantages d'un système photovoltaïque hors réseau 

Le panneau solaire capte la lumière du soleil et la convertit en énergie électrique. Grâce à un système de contrôle et d'onduleur, le courant continu est converti en courant alternatif 220 V. Actuellement, une batterie solaire lithium haute performance est utilisée comme dispositif de stockage d'énergie, permettant de fournir efficacement une alimentation continue aux propriétaires à tout moment.

Avantages 

(1) Valorisation des toitures non couvertes et amélioration de leur taux d'utilisation. 

(2) Autonomie. La batterie lithium-ion solaire sert de dispositif de stockage d'énergie pour stocker l'électricité produite par les panneaux solaires pendant la journée, pour le confort des utilisateurs. Par temps pluvieux, elle peut fournir de l'électricité pendant 3 jours, selon les besoins. 

(3) Longue durée de vie, aucun entretien particulier n'est requis. La durée de vie du panneau solaire peut atteindre 25 ans. 

(4) Investissement unique, avantages à vie : l'énergie solaire est propre, sans rayonnement et sans pollution. 

(5) Énergie verte, sûre et respectueuse de l'environnement. Fournit une énergie propre. 

III) Présentation du système 

1. Nom du projet : Système de production d’électricité photovoltaïque domestique de 4 050 W sur toiture 

2. Localisation du projet : 2 213°-23°33°N, 107°45°-108°52°E 

3. Climat : Climat subtropical humide de mousson, avec un ensoleillement important, des précipitations abondantes, peu de gel et peu de neige, un temps doux, des étés longs et des hivers courts, et une température annuelle moyenne d’environ 21,6 °C. L’ensoleillement annuel est de 1 478,2 heures et le rayonnement solaire annuel par mètre carré est de 4 934,8 mégajoules. Ce système présente un excellent potentiel de développement et d’utilisation de la production d’électricité photovoltaïque. 

4. Surface de toiture occupée : environ 28 mètres carrés 

6. Puissance installée : 4 050 W 

7. Modules solaires : 9 modules en silicium monocristallin de 450 Wc 

8. Durée d’installation : 2 jours 

9. Brève description : Neuf modules en silicium polycristallin de 450 Wc sont installés en série sur le toit de l’utilisateur, avec un onduleur, pour une puissance installée de 4 watts.0,50 W. L'énergie produite par le photovoltaïque est d'abord fournie à la charge, puis l'excédent est chargé dans la batterie. Par temps nuageux ou la nuit, la batterie commence à alimenter la charge.

IV) Système de montage solaire 

1. Méthode d'installation conventionnelle par « support de déflecteur » 

La méthode d'installation par « support de déflecteur » utilise des contrepoids en ciment associés à des colliers de serrage en alliage d'aluminium pour fixer le déflecteur au bas de l'assemblage. L'assemblage est placé sur le support et fixé à l'aide des colliers de serrage. Voir la figure ci-dessous.

(5) Modules photovoltaïques

（6) Onduleur hors réseau

（6) Batterie solaire lithium-ion

II. Retour sur investissement et bénéfices 

(I) Production d'électricité et retour sur investissement 

Le rayonnement total annuel moyen est de 4 975 MJ/㎡, soit 3,76 kWh/㎡·j. 

L'ensoleillement annuel est de 1 500 à 1 873,7 heures. La puissance installée totale de ce projet est de 4 050 Wc, la production quotidienne moyenne d'électricité est de 10,3 kWh et la production annuelle d'électricité est d'environ 3 769 kWh. 

(1) Retour sur investissement : Le capital investi dans ce projet s'élève à 18 000 RMB. Sur la base du prix de l'électricité résidentielle à Nanning de 0,588 RMB/kWh, auquel s'ajoute la subvention nationale de 0,42 RMB/kWh pour l'électricité distribuée, soit une subvention de 1,008 RMB par kWh, le coût sera amorti en environ 5 ans. La centrale électrique fonctionnera pendant 25 ans et générera un chiffre d'affaires de 69 225 RMB. 

(II) Avantages de la démonstration 

Les centrales solaires convertissent l'énergie solaire en électricité. Tout au long du processus, aucun polluant (gaz, liquides ou solides) n'est généré, ni aucune nuisance sonore significative. Elles présentent des avantages considérables en termes d'économies d'énergie et de protection de l'environnement. 

(1) Valoriser les toitures non couvertes et améliorer leur taux d'utilisation. Parallèlement, la couche isolante formée sur la toiture après la pose des modules photovoltaïques réduit la température intérieure moyenne ; la pose de panneaux solaires sur la toiture bloque directement l'érosion du bâtiment due au soleil et à la pluie, augmentant ainsi sa durée de vie. 

(2) Exploiter efficacement l'énergie solaire et fournir de l'électricité aux utilisateurs à proximité, ce qui permet aux propriétaires de bénéficier d'une alimentation électrique continue à tout moment et de réaliser d'importantes économies d'énergie. 

(3) La centrale électrique bénéficie d'un environnement écologique et respectueux de l'environnement, fournit une énergie propre et présente un bon effet de démonstration. 

3. Exploitation et maintenance 

Afin de garantir un fonctionnement sûr et stable du système, celui-ci doit être entretenu régulièrement. 

(I) Panneau photovoltaïque 

1. L'exploitation et la maintenance des modules photovoltaïques doivent être conformes aux réglementations suivantes : la surface des modules photovoltaïques doit être maintenue propre. Lors du nettoyage des modules photovoltaïques, il convient de respecter les points suivants : 

(1) Utiliser un chiffon doux et propre, sec ou humide, pour essuyer les modules photovoltaïques. Il est strictement interdit d'utiliser des solvants corrosifs ou des objets durs pour essuyer les modules photovoltaïques. 

(2) Les modules photovoltaïques doivent être nettoyés sous un rayonnement solaire inférieur à 200 W/m². Il est déconseillé d'utiliser des liquides présentant une différence de température importante avec les modules pour les nettoyer. 

(3) Il est strictement interdit de nettoyer les modules photovoltaïques par vent de force 4, fortes pluies ou fortes chutes de neige. 

2. Les modules photovoltaïques doivent être inspectés régulièrement. Si les problèmes suivants sont détectés, ils doivent être ajustés ou remplacés immédiatement : 

(1) Le module photovoltaïque présente un verre brisé, un panneau arrière brûlé ou une décoloration visible ; 

(2) Des bulles d'air se forment dans le module photovoltaïque, formant un canal de communication entre le bord du module et un circuit ; 

(3) Le boîtier de jonction du module photovoltaïque est déformé, tordu, fissuré ou brûlé, et la borne ne peut pas être correctement connectée. 

3. Le panneau d'avertissement de mise sous tension du module photovoltaïque ne doit pas être perdu. 

4. L'entretien du support doit être conforme aux réglementations suivantes : 

(1) Toutes les soudures et les connexions du support doivent être solides et fiables. 

(2) Le revêtement anticorrosion de la surface du support ne doit ni se fissurer ni se détacher. Si tel est le cas, il doit être repeint à temps. 

5. L'exploitation et la maintenance des systèmes photovoltaïques domestiques doivent être conformes aux réglementations suivantes :

 (1) Les matériaux et composants photovoltaïques doivent être régulièrement inspectés, nettoyés, entretenus et réparés par des professionnels. Si les problèmes suivants sont détectés, ils doivent être corrigés ou remplacés immédiatement : 

A. Condensation, infiltration d'eau et rupture du verre ; 

B. Fissuration du verre, y compris les fissures thermiques et les fissures spontanées du verre trempé ; 

C. Délaminage du verre à couche, entraînant une perte de beauté architecturale ; 

D. Décollement, fissures et dommages du verre. 

(2) Le système de drainage des matériaux et composants photovoltaïques doit être maintenu dégagé et nettoyé régulièrement. 

(3) Les portes et fenêtres utilisant des matériaux ou composants photovoltaïques doivent être flexibles à l'ouverture et à la fermeture, la quincaillerie ne doit pas être altérée ni endommagée, et les boulons ou vis de fixation ne doivent pas être desserrés ni défaillants. (4) Les joints des matériaux de construction et des composants photovoltaïques ne doivent pas être décollés, fissurés ou bullés, et les bandes d'étanchéité ne doivent pas tomber ni être endommagées. 

(5) Les équipements (machines de nettoyage, paniers suspendus, etc.) utilisés pour l'inspection, le nettoyage, l'entretien et la réparation des matériaux de construction et des composants photovoltaïquesL'onduleur doit être robuste, flexible, facile à utiliser, sûr et fiable. Des mesures doivent être prises pour éviter les chocs et les dommages aux matériaux et composants photovoltaïques. 

(6) Lors du nettoyage des matériaux et composants photovoltaïques en intérieur, il est interdit de faire couler de l'eau dans les cloisons ignifuges et les interfaces électriques des composants ou des panneaux. 

(7) Lors du remplacement du verre des matériaux et composants photovoltaïques à cadre vitré, il convient de remplacer l'ensemble du composant par un composant dont le temps de durcissement est dépassé. 

(II) Onduleur 

1. L'exploitation et la maintenance de l'onduleur solaire autonome doivent être conformes aux dispositions suivantes : 

(1) Les réglages de la tension de surcharge et de la tension de décharge excessive de l'onduleur solaire autonome doivent être conformes aux exigences de conception ; 

(2) Les panneaux d'avertissement sur l'onduleur solaire autonome doivent être complets et clairs ; 

(3) Les bornes de câblage de l'onduleur solaire autonome ne doivent être ni desserrées ni corrodées ; 

(4) Les spécifications du fusible CC haute tension de l'onduleur doivent être conformes aux exigences de conception ; 

(5) La résistance d'isolement du pôle positif à la terre, du pôle négatif à la terre et des pôles positif et négatif du jeu de barres de sortie CC doit être supérieure à 2 mégohms ; 

(III) Système de mise à la terre et de protection contre la foudre 

(1) La connexion entre le système de mise à la terre photovoltaïque et les barres d'acier de la structure du bâtiment doit être fiable. 

(2) La connexion entre les modules photovoltaïques, les supports, l'armure métallique des câbles et la grille de mise à la terre métallique du toit doit être fiable. 

(3) La résistance de mise à la terre du fil de terre commun au système photovoltaïque et au système de protection contre la foudre doit être conforme à la réglementation en vigueur. 

(4) Le dispositif de protection contre les surtensions entre le fil de terre du système de surveillance, de contrôle et de régulation de puissance du système photovoltaïque et le système de protection contre la foudre doit être efficace et sa résistance de mise à la terre doit être conforme à la réglementation en vigueur. (5) Le dispositif de protection contre la foudre du système photovoltaïque doit être efficace et vérifié régulièrement avant et après la saison des orages. 

(IV) Ligne 

1. Les points suivants doivent être respectés lors de l'entretien du câble du système photovoltaïque : 

(1) Le câble ne doit pas être utilisé en surcharge et sa gaine en plomb ne doit ni gonfler ni se fissurer ; 

(2) Le câble doit être scellé à l'entrée et à la sortie de l'équipement et ne doit présenter aucun trou de diamètre supérieur à 10 mm. 

(3) Aux endroits où le câble exerce une pression ou une tension excessive sur le boîtier de l'équipement, son point d'appui doit être intact ; 

(4) L'embouchure du tube en acier de protection du câble ne doit présenter ni perforations, ni fissures, ni irrégularités importantes, et sa paroi intérieure doit être lisse ; le tube métallique du câble ne doit pas être fortement rouillé ; il ne doit présenter ni bavures, ni objets durs, ni débris. En cas de bavures, les limer et les entourer de gaine de câble, puis les attacher solidement. 

(5) Les accumulations et les débris dans le puits de câbles extérieur doivent être nettoyés à temps. Si la gaine du câble est endommagée, elle doit être traitée. 

(6) Lors de l'inspection de la tranchée de câbles intérieure, éviter d'endommager le câble ; s'assurer que le support est mis à la terre et que la dissipation thermique dans la tranchée est bonne. 

(7) Les piquets le long de la ligne de câbles enterrée directe doivent être intacts. Interdiction de creuser le sol à proximité du chemin. S'assurer qu'aucun objet lourd, matériau de construction ou installation temporaire n'est empilé au sol le long du chemin, et qu'aucune substance corrosive n'est rejetée. S'assurer que les dispositifs de protection des câbles extérieurs exposés au sol sont intacts. 

(8) S'assurer que le couvercle de la tranchée ou du puits de câbles est intact ; qu'il ne doit y avoir ni eau ni débris dans la tranchée ; s'assurer que les supports dans la tranchée sont solides, exempts de rouille et de jeu. La gaine et l'armure du câble armé ne doivent pas être trop rouillées. 

(9) Pour les câbles multiples posés en parallèle, la distribution du courant et la température de la gaine doivent être vérifiées afin d'éviter toute brûlure aux points de connexion due à un mauvais contact. 

(10) Assurez-vous que la borne du câble est correctement mise à la terre, que le manchon isolant est intact, propre et exempt de traces de décharge électrique. Assurez-vous que la couleur de phase du câble est bien visible. 

(11) Les chemins de câbles métalliques et leurs supports, ainsi que les conduits métalliques d'entrée et de sortie, doivent être mis à la terre. (12) La connexion PE ou neutre (PEN) est fiable : le fil de terre doit être solidement connecté entre les ponts. 

(13) L'étanchéité ignifuge de la paroi du pont doit être étanche et ne pas se détacher. 

(14) Assurez-vous que les boulons entre le pont et le support, ainsi que les boulons de la plaque de connexion du pont, sont bien fixés.