Comment dimensionner un système de stockage d'énergie par batterie commerciale

GUIDE DE DIMENSIONNEMENT DES BESS COMMERCIAUX

Correct dimensionnement des BESS commerciaux commence par la demande réelle d'électricité de l'installation, et non par le simple choix d'une capacité de batterie dans une liste de produits. Un système trop petit peut ne pas fournir suffisamment de puissance ou de temps de fonctionnement, tandis qu'un système surdimensionné peut entraîner des coûts de projet inutiles.

Un processus pratique de dimensionnement de batteries commerciales devrait déterminer deux valeurs séparément : la puissance requise en kW et la capacité énergétique requise en kWh. La configuration finale du système doit également tenir compte de la durée de secours, de la demande de pointe, de la profondeur de décharge utilisable, de l'efficacité du système, des conditions de charge, de la production solaire photovoltaïque, de la température et de l'expansion future.

Si vous débutez dans le stockage d'énergie commercial, lisez d'abord notre guide sur ce qu'est un système de stockage d'énergie commercial et comment il fonctionne avant de passer aux calculs détaillés de capacité et de puissance.

1. Définir l'objectif du BESS commercial

Avant de commencer tout calcul de capacité BESS, définissez exactement ce que le système de stockage d'énergie est censé faire.

2. Commencer par le profil de charge de l'installation

Le profil de charge de l'installation est l'une des entrées les plus importantes pour un dimensionnement précis des batteries commerciales. Il montre comment la demande d'électricité évolue tout au long de la journée d'exploitation, au lieu de fournir uniquement un chiffre de consommation mensuelle ou quotidienne.

Selon le projet, les données de charge peuvent être enregistrées toutes les 15 minutes, 30 minutes ou une heure. Les informations utiles comprennent :

• Charge de fonctionnement moyenne
• Demande maximale
• Consommation électrique quotidienne
• Périodes de demande de pointe
• Heures de fonctionnement
• Charges critiques
• Charges de démarrage des moteurs, pompes et compresseurs
• Différences de demande entre semaine et week-end
• Variations de charge saisonnières

Par exemple, une usine peut normalement fonctionner à 70 kW mais atteindre 120 kW lorsque plusieurs machines démarrent en même temps. Un hôtel peut connaître sa demande la plus élevée le soir. Ces installations peuvent nécessiter des configurations BESS différentes, même si leur consommation d'électricité quotidienne totale est similaire.

3. Comprendre le kW par rapport au kWh dans le dimensionnement des BESS

L'une des erreurs les plus courantes dans le dimensionnement kW kWh est de traiter la puissance et l'énergie comme des spécifications identiques.

C'est pourquoi un BESS commercial ne doit pas être sélectionné uniquement en comparant les capacités de batterie. La demande de puissance et la durée de l'énergie doivent être évaluées ensemble.

4. Calculer l'énergie utilisable requise de la batterie

Pour les applications de secours, un point de départ simple pour le calcul de la capacité du BESS est :

Considérez une installation commerciale avec :

• Charge critique : 90 kW
• Temps de secours requis : 2 heures

90 kW × 2 heures = 180 kWh d'énergie utilisable

Cependant, cela ne signifie pas automatiquement qu'une batterie nominale de 180 kWh est suffisante. L'étape suivante consiste à tenir compte de la profondeur de décharge utilisable et des pertes du système.

5. Ajuster la capacité de la batterie en fonction de la profondeur de décharge et de l'efficacité

Un système de stockage d'énergie par batterie fonctionne normalement dans une plage d'état de charge utilisable définie. La capacité nominale complète de la batterie n'est donc pas nécessairement utilisée lors de chaque cycle de fonctionnement.

Pour un calcul préliminaire :

180 ÷ 0,90 ÷ 0,95 ≈ 211 kWh

Le projet commencerait donc son évaluation dans la classe de capacité d'environ 210 kWh ou plus. Il s'agit d'un exemple de dimensionnement préliminaire plutôt que d'une spécification d'ingénierie finale. Les exigences de réserve, la température, le vieillissement de la batterie et les spécifications réelles du système doivent encore être pris en compte.

6. Déterminer la puissance BESS requise en kW

La capacité énergétique de la batterie seule ne suffit pas. Le PCS doit également fournir suffisamment de puissance pour les charges que le système est censé supporter.

Portez une attention particulière à :

• Machines de production
• Moteurs électriques
• Pompes
• Compresseurs
• Systèmes CVC
• Équipements de réfrigération
• Ascenseurs
• Autres charges à courant de démarrage élevé

Un site avec une charge moyenne de 70 kW peut toujours nécessiter un PCS de 100 kW ou plus si une demande de pointe de courte durée doit être supportée.

7. Comparer les configurations BESS commerciales par puissance et énergie

Une fois les exigences de puissance et d'énergie du projet connues, l'étape suivante consiste à comparer les configurations BESS réelles. Les systèmes Voltertech suivants illustrent comment différentes combinaisons de kWh et de kW peuvent répondre à différentes exigences de projets commerciaux et industriels.

Comparaison rapide

Ces exemples montrent pourquoi la sélection des produits doit suivre le processus de dimensionnement du BESS plutôt que de le précéder. Un projet nécessitant une durée de fonctionnement plus longue peut privilégier des kWh supplémentaires, tandis qu'un projet avec une charge instantanée plus élevée peut nécessiter une puissance PCS supplémentaire.

Vous pouvez également parcourir la gamme complète des systèmes de stockage d'énergie commerciaux Voltertech pour des configurations de capacité et de puissance supplémentaires.

8. Vérifier la puissance de charge disponible

Une batterie plus grande nécessite également une capacité de charge suffisante. Si la puissance de charge disponible est limitée, la batterie peut ne pas se recharger complètement avant le prochain cycle de fonctionnement.

Examiner :

• Capacité de connexion au réseau
• Capacité du transformateur
• Puissance de charge du PCS
• Fenêtre de charge disponible
• Sortie solaire PV
• Capacité du générateur le cas échéant

La capacité de la batterie, la puissance du PCS et l'infrastructure électrique du site doivent donc être évaluées ensemble.

9. Coordonner la capacité de la batterie avec le solaire PV

Pour les projets solaires avec stockage, la taille de la batterie doit être coordonnée avec la production solaire réelle et la consommation de l'installation.

Par exemple, si une installation commerciale produit 500 kWh d'électricité solaire pendant la journée mais consomme environ 450 kWh pendant la même période, seule une partie de la production solaire restante est disponible pour charger la batterie après prise en compte des conditions du système et des pertes.

L'installation d'une capacité de batterie supplémentaire ne crée pas d'énergie de charge supplémentaire. Le système PV, le profil de charge et la stratégie de charge de la batterie doivent donc être évalués ensemble.

10. Tenir compte de la température, de la dégradation et de l'expansion future

Informations nécessaires avant le dimensionnement final du BESS

Pour une recommandation de système plus précise, préparez les informations suivantes avant de demander un devis pour un BESS commercial :

Erreurs courantes de dimensionnement des BESS commerciaux

Dimensionnement basé uniquement sur la consommation électrique quotidienne

La consommation électrique quotidienne n'indique pas quand l'électricité est utilisée ni quelle est la charge de pointe.

Choix du kWh sans vérifier le kW

Une batterie peut contenir suffisamment d'énergie mais être incapable de supporter la charge requise si la puissance du PCS est insuffisante.

Ignorer les charges de démarrage des moteurs

Les pompes, les compresseurs et les moteurs industriels peuvent nécessiter une puissance considérablement plus élevée au démarrage qu'en fonctionnement normal.

Ignorer la fenêtre de charge

Le réseau, le système solaire, le générateur et le PCS doivent être capables de recharger la batterie dans les délais d'exploitation disponibles.

Surdimensionnement sans objectif clair

Une capacité de batterie supplémentaire n'est utile que lorsqu'elle répond à une exigence opérationnelle définie, telle que le secours, la réduction de la demande de pointe, l'utilisation solaire ou la réduction des générateurs.

Questions fréquemment posées

Comment calculer la capacité d'un BESS commercial ?

Un calcul de base commence par la charge en kW multipliée par le temps de fonctionnement requis en heures. L'exigence d'énergie utilisable résultante doit ensuite être ajustée en fonction de la profondeur de décharge utilisable, de l'efficacité du système, de la capacité de réserve et des conditions réelles du site.

Combien de kWh un BESS commercial nécessite-t-il ?

Il n'y a pas de capacité standard pour chaque projet commercial. L'énergie de batterie requise dépend de la charge, de la durée de fonctionnement requise, de la stratégie de réduction de la demande de pointe, de la production solaire et de l'objectif principal du projet.

Une batterie de 200 kWh est-elle suffisante pour un bâtiment commercial ?

Cela dépend de la charge connectée et de la durée de fonctionnement requise. Une batterie de 200 kWh supporte une charge de 30 kW différemment d'une charge de 100 kW, donc la puissance et l'énergie doivent être évaluées ensemble.

Un BESS doit-il être dimensionné en utilisant la charge moyenne ou la charge de pointe ?

Les deux sont importants. La capacité énergétique est liée à la quantité d'énergie que le système doit fournir au fil du temps, tandis que la puissance du PCS doit tenir compte de la charge maximale que le BESS est censé supporter.

Un BESS commercial peut-il être étendu plus tard ?

Certaines architectures de stockage d'énergie commerciales prennent en charge l'expansion modulaire ou parallèle. L'expansion doit être envisagée lors de la conception initiale afin que l'architecture de la batterie, le PCS, le BMS, l'EMS et l'infrastructure électrique restent compatibles.

Dimensionner le BESS autour du projet, pas seulement de la batterie

Un dimensionnement efficace des BESS commerciaux commence par des données réelles de l'installation. Le profil de charge, la demande de pointe, la durée de secours requise, la capacité utilisable de la batterie, la puissance du PCS, la source de charge, la production solaire, les conditions d'installation et l'expansion future doivent être évalués ensemble.

Un système de 215 kWh, 233 kWh ou 261 kWh ne doit donc pas être sélectionné simplement parce qu'une capacité semble la plus proche d'un résultat de calcul. La configuration finale doit correspondre à la fois au kW et au kWh requis par le site, ainsi qu'aux conditions électriques et opérationnelles plus larges.

Pour les installateurs, les distributeurs, les entrepreneurs EPC et les développeurs de projets, Voltertech fournit des systèmes de stockage d'énergie par batterie commerciaux et industriels pour différentes exigences de puissance, de capacité et d'application.