Qu'est-ce qu'un système de stockage d'énergie commercial et comment fonctionne-t-il ?

GUIDE SUR LE STOCKAGE D'ÉNERGIE COMMERCIAL

Les systèmes de stockage d'énergie commerciaux aident les entreprises à stocker l'électricité, à gérer la demande de puissance, à améliorer l'utilisation de l'énergie solaire et à maintenir les opérations critiques lors des interruptions du réseau. Ce guide explique le fonctionnement du stockage par batterie commercial, ses principaux composants, ses applications courantes, ses avantages et les facteurs clés à considérer avant de sélectionner un système.

Le stockage d'énergie commercial en bref

Un système de stockage d'énergie commercial stocke l'électricité dans des batteries et la restitue lorsqu'une installation a besoin de puissance supplémentaire. Il peut se charger à partir du réseau électrique, d'un système solaire photovoltaïque, d'un générateur ou d'une combinaison de ces sources d'énergie.

Un système complet comprend normalement des modules de batterie, un système de gestion de batterie, un système de conversion de puissance, un système de gestion d'énergie, un équipement de gestion thermique et une protection électrique.

La demande d'électricité est rarement constante tout au long de la journée. Une usine peut consommer plus d'énergie lorsque plusieurs machines démarrent en même temps, tandis qu'un hôtel, un entrepôt, un centre commercial ou un immeuble de bureaux peut connaître une demande plus élevée pendant les heures d'ouverture spécifiques.

Les entreprises de certaines régions sont également confrontées à une alimentation instable du réseau, à des interruptions de courant fréquentes, à une capacité de transformateur limitée ou à des coûts d'électricité élevés. Un système de stockage d'énergie par batterie commercial, également connu sous le nom de C&I ESS, donne à l'installation un plus grand contrôle sur le moment où l'électricité est stockée et utilisée.

Comment fonctionne un système de stockage d'énergie commercial ?

Un système de stockage d'énergie commercial fonctionne par un processus contrôlé de charge et de décharge. La stratégie exacte dépend de l'objectif du projet, du tarif d'électricité, des charges connectées, de la puissance solaire disponible, de la configuration du générateur et des conditions du réseau local.

1. L'électricité entre dans le système

Le système reçoit de l'électricité du réseau électrique, des panneaux solaires, d'un générateur ou d'une combinaison de sources d'alimentation disponibles.

2. Le système de conversion de puissance gère le flux d'électricité

Le système de conversion de puissance convertit l'électricité entre le courant alternatif (AC) et le courant continu (DC). Cela permet aux batteries de se charger et permet à l'énergie stockée d'être convertie en courant alternatif utilisable pour les équipements commerciaux.

3. La batterie stocke l'énergie électrique

Les modules de batterie stockent l'électricité jusqu'à ce que le système de gestion d'énergie détermine que l'énergie stockée doit être utilisée.

4. L'énergie stockée est fournie à l'installation

La batterie peut se décharger pendant les périodes de forte demande, de faible production solaire, d'interruptions du réseau ou d'autres conditions d'exploitation définies par le projet.

Le système de gestion d'énergie surveille en permanence la demande de charge, l'état de charge de la batterie, la disponibilité du réseau, la production solaire et les calendriers d'exploitation. Il contrôle ensuite quand le système doit se charger, rester en veille ou se décharger.

La puissance et l'énergie sont différentes. La puissance du système est mesurée en kilowatts ou en mégawatts et indique la quantité de puissance que le système peut fournir à un moment donné. L'énergie de la batterie est mesurée en kilowatt-heures ou en mégawatt-heures et indique la quantité d'énergie que le système peut stocker.

Principaux composants d'un système de stockage d'énergie commercial

Une solution de stockage d'énergie commerciale contient plus que des cellules de batterie. Ses principaux composants doivent communiquer et fonctionner ensemble comme un système d'alimentation intégré.

Modules de batterie

Les modules de batterie stockent l'énergie électrique. Les batteries LiFePO4 sont largement utilisées dans le stockage d'énergie stationnaire en raison de leur stabilité thermique, de leurs performances cycliques et de leur aptitude à la charge et à la décharge répétées.

Système de gestion de batterie

Le système de gestion de batterie, ou BMS, surveille la tension des cellules, la température, le courant, l'état de charge et d'autres conditions de la batterie. Il aide également à protéger la batterie contre la surcharge, la décharge excessive, le courant excessif et les températures anormales.

Système de conversion de puissance

Le système de conversion de puissance, ou PCS, convertit le courant continu des batteries en courant alternatif pour les charges commerciales. Pendant la charge, il convertit le courant alternatif en courant continu pour le stockage de la batterie.

Système de gestion d'énergie

Le système de gestion d'énergie, ou EMS, coordonne la charge, la décharge, l'utilisation solaire, la gestion de la charge, le fonctionnement du générateur et la communication avec d'autres équipements.

Gestion thermique et protection

Le refroidissement par air ou par liquide aide à maintenir des températures de fonctionnement appropriées. La protection de sécurité peut inclure des disjoncteurs, des fusibles, une protection contre les surtensions, une surveillance de l'isolation, un arrêt d'urgence, des alarmes, une détection de fumée et des équipements de protection incendie.

Un système de stockage d'énergie commercial intègre des batteries, la conversion de puissance, la surveillance, le refroidissement et des équipements de protection électrique.

Applications courantes de stockage d'énergie commercial

Réduction des pics de demande

Une installation peut décharger l'électricité stockée lorsque sa demande de puissance atteint un niveau élevé. Cela réduit la quantité d'électricité tirée du réseau pendant les périodes de pointe et peut aider à contrôler les coûts d'électricité liés à la demande.

Stockage d'énergie solaire

Les panneaux solaires peuvent produire plus d'électricité qu'une entreprise ne peut en utiliser immédiatement pendant la journée. Le système de stockage peut stocker l'excès d'énergie solaire et l'utiliser plus tard lorsque la production solaire diminue ou que la demande d'électricité augmente.

Alimentation de secours

Lorsqu'il est conçu pour fonctionner en secours, le système peut maintenir l'électricité pour des charges critiques sélectionnées lors d'une interruption du réseau. Ces charges peuvent inclure l'éclairage, les systèmes de communication, la réfrigération, les équipements de contrôle, les serveurs ou les processus de production essentiels.

Décalage de charge

La batterie peut se charger lorsque l'électricité est plus disponible ou moins chère et se décharger pendant les périodes d'exploitation les plus coûteuses. Ceci est également connu sous le nom d'optimisation de l'utilisation horaire.

Applications hors réseau et réseau faible

Dans les endroits où le réseau est peu fiable ou inexistant, le stockage d'énergie commercial peut fonctionner avec des panneaux solaires et des générateurs pour créer un système d'alimentation hybride plus stable. La batterie peut réduire le fonctionnement inutile du générateur et aider à équilibrer les changements de production solaire.

Le stockage d'énergie commercial peut fonctionner avec le solaire photovoltaïque, l'alimentation du réseau, les charges de l'installation et les générateurs de secours.

Avantages pour les installations commerciales et industrielles

• Contrôle énergétique amélioré : Les entreprises peuvent gérer le moment où l'électricité est stockée et consommée.
• Autoconsommation solaire plus élevée : Plus d'électricité solaire peut être utilisée au sein de l'installation.
• Réduction de la demande de pointe du réseau : L'énergie stockée peut soutenir l'installation pendant les périodes de forte demande.
• Capacité de secours : Les équipements critiques peuvent continuer à fonctionner lors de certaines interruptions du réseau.
• Expansion flexible : Les systèmes modulaires peuvent permettre l'ajout ultérieur de capacité de batterie ou d'équipement de puissance.
• Réduction du fonctionnement du générateur : Les batteries peuvent réduire le temps de fonctionnement du générateur dans les projets à réseau faible et hors réseau.

Configurations de systèmes de stockage d'énergie commercial

Stockage connecté au réseau

Le stockage connecté au réseau se charge normalement à partir du réseau électrique et fournit l'énergie stockée pendant des périodes sélectionnées. Il est couramment utilisé pour la réduction des pics de demande et le décalage de charge.

Solaire plus stockage

Le solaire plus stockage combine un système solaire photovoltaïque avec un stockage par batterie. L'excès de production solaire diurne peut être stocké et utilisé plus tard.

Système de secours hybride

Un système de secours hybride combine l'alimentation du réseau, l'énergie solaire et le stockage par batterie. Il convient aux zones à alimentation réseau instable et aux projets nécessitant une alimentation de secours pour les charges critiques.

Système hybride hors réseau

Un système hybride hors réseau combine normalement des panneaux solaires, un stockage par batterie et un générateur. Il convient aux sites commerciaux ou industriels éloignés où une alimentation électrique fiable n'est pas disponible.

Comment sélectionner le bon système de stockage d'énergie commercial

1. Examiner le profil de charge. Collecter la charge moyenne, la charge maximale, les heures de fonctionnement, les périodes de demande de pointe et la consommation d'électricité quotidienne.

2. Définir l'objectif du projet. Confirmer si le système est requis pour la réduction des pics de demande, le stockage solaire, l'alimentation de secours, la réduction du générateur ou le fonctionnement hors réseau.

3. Déterminer la puissance requise. Considérer la puissance de fonctionnement normale et la puissance de démarrage des moteurs, pompes, compresseurs et autres équipements.

4. Calculer la capacité de la batterie. Considérer la charge connectée, la durée de secours, la profondeur de décharge utilisable, l'efficacité de conversion, la température et la capacité de réserve.

5. Confirmer les conditions du réseau, du solaire et du générateur. Examiner la tension du réseau, la fréquence, la capacité du transformateur, la capacité solaire photovoltaïque et la taille du générateur.

6. Évaluer l'environnement d'installation. Considérer l'installation intérieure ou extérieure, la température ambiante, la corrosion, la ventilation, le drainage et l'espace de maintenance.

7. Vérifier la communication et la surveillance. Confirmer les protocoles requis, la surveillance à distance, la compatibilité de l'onduleur, l'enregistrement des données et le contrôle du générateur.

8. Planifier la maintenance et l'expansion. S'assurer que la disposition du système permet une inspection sûre, le remplacement des composants et l'expansion future.

Informations nécessaires avant le dimensionnement du système

• Pays du projet et lieu d'installation
• Tension et fréquence du réseau
• Système électrique monophasé ou triphasé
• Puissance de charge maximale en kW
• Consommation d'électricité quotidienne en kWh
• Temps de fonctionnement de secours requis
• Liste des charges critiques
• Capacité solaire photovoltaïque existante ou prévue
• Capacité du générateur, le cas échéant
• Exigence d'installation intérieure ou extérieure
• Zone d'installation disponible
• Besoins d'expansion futurs

Questions fréquemment posées

Quelle est la différence entre un système de stockage d'énergie commercial et un générateur ?

Un générateur produit de l'électricité à partir de carburant, tandis qu'un système de stockage d'énergie par batterie stocke l'électricité produite précédemment. Les deux systèmes peuvent également fonctionner ensemble.

Une batterie commerciale peut-elle fournir de l'électricité lors d'une panne de réseau ?

Oui, mais le système doit être conçu pour un fonctionnement de secours ou hors réseau. Un système standard connecté au réseau peut s'arrêter lors d'une panne, sauf s'il comprend l'équipement de transfert et la logique de contrôle requis.

Combien de temps un système de stockage d'énergie commercial peut-il alimenter une installation ?

La durée de secours dépend de la capacité utilisable de la batterie et de la puissance consommée par les charges connectées. Un dimensionnement précis nécessite une liste détaillée des charges et le temps de secours attendu.

Le stockage d'énergie commercial peut-il fonctionner avec des panneaux solaires ?

Oui. La batterie peut stocker l'excès de production solaire diurne et fournir l'énergie stockée plus tard lorsque la production solaire est plus faible ou que la demande d'électricité est plus élevée.

Qu'est-ce qui affecte la durée de vie d'un système de batterie commercial ?

La chimie de la batterie, la qualité des cellules, la température de fonctionnement, la profondeur de décharge, le taux de charge, la fréquence des cycles, le contrôle du BMS, les performances de refroidissement et les conditions de maintenance peuvent tous affecter la durée de vie.

Quelles informations sont nécessaires pour un devis de système ESS commercial ?

Les informations utiles comprennent le lieu du projet, la tension du réseau, la charge maximale, la consommation d'électricité quotidienne, le temps de secours requis, la capacité solaire photovoltaïque, les détails du générateur, l'environnement d'installation et les besoins d'expansion futurs.

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