Dans le cadre de la transition mondiale vers des énergies propres, l'énergie solaire est devenue un choix de premier ordre pour les entreprises et les ménages qui cherchent à moderniser leur structure énergétique, grâce à sa nature "inépuisable". Cependant, le manque de fiabilité de l'énergie solaire et sa dépendance aux conditions météorologiques restent le principal obstacle à son utilisation à grande échelle : elle produit trop d'électricité les jours ensoleillés, mais n'en produit pas la nuit ou par temps nuageux.
C'est là que BESS (système de stockage d'énergie par batterie) sont là pour résoudre ce problème. Ils peuvent non seulement stocker l'électricité excédentaire, mais aussi atteindre les pics de consommation grâce à une gestion efficace, ce qui permet de réduire considérablement les factures d'électricité mensuelles et de transformer l'énergie solaire "dépendante des conditions météorologiques" en une énergie "contrôlable et utilisable".
I. Principaux points de douleur des Système photovoltaïque: Pourquoi avons-nous besoin d'une batterie spécialisée ? L'énergie Systèmes de stockage ?
Sans système de stockage d'énergie par batterie, Système photovoltaïque sont souvent confrontés à trois problèmes fondamentaux, qui soulignent également la nécessité d'un stockage efficace de l'énergie :
1. Grave gaspillage d'énergie : Lors des pics de production solaire en journée, si la demande d'électricité est inférieure à la production, l'électricité excédentaire ne peut qu'être injectée dans le réseau (les subventions pour la connexion au réseau sont limitées dans certaines régions ou ne peuvent pas être injectées dans le réseau), ce qui entraîne un gaspillage d'environ 30%-50% d'électricité propre.
2. Mauvaise stabilité de l'alimentation électrique : Un temps couvert ou une couverture nuageuse peut provoquer une chute soudaine de la production solaire, ce qui affecte directement la stabilité de la consommation d'électricité. Pour les ménages, cela peut se traduire par des arrêts d'appareils ; pour les entreprises telles que les usines et les centres de données, cela peut entraîner des pertes de production.
3. Incapacité à répondre à la demande d'électricité de pointe : La demande d'électricité de la plupart des ménages atteint son maximum le soir. Cependant, il n'y a pas d'ensoleillement et il n'y a pas d'énergie solaire.
Les systèmes de stockage en batterie spécialisés répondent aux problèmes susmentionnés grâce à une boucle fermée de "charge-stockage-décharge à la demande", faisant passer l'utilisation de l'énergie solaire d'une "réception passive" à une "gestion active".
II. Grand public PV + BESS Technologies : le choix de la bonne batterie est la base d'un stockage efficace.
Les différents types de batteries varient considérablement en termes d'efficacité, de durée de vie, de coût et de sécurité. Actuellement, les batteries au lithium (LiFePO4) sont la technologie la plus répandue sur le marché. Leur sécurité et leur durée de vie peuvent couvrir un cycle de service de 10 ans et nécessitent moins de maintenance après-vente, ce qui répond aux besoins de stockage d'énergie de la plupart des scénarios.
III. 5 Stratégies clés d'amélioration PV + BESS Efficacité
Après avoir sélectionné le bon système et la bonne batterie, une gestion et une conception scientifiques peuvent encore améliorer l'efficacité du stockage (objectif : permettre à la batterie de "stocker plus, de se décharger complètement et de consommer moins"). Les stratégies de base sont les suivantes :
1. Faire correspondre avec précision "capacité de l'installation PV - capacité de la batterie - électricité
Une capacité inadaptée nuit à l'efficacité : une batterie trop petite ne parvient pas à stocker tout le surplus d'énergie photovoltaïque ; une batterie trop grande reste "à moitié chargée" à long terme, ce qui raccourcit sa durée de vie. Par exemple, un système photovoltaïque résidentiel de 5kW (≈20kWh de production journalière) pour un ménage utilisant 12kWh/jour n'a besoin que d'une batterie de 10kWh, stockant 8kWh de surplus pour l'utilisation nocturne.
2. Optimiser la charge/décharge pour éviter la "surcharge/surdécharge profonde".
- Arrêter la charge à 90%-95% (la surcharge provoque une polarisation et réduit la durée de vie) ; arrêter la décharge lorsque l'état de charge est inférieur à 20% (la surcharge endommage les cellules de la batterie).
- Priorité à l'énergie photovoltaïque en temps réel pour les charges, puis stockage des excédents - réduction des pertes de conversion 5%-8% dans le processus "PV→batterie→charge".
3. Adopter un SME intelligent
Contrairement aux systèmes passifs traditionnels, l'EMS intelligent permet de surveiller la batterie en temps réel via une application mobile. Contrôler la température de fonctionnement de la batterie, les batteries au lithium fonctionnent mieux à 25℃-35℃ : l'efficacité chute 20%-30% en dessous de 0℃, et le vieillissement s'accélère au-dessus de 45℃. Parallèlement, installer les batteries résidentielles dans des garages/espaces intérieurs ventilés et secs ; utiliser un refroidissement par air ou par liquide pour les systèmes commerciaux/industriels.
4. Effectuer un entretien régulier pour prolonger la durée de vie de la batterie
Nettoyer les surfaces de la batterie et vérifier les connexions des bornes tous les 3 à 6 mois (un mauvais contact augmente les pertes de résistance).
Effectuer un étalonnage de la batterie (charge lente à faible courant jusqu'à ce qu'elle soit complètement chargée) 1 à 2 fois par an afin d'éviter des écarts de capacité importants entre les cellules.
5. Combiner la "complémentation multi-énergie" pour améliorer la résilience du système
Pour les utilisateurs commerciaux/industriels : associer PV + BESS à des générateurs diesel (comme solution de secours pour les coupures de courant/jours nuageux) ou à des micro-réseaux (fonctionnement hors réseau dans des zones reculées comme les mines/fermes).
IV. PV + BESS Des solutions pour différents scénarios
1. Scénario résidentiel : Petite capacité, haute sécurité, installation facile
Besoins essentiels : Couvrir la consommation électrique nocturne de base (éclairage, réfrigérateurs, climatiseurs) et atténuer les risques de coupure de courant à court terme.
Configuration recommandée : Système photovoltaïque 3-20kW + 5-40kWh batterie de stockage d'énergie
2. Scénario commercial : Capacité moyenne à grande, programmation intelligente, priorité à la réduction des coûts
Besoins fondamentaux : Mettre en œuvre l'écrêtement des pointes et le remplissage des vallées (réduire les coûts de l'électricité aux heures de pointe), stocker l'énergie photovoltaïque excédentaire (réduire les déchets liés à l'alimentation du réseau) et assurer la continuité de l'activité pendant les pannes de réseau.
Configuration recommandée : Système photovoltaïque de 30 à 500 kW + batterie de stockage d'énergie de 50 à 1000 kWh
Utilisateurs concernés : Centres commerciaux, immeubles de bureaux, hôtels, installations industrielles de petite à moyenne taille.
3. Scénario industriel : Grande capacité, haute résilience, longue durée de vie
Besoins essentiels : Assortir les centrales photovoltaïques à grande échelle (500 kW+), soutenir les équipements à forte charge (par exemple, les lignes de production, les moteurs à haut rendement), et participer aux programmes de réponse à la demande du réseau.
Configuration recommandée : Système PV 500kW-100MW + batterie de stockage d'énergie 1.0MWh-200MWh + système de stockage d'énergie en conteneur)
Utilisateurs concernés : Grandes usines de fabrication, centrales photovoltaïques à grande échelle, centres de chargement des nouvelles énergies.
V. Sécurité et conformité
La sécurité est primordiale lors de la construction d'un système PV + BESS :
Installation des piles : Les batteries résidentielles doivent être placées dans un endroit frais, sec et bien ventilé ; les batteries installées à l'extérieur doivent être résistantes aux intempéries et répondre à l'indice IP correspondant afin d'éviter les surchauffes, les incendies ou les courts-circuits.
Système de gestion de la batterie (BMS) : un BMS est essentiel pour la surveillance en temps réel des cycles de charge et de décharge, la prévention de la surcharge, de la décharge excessive et du gonflement de la batterie, ainsi que pour le maintien d'une température stable de la batterie.
Respecter les normes : Les utilisateurs doivent se conformer strictement aux lois locales et aux codes électriques, faire installer le système par des professionnels et suivre les instructions du fabricant pour garantir la sécurité et l'efficacité à long terme du système.
Conclusion : Un stockage efficace de l'énergie permet à l'énergie solaire de véritablement "travailler pour nous".
De "dépendants de la lumière du soleil" à "contrôlables et utilisables", les systèmes PV + BESS remodèlent la logique de l'utilisation de l'énergie : pour les ménages, ce sont des "sources d'énergie propres et économiques" ; pour les entreprises, ce sont des "outils doubles pour la réduction des coûts et des émissions de carbone" ; pour la société, ce sont des infrastructures clés pour atteindre les objectifs de "double carbone".
Le choix d'une technologie de batterie appropriée, l'optimisation des stratégies de charge et de décharge et la personnalisation des solutions en fonction des scénarios sont les principaux moyens de parvenir à des systèmes PV + BESS efficaces. Avec les progrès technologiques, les futurs systèmes de stockage de l'énergie solaire deviendront plus intelligents, plus économiques et plus fiables, devenant ainsi un élément indispensable de la structure énergétique de chaque foyer et de chaque entreprise.