Comment construire un système solaire hors réseau en seulement 6 étapes

Il existe de nombreux types de systèmes d’énergie solaire, notamment l’énergie solaire connectée au réseau, hybride et hors réseau. Parmi les trois principales options d’énergie solaire, l’énergie solaire hors réseau est de loin le système le plus indépendant.

L’installation d’un système solaire hors réseau était autrefois un concept marginal en raison de son grand besoin d’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 coûteux, contribuant ainsi à les généraliser. Il est désormais courant de voir des camping-cars et des chalets de campagne entièrement alimentés par des systèmes solaires hors réseau. Heureusement, nous avons ce qu'il vous faut lorsqu'il s'agit de concevoir votre système électrique hors réseau à partir de zéro, y compris la détermination de vos besoins énergétiques, le dimensionnement du système solaire et de 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 autonome dès aujourd’hui.

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 au réseau électrique).

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

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

De plus, nous vous donnerons une explication simple de ce qu’est un système d’énergie solaire hors réseau. Certains articles et livres parlent de ce sujet mais ils peuvent parfois prêter à confusion. L'objectif principal est de vous donner un bon départ pour votre projet de système solaire hors réseau DIY.

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 simple représentation de la façon dont chaque composant d’un système est connecté. En règle générale, un système d'énergie solaire hors réseau comprend des modules solaires, des câbles CC, une batterie, un contrôleur de charge et un onduleur de batterie.

Vous trouverez ci-dessous 6 étapes pour vous aider à évoluer vers une vie solaire hors réseau.

Étape n°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 avec stockage hors réseau, il s'agit de l'une des étapes les plus importantes que vous puissiez prendre pour vous assurer de ne pas gaspiller votre argent dans un système ou un système final surdimensionné. avec un système qui n'est pas en mesure de répondre suffisamment à vos besoins énergétiques. Afin de déterminer correctement 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 électrique, car des modifications apparemment minimes apportées à 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 consomme sur son étiquette ou son emballage. Connaître les besoins individuels en puissance de vos appareils ou équipements est essentiel à cette étape. Il est utile de répertorier tous vos appareils avec leurs besoins électriques correspondants en watts. Vous pouvez généralement le voir sur leurs plaques signalétiques d’information. Il s’agit d’une étape cruciale pour éviter de manquer ou de surdimensionner la capacité de votre système solaire hors réseau.

Avant de choisir les composants, vous devez calculer votre consommation électrique. Combien de temps comptez-vous faire fonctionner vos appareils électroménagers 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 elle a besoin pour fonctionner.

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

Notez la puissance nominale indiquée sur les charges (appareils connectés tels que TV, ventilateurs, etc.) en Watts

Notez la durée d'exécution 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 (wattheure) = Puissance (Watt) x Durée (heures)

Somme de l'énergie consommée quotidiennement par toutes les charges

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

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

En suivant les étapes ci-dessus pour toutes les charges AC que nous avons calculées :

Puissance = 380 watts

Énergie calculée = 2 170 wattheures

Énergie totale (ajouter 25 % comme facteur de perte d'énergie) = 2 170 * 1,25

=2712,5 Wh

Concevra le système d’énergie solaire en gardant à l’esprit les évaluations ci-dessus.

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

Après avoir déterminé la quantité d'énergie et le courant ou la puissance maximale 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 avez seulement besoin de suffisamment de stockage pour un jour ou deux, ou si vous avez besoin de suffisamment de stockage pour trois jours ou plus ; si vous intégrerez une autre source d'énergie, telle qu'une éolienne ou un générateur, à utiliser pendant des journées nuageuses consécutives ; et si vous stockerez 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 à zéro, vous aurez peut-être besoin d’une capacité de batterie supérieure de 50 %. Attention, il y en a peu les fabricants de batteries qui proposent une batterie spécialement conçue pour les températures inférieures à zéro . Des facteurs tels que ceux énumérés ci-dessus affectent tous la taille et le coût de votre parc de batteries.

Un autre facteur à prendre en compte est que les batteries au plomb ne peuvent être déchargées que jusqu'à 50 % sans être endommagées, contrairement aux batteries au lithium, notamment celles au lithium. batteries au lithium fer phosphate , qui peut être déchargé en toute sécurité jusqu'à 100 pour cent. Pour cette raison, Les batteries au lithium constituent un choix idéal pour les systèmes électriques hors réseau, qui nécessitent souvent la possibilité de se décharger plus profondément. Vous devrez également acheter deux fois plus de batteries au plomb que de batteries au lithium simplement 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 parc de batteries dont vous avez besoin, allant de 12 V à 24 V en passant par 48 V. En général, plus le système électrique est grand, plus vous aurez probablement besoin d'un parc 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 parc de batteries. Si vous n'avez qu'un petit système et que vous souhaitez pouvoir charger des objets mineurs comme votre tablette et alimenter des appareils 12 V CC dans votre camping-car, un parc de batteries de base 12 V convient. Cependant, si vous devez alimenter bien plus de 2 000 watts à la fois, vous devrez plutôt envisager des systèmes 24 V et 48 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 coûteux entre l'onduleur et les batteries.

Disons que vous décidez qu'un parc de batteries 12 V est le mieux adapté à vos besoins et que vous avez proposé une utilisation quotidienne de 500 Ah à l'étape 1. En regardant les batteries 12 V 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 ne savez pas quelle batterie BSLBATT convient le mieux à vos besoins, veuillez nous contacter et nous travaillerons avec vous pour trouver la bonne taille de batterie pour vous permettre de rester sous tension.

Étape n°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.

La sélection de l'onduleur joue un rôle important dans notre conception d'énergie solaire, car il est responsable de la conversion du courant continu généré par le panneau solaire en courant alternatif (car les charges connectées chez nous fonctionnent principalement sur alimentation CA) 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 puissance de l'onduleur (c'est-à-dire 380 W).

Ajoutera 25 % comme facteur de sécurité à la puissance 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(watts) / 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'apport d'énergie requis par l'onduleur.

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

= 2712,585 X 100

= 3191,1 Wattheure

Maintenant 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 12 V, 24 V et 48 V.

Conformément à notre cote énergétique estimée de 560 VA, nous pouvons sélectionner un onduleur système de 1 kW. Généralement, un onduleur de 1 kW a une tension 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 ! Maintenant, s'il te plaît

Étape n°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 quelle quantité 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 pourrez récolter, autrement appelée « heures d’ensoleillement ». Le nombre « d’heures d’ensoleillement » est déterminé par le nombre d’heures pendant lesquelles le soleil disponible à un endroit donné brille sur vos panneaux selon un angle spécifié tout au long de la journée. Bien sûr, le soleil n'est pas aussi brillant à 8 heures du matin qu'à 13 heures, donc une heure de soleil le matin peut être comptée comme une demi-heure, alors que l'heure de midi à 13 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 assurerez de ne pas manquer d’énergie solaire pendant une partie de l’année.

Étape n°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 vers 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 important de noter également 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 parc 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 24 V et d’un panneau solaire 24 V, vous pouvez utiliser le PWM. Si la tension de votre groupe 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 parc 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, dispositifs de protection contre les surintensités, sectionneurs, etc. nécessaires pour protéger vos composants et créer un système sûr et fiable. Ignorer ces composants coûtera sûrement plus cher à l’avenir.

Vous devrez également réfléchir à la manière dont vous envisagez de monter vos panneaux solaires, à quel angle et à quel endroit. 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.

● En fonction de la disponibilité du réseau et de 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 garantir 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 proposent des matériaux solaires économiques et de très bonne qualité à des prix incroyables. En tant que professionnel Batterie solaire au lithium Société , je ne saurais trop insister sur l’importance des matériaux de qualité. Assurez-vous de prendre en compte le nombre d'années d'activité du fabricant, les garanties des produits et les avis. En tant qu'installateur d'énergie solaire hors réseau DIY, vous souhaiterez sûrement bénéficier de l'assistance technique en ligne et par téléphone fournie par des entreprises solaires de premier plan !

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

Après avoir terminé ces six étapes, vous serez sur la bonne voie pour concevoir et, plus important encore, utiliser réellement votre nouveau système solaire avec stockage 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 électrique hors réseau possible.