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Les avantages et les inconvénients de divers composants électroniques au niveau des modules dans les systèmes résidentiels solaires + stockage

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De plus en plus d'électronique sont constamment incorporées dans les systèmes solaires résidentiels sur les toits, principalement en raison des mises à jour du National Electrical Code (NEC). Avec l'évolution des exigences d'arrêt rapide et un fort désir de surveillance au niveau du module, le choix de l'onduleur ou de l'optimiseur devient important pour déterminer comment une batterie s'intègre dans un système solaire + stockage.

Un micro-onduleur Enphase

Lorsque des micro-onduleurs sont utilisés, la batterie devra être couplée en courant alternatif au système solaire, ce qui nécessite un onduleur supplémentaire. Si des optimiseurs de puissance ou des dispositifs d'arrêt rapide sont utilisés sur chaque module, la batterie peut être couplée CC ou CA, selon les préférences de l'installateur.

Un examen de ce que tout cela signifie: les systèmes de stockage d'énergie ne peuvent pas être chargés sur le courant alternatif, ils doivent donc être alimentés par des lignes DC sous une forme ou une autre. Si une batterie peut être ajoutée à un système avant que l'onduleur ne convertisse l'alimentation CC solaire en CA, alors elle est couplée CC. Si des batteries doivent être ajoutées après la conversion CC-CA (comme lorsque des micro-onduleurs sont impliqués), un deuxième onduleur est nécessaire pour remettre l'alimentation CA en CC pour charger les batteries. Il s'agit d'un couplage CA car les batteries sont ajoutées après la conversion CA initiale.

Darfon America fabrique des micro-onduleurs, des onduleurs hybrides et des batteries, de sorte que la société est bien versée dans toutes les formes de conception solaire + stockage.

«De nombreux clients utilisent notre [hybrid inverter] jumelé à des micro-onduleurs, et la raison en est qu'ils veulent toujours surveiller chaque module », a déclaré Bryan Whitton, chef de produit Darfon. «Je peux apprécier cela, mais je recommande toujours [power optimizers] ou des dispositifs RSD associés à notre onduleur couplé en courant continu, car ils sont moins chers et capables de fournir une surveillance au niveau du module. »

Les systèmes couplés en courant continu sont généralement moins chers car moins d'onduleurs sont nécessaires. Ils sont également considérés comme plus efficaces que les configurations à couplage CA car l'alimentation n'est convertie qu'une seule fois. Chaque fois qu'il y a une conversion du courant continu en courant alternatif ou vice versa, de l'énergie est perdue.

Le Panasonic EverVolt couplé en courant alternatif

Mais les systèmes couplés en courant alternatif ont aussi leurs avantages. Dans une configuration à couplage CC, si cet onduleur unique tombe en panne, l'énergie solaire et la batterie sont perdues en même temps. Un système couplé en courant alternatif permet une certaine consommation d'énergie si l'un des onduleurs tombe en panne – soit vous perdez la production solaire ou l'énergie stockée, mais pas les deux.

Panasonic, qui fabrique des panneaux solaires et propose désormais la batterie EverVolt, affirme que l'un des principaux avantages de l'utilisation de plusieurs micro-onduleurs dans une configuration couplée en courant alternatif est ce concept de «sécurité des onduleurs».

«Lorsqu'un micro-onduleur tombe en panne, les autres micro-onduleurs peuvent toujours produire de l'énergie», a déclaré Dan Glaser, ingénieur commercial senior chez Panasonic. «Dans un système couplé en courant continu, lorsque l'onduleur tombe en panne, l'énergie solaire sera hors ligne jusqu'à ce que l'onduleur soit réparé.»

De nombreux systèmes de stockage d'énergie, y compris le Panasonic EverVolt et le Tesla Powerwall, sont désormais équipés de leurs propres onduleurs couplés, ce qui rend le couplage CA et même CC un peu plus plug-and-play.

«Notre choix est le Powerwall à couplage CA en raison de sa fiabilité. Nous installons des optimiseurs et des micro-onduleurs. Ils fonctionnent tous les deux bien avec le Powerwall », a déclaré Mike Kelley, copropriétaire de l'installateur de la côte Est Mass Renewables.

L'installateur californien Solarponics préfère également le couplage CA pour s'assurer que des systèmes entiers ne sont pas arrêtés si un composant tombe en panne.

"[With AC-coupled systems], un installateur régulier peut sortir et installer l'un de ces systèmes, moins une partie du travail du panneau électrique. Nous n'avons pas à recycler nos effectifs. L’entretien est plus facile sur la route car il s’agit d’un système plus modulaire – plug-and-play », a déclaré Mike Wiegel, responsable des opérations spéciales de Solarponics.

Un aperçu de la batterie Enphase Encharge, avec les multiples micro-onduleurs à l'intérieur.

Solarponics installe des batteries avec plus de la moitié de ses projets solaires chaque année. La société est également un concessionnaire Tesla Powerwall, car le couplage CA facile de l'unité peut fonctionner à la fois avec des optimiseurs de puissance et des onduleurs string, ainsi qu'avec des systèmes basés sur des micro-onduleurs.

«Nous sommes parmi les premiers à adopter SolarEdge et nous adorons ce produit, mais les produits proposés par Enphase retiennent vraiment notre attention», a déclaré Wiegel. «Je ne retournerais jamais à un système couplé CC. Il n’existe pas d’excellents produits à arrêt rapide. Avec le stockage Enphase, vous savez que tout est intégré – c'est agréable et facile. Donc, pour le toit, il vaut vraiment mieux suivre cette voie. "

Le lancement très attendu d'Enphase Ensemble a enfin atteint certains marchés. Enphase propose désormais une solution de batterie de secours résidentielle tout compris qui comprend une batterie au lithium avec des micro-onduleurs intégrés dans un boîtier, en plus des micro-onduleurs de chaque panneau. Ce système couplé au courant alternatif forme un réseau (établissant essentiellement un système solaire + stockage comme son propre microréseau) et ne fonctionne qu'avec des micro-onduleurs Enphase attachés à chaque panneau solaire, de sorte qu'un arrêt rapide au niveau du module est intégré.

De plus en plus de fabricants facilitent le choix des systèmes pour les installateurs – soit les sociétés d'onduleurs s'impliquent dans les batteries, soit les batteries s'associent à des marques d'onduleurs pour fournir des configurations système complètes qui répondent également aux exigences NEC. Plus besoin de saisir divers produits et de déterminer ensuite si la batterie doit être couplée en courant alternatif ou continu; les installateurs peuvent décider ce qu'ils veulent faire à l'avance.

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