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Les progrès des onduleurs hors réseau permettent aux projets solaires de fonctionner par temps glacial et brûlant

Une installation hors réseau à Hawaï utilisant des onduleurs OutBack.

Alors que le réseau électrique américain vieillissant connaît des pannes de plus en plus catastrophiques en raison d'incendies, de glace, de neige ou d'autres catastrophes naturelles, de plus en plus d'Américains envisagent peut-être de se déconnecter de tout cela et de vivre entièrement hors réseau. Le concept semble étrange et simple, mais la réalité de s'assurer qu'un système électrique autonome fonctionne comme il se doit le plus longtemps possible est beaucoup plus compliquée.

Bien qu'il soit important de concevoir et d'installer correctement les panneaux solaires réels sur un système hors réseau, l'électronique de puissance sensible doit être d'autant plus soigneusement planifiée. Cela commence par le choix du bon onduleur pour l'environnement.

Les fabricants ont travaillé pour concevoir des onduleurs capables de résister aux conditions hors réseau les plus difficiles. Le plus grand choix de conception est peut-être de créer un onduleur ventilé ou scellé. Les onduleurs de chaîne typiques installés dans les garages résidentiels sont ventilés pour garantir un flux d'air adéquat pour les garder au frais. Le refroidissement est important car lorsque les onduleurs surchauffent, ils s'arrêtent pour se protéger. Mais les ventilateurs internes qui aident au processus de ventilation peuvent aspirer des débris indésirables lorsque les onduleurs sont installés dans des installations hors réseau.

«Vous avez des routes qui sont essentiellement en terre battue, donc elles projetent une énorme quantité de matériaux dans l’air. Un onduleur qui va attirer une atmosphère directe dans le système aspirerait avec plaisir toute cette saleté, et la prochaine chose que vous savez, lorsque vous secouez la boîte, vous avez une livre de saleté qui sort du fond », a déclaré John Webber, directeur des ventes internationales pour OutBack Power.

Les ouvertures de ventilation plus grandes dans les onduleurs résidentiels typiques peuvent également être une invitation pour les rongeurs et les insectes à nicher à l'intérieur et à causer des dommages. Pour les installations près d'un océan, la ventilation peut laisser le sel pénétrer dans l'onduleur et corroder les pièces métalliques.

Un visiteur venimeux d'un site d'installation hors réseau dans les montagnes du Colorado. Pourvoiries d'énergie renouvelable

«Ma règle de base est que si vous pouvez sentir l’océan, il y a du sel dans l’air. C'est une chose assez facile pour les gens de se concentrer sur le choix de ce système. Si vous pouvez sentir la jungle, alors la jungle viendra pour vous », a déclaré Webber.

La solution à ces problèmes environnementaux hors réseau consiste à choisir une conception d'onduleur étanche. La série d'onduleurs FXR / VFXR d'OutBack est construite en utilisant une conception étanche, avec seulement une petite spirale sur le fond pour permettre aux onduleurs de respirer. Cela signifie qu'il absorbe le moins possible de l'atmosphère environnante.

Sol-Ark fabrique également des onduleurs hybrides scellés que le CTO Tom Brennan compare aux micro-onduleurs dans leurs longues garanties et leur durée de vie.

«La plupart des onduleurs hybrides évalués à l'extérieur sont des composants électroniques d'intérieur à l'intérieur d'un parapluie en acier, mais nos appareils électroniques extérieurs sont isolés à 100% de la pluie, de la poussière, de l'humidité et des insectes, ce qui leur confère une durée de vie de plus de 20 ans», a déclaré Brennan.

L'inconvénient des onduleurs scellés est qu'ils ne se refroidissent pas aussi bien que les versions ventilées, de sorte que leur puissance nominale globale est inférieure en conséquence. Mais ce compromis pourrait en valoir la peine pour une durée de vie plus longue et moins d'entretien.

OutBack a ajouté des éléments de conception qui aident les onduleurs scellés à rester au frais, tels que des ventilateurs internes pour maintenir l'air en mouvement et un ventilateur externe sur le dessus qui souffle de l'air à travers les ailettes à l'extérieur du boîtier.

Morningstar Corporation est en faveur de renoncer entièrement aux ventilateurs dans ses onduleurs hors réseau. Le fabricant a un petit onduleur hors réseau sur le marché aujourd'hui, le SureSine, mais développe un produit plus grand appelé MultiWave, a déclaré Ezra Auerbach, consultant pour le développement et l'application de produits.

«Si vous n’avez pas de ventilateur, vous n’apportez pas la saleté et la poussière de l’environnement», a déclaré Auerbach. "L'aspect scellé de l'unité la rendra également plus résistante à l'intrusion de sel et, bien sûr, sans ventilateur, il y aura une chose de moins à casser."

Morningstar doit s'assurer que ses produits peuvent fonctionner à des températures plus élevées, car les éléments de refroidissement typiques des ventilateurs et des grandes évents sont absents. Doug Grubbs, ingénieur de Morningstar, a déclaré que la plupart des équipements de la société sont évalués à au moins 45 ° C (113 ° F). La société utilise la ventilation passive pour empêcher la surchauffe de son onduleur hors réseau, sous la forme de dissipateurs de chaleur sur le dessus.

Choisir des onduleurs de montagne

Les maisons hors réseau se trouvent également généralement dans des zones très froides, ce qui nécessite un ensemble différent de caractéristiques de conception d'onduleurs. Aaron Mandelkorn, président de Renewable Energy Outfitters, basé au Colorado, se spécialise dans les projets d'énergie solaire et de stockage hors réseau dans des températures froides et à haute altitude.

Une installation hors réseau de pourvoiries d'énergie renouvelable dans une station de ski du Colorado.

La première chose que Mandelkorn recherche lorsqu'il choisit un onduleur est sa plage de température de fonctionnement.

«À 12 000 pieds, 11 000 pieds au milieu de l'hiver, ces onduleurs connaissent des températures de -15 ° F, sans parler des batteries et de tout le reste. Sa capacité à fonctionner même réellement est parfois compromise », a-t-il déclaré.

Il est impératif que les onduleurs qu'il choisisse puissent fonctionner à ces températures non seulement pour des raisons de performances, mais aussi pour s'assurer qu'ils sont installés «selon les spécifications» et ainsi toujours éligibles à la protection de la garantie.

"Si vous avez un problème, vous n'obtiendrez pas le soutien du fabricant si vous avez trop froid ou trop haut", a déclaré Mandelkorn. «Avec des systèmes hors réseau complexes, nous comptons en quelque sorte sur le soutien des fabricants pour nous aider à résoudre divers problèmes techniques.»

Lui et son équipe effectuent encore de nombreuses visites sur site pour réparer eux-mêmes les installations hors réseau, mais elles ne sont pas bon marché.

«Nous sortons dans des endroits où tout est gelé, nous sortons dans des endroits où tout ne fait que cuire, et voyons toutes sortes de pannes électriques parce qu’ils ne peuvent tout simplement pas y faire face», a-t-il déclaré. «Souvent, pour entretenir le site, des excavatrices et des snowcats doivent être utilisés pour déblayer littéralement les routes en hiver, pour créer des routes.»

Ce processus peut coûter environ 10000 USD au client, mais il existe des étapes relativement simples qui peuvent être prises dans le processus d'installation et d'exploitation et de maintenance pour éviter en grande partie ces visites coûteuses.

Installer des onduleurs hors réseau pour durer

Si cela est possible, les installateurs devraient protéger les onduleurs en construisant une structure robuste autour d'eux, idéalement en métal, car les rongeurs ne peuvent pas y passer, selon Webber d'OutBack. Les onduleurs doivent également être montés sur du bois traité qui est soulevé du sol et qui n'est pas facile pour les animaux d'entrer par le dessous. Webber conseille également aux installateurs d'utiliser du treillis métallique pour éloigner les créatures de l'isolation et du câblage.

Une installation hors réseau dans le Wyoming utilisant des onduleurs OutBack.

«À la fin de la journée, Dame Nature essaiera toujours de trouver son chemin dans votre système. Chaque barrière que vous créez ralentit considérablement cette progression », a déclaré Webber.

Dans les climats chauds, la structure doit être ventilée pour garantir à nouveau que l'onduleur ne surchauffe pas. Les trous peuvent être percés, puis recouverts de treillis métallique pour agir comme une autre barrière contre les animaux. Grubbs de Morningstar suggère également d'installer des ventilateurs externes pour garder la structure fraîche.

Étant donné que les onduleurs hors réseau sont généralement associés à des batteries, Auerbach a déclaré qu'il était important de s'assurer qu'il y avait un espace d'air suffisant entre un onduleur et des batteries au plomb pour tenir compte des dégagements gazeux. Il a également encouragé les installateurs à investir dans un bon capteur de température et un bon capteur de tension pour garder un œil sur le système et éviter la surchauffe ou d'autres surprises d'arrêt.

Webber a déclaré qu'il était également important d'éliminer tous les grands arbres ou branches qui pourraient tomber sur le système lors de l'installation et de définir un programme d'exploitation et d'entretien régulier pour s'assurer que le système n'est pas compromis par la nature ou quoi que ce soit d'autre.

Un hangar électrique abritant l'électronique d'un projet solaire hors réseau. Pourvoiries d'énergie renouvelable

Dans les climats froids, Mandelkorn de REO a souligné l’importance de loger les onduleurs et les batteries dans des espaces climatisés et isolés. Il installe généralement l'électronique de puissance et les batteries dans des «hangars électriques» qui sont isolés et chauffés à l'aide d'appareils de chauffage au propane à évacuation directe.

«Un peu d'isolation et un peu de chaleur font un très, très long chemin», a-t-il déclaré.

Pour maintenir le fonctionnement des systèmes et minimiser les visites sur site d'exploitation et de maintenance, Mandelkorn a déclaré qu'il choisissait des onduleurs tels que Sol-Ark, dotés de capacités de surveillance à distance complètes. Si le système le notifie d'un défaut, il peut examiner à distance le problème et déterminer s'il s'agit d'un problème qui ne nécessite pas de randonnée dans les montagnes, comme une surtension CC due à une journée très ensoleillée, ou s'il s'agit d'un problème critique qui ne peut être résolu qu'en visitant ce site en personne.

Brennan de Sol-Ark a déclaré que le fabricant surveille l'ensemble de sa flotte à distance et envoie un e-mail aux installateurs s'ils remarquent une erreur.

«Bien que les problèmes soient généralement des paramètres que nous pouvons modifier à distance, nous pouvons détecter les erreurs d'installation avant qu'elles n'entraînent des dommages matériels», a déclaré Brennan.

Mandelkorn a déclaré qu'il donnait la priorité à la «convivialité» plutôt qu'à la facilité d'entretien des onduleurs dans ses projets, ce qui signifie qu'il souhaite que ses clients puissent comprendre ce qui se passe avec le système à l'aide d'une plate-forme de surveillance complète, mais il ne veut pas qu'ils aient à entretenir personnellement leurs systèmes. s'il nécessite des travaux électriques.

Cependant, Webber a déclaré qu'OutBack s'efforce de rendre ses onduleurs facilement réparables par l'utilisateur final, car le fabricant comprend que les installateurs sont parfois à plusieurs kilomètres de ces systèmes hors réseau.

«S'ils ont les compétences nécessaires pour installer une nouvelle carte graphique dans leur ordinateur, ils ont les compétences nécessaires pour pouvoir échanger ces cartes et remettre cet onduleur en marche», a déclaré Webber.

Les projets d'énergie solaire et de stockage hors réseau peuvent être complexes, mais avec les bonnes considérations de conception et d'installation ainsi qu'une surveillance robuste, les installateurs peuvent garantir à leurs clients de profiter de nombreuses journées électrifiées sans dépendre des lignes électriques.

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