Lors de la conception d'un système solaire avec stockage, l'une des questions les plus fréquentes est :Quel est le meilleur rapport entre la capacité photovoltaïque, la puissance de l'onduleur et la capacité de la batterie au lithium ?Il n'existe pas de ratio unique applicable à tous les projets. La configuration idéale dépend de la consommation électrique du client, de ses besoins en alimentation de secours, de ses ressources solaires, de sa stratégie de charge des batteries et de son budget.Il existe toutefois des gammes de tailles pratiques qui peuvent servir de point de départ. 1. Rapport PV/onduleur : généralement de 1,2 à 1,5La relation entre la capacité photovoltaïque et la capacité de l'onduleur est généralement exprimée comme suit : Rapport CC/CA:Rapport CC/CA = Puissance photovoltaïque (kWc) ÷ Puissance de l'onduleur (kW)Par exemple:130 kWc PV + onduleur 100 kW → rapport DC/AC = 1,3150 kWc PV + onduleur 100 kW → rapport DC/AC = 1,5Un rapport CC/CA supérieur à 1,0 est courant car les panneaux solaires fonctionnent rarement à leur puissance nominale STC pendant de longues périodes. Le surdimensionnement du champ photovoltaïque permet à l'onduleur de fonctionner plus près de sa puissance nominale pendant une plus grande durée de la journée.La configuration de référence photovoltaïque à grande échelle du NREL, associée à des batteries, utilise un rapport CC/CA d'environ 1,34et ses recherches indiquent que des ratios de 1,2 à 1,3 sont souvent acceptables sans réduction significative.Recommandation pratiquePour de nombreux projets commerciaux et industriels :PV : Onduleur ≈ 1,2–1,5 : 1Un point de départ typique est :1,3 kWc PV : onduleur de 1 kWToutefois, le rapport final doit être vérifié par rapport à la puissance d'entrée CC maximale de l'onduleur, à la plage de tension MPPT et au courant d'entrée maximal. 2. Onduleur vers batterie : privilégier la puissance de la batterie, et pas seulement les kWhLa batterie présente deux caractéristiques importantes :Autonomie de la batterie : kWCapacité énergétique de la batterie : kWhCe n'est pas la même chose.Par exemple:Batterie de stockage d'énergie (BESS) de 100 kW / 215 kWhCela signifie que le système peut théoriquement se décharger à 100 kW, tandis que la batterie stocke environ 215 kWh d'énergie.La durée approximative de décharge à pleine charge est :215 kWh ÷ 100 kW = 2,15 heuresPar conséquent, lors du choix de la batterie, vous devez d'abord déterminer :De quelle puissance le client a-t-il besoin, et pendant combien d'heures ?Par exemple:Exigence de sauvegardeBatterie recommandée100 kW pendant 1 heure≈ 100 kWh100 kW pendant 2 heures≈ 200 kWh100 kW pendant 3 heures≈ 300 kWh250 kW pendant 2 heures≈ 500 kWh500 kW pendant 2 heures≈ 1 000 kWhEn pratique, il convient de prendre en compte une capacité supplémentaire pour la profondeur de décharge de la batterie, les pertes de conversion, la température, le vieillissement et l'état de charge de réserve. 3. Un rapport de démarrage pratique pour les systèmes PV + batteriePour un projet commercial ou industriel combinant énergie solaire et stockage, un point de départ utile est :Puissance photovoltaïque : Onduleur : Batterie ≈ 1,3 : 1 : 1Par exemple:130 kWc PV + onduleur 100 kW + Batterie PCS de 100 kWLa capacité énergétique de la batterie est ensuite sélectionnée en fonction de la durée de secours requise.Si deux heures de sauvegarde sont nécessaires :PV 130 kWc + onduleur 100 kW + batterie 100 kW / 200 kWhSi trois heures sont nécessaires :130 kWc PV + onduleur 100 kW + batterie 100 kW / 300 kWhIl ne s'agit que d'une méthode de dimensionnement préliminaire. La conception finale doit être basée sur le profil de charge réel et la stratégie d'exploitation.4. De quelle capacité de batterie un système solaire a-t-il besoin ?C'est là que de nombreux projets sont mal conçus.Un système photovoltaïque de 500 kWc pas nécessitent automatiquement une batterie de 500 kWh.La capacité de la batterie doit être déterminée principalement par :consommation d'électricité quotidienneDemande énergétique nocturneCharge de pointeDurée de sauvegarde requiseFréquence des pannes de réseauTaux d'autoconsommation souhaitéTarifs d'électricité et prix heures pleines/heures creusesPar exemple, si une usine possède :Puissance de pointe : 300 kWCharge moyenne en soirée : 150 kWSauvegarde requise : 4 heuresLes besoins en batterie pourraient être approximativement de :150 kW × 4 h = 600 kWhplutôt que de simplement égaler la capacité photovoltaïque. 5. Différentes applications nécessitent différents ratiosAutoconsommation commerciale et industriellePour réduire la consommation du réseau électrique en journée et reporter l'utilisation de l'énergie solaire au soir :PV : Onduleur ≈ 1,2–1,5 : 1L'autonomie de la batterie est généralement conçue autour de 2 à 4 heures, en fonction du profil de charge et du tarif de l'électricité.Alimentation de secoursPour les clients principalement préoccupés par les coupures de courant :La batterie puissance nominale devient plus important.Par exemple:Charge de 500 kW → puissance de la batterie d'environ 500 kWDéterminez ensuite la capacité énergétique en fonction de la durée de secours requise.Pendant 2 heures :500 kW × 2 h = 1 000 kWhUne configuration préliminaire pourrait donc être :650 kWc PV + onduleur 500 kW + 500 kW / 1 000 kWh BESSGrande centrale photovoltaïque + stockageLes projets de plus grande envergure peuvent utiliser des rapports CC/CA photovoltaïques plus élevés et des batteries à plusieurs heures d'autonomie. La configuration photovoltaïque avec batteries représentative du NREL pour une centrale à grande échelle utilise environ 1,34 MW de puissance photovoltaïque CC, 100 MW de capacité d'onduleur CA et 240 MWh d'énergie utilisable par batterie, illustrant que le ratio optimal dépend fortement de l'architecture du système et de l'objectif opérationnel. 6. Systèmes à couplage CC vs. systèmes à couplage CALe rapport idéal dépend également du type de connexion de la batterie : côté courant continu ou côté courant alternatif.Dans un Système à couplage CCLa batterie peut ainsi récupérer une partie de l'énergie photovoltaïque qui serait autrement limitée par l'onduleur. Cela peut s'avérer particulièrement utile lorsque le champ photovoltaïque est surdimensionné par rapport à l'onduleur.Dans un Système couplé en courant alternatifLe système photovoltaïque et le système de batteries possèdent généralement leurs propres équipements de conversion d'énergie. Cela offre une plus grande flexibilité pour l'ajout de stockage à une centrale photovoltaïque existante, mais introduit des étapes de conversion supplémentaires.Par conséquent, une même capacité photovoltaïque peut nécessiter des configurations d'onduleur et de batterie différentes en fonction de l'architecture de couplage. 7. Une règle simple à retenirPour les projets commerciaux et industriels préliminaires, vous pouvez utiliser ce qui suit comme point de départ :Capacité photovoltaïque : 1,2 à 1,5 fois la capacité de l’onduleurPuissance de la batterie : environ 0,5 à 1,0 × capacité de l’onduleurÉnergie de la batterie : puissance de la batterie × durée d’autonomie requisePar exemple:Système commercial de 1 MWUne conception préliminaire raisonnable pourrait être :PV : 1,3 MWcOnduleur: 1 MWBatterie PCS : 500–1 000 kWBatterie: 1 à 2 MWh pendant environ 2 heures à une puissance de 500 à 1 000 kWLa configuration finale doit ensuite être optimisée en fonction de la courbe de charge réelle du client.Conclusion : Existe-t-il réellement un ratio « parfait » ?Il n'existe pas de ratio PV-onduleur-batterie unique qui soit parfait pour tous les projets.Un système conçu pour autoconsommation solaire maximale peut nécessiter une configuration différente de celle conçue pour alimentation de secours, écrêtement des pointes de consommation ou arbitrage énergétique.La vraie question n'est donc pas :« Quel est le rapport standard ? »C'est:« Quel est le bon ratio pour mon projet ? »Un système photovoltaïque de 1 MW ne nécessite pas forcément une batterie de 1 MW. Une batterie de 1 MWh ne fournit pas nécessairement 1 MW d'énergie de secours. Enfin, installer davantage de panneaux solaires ou augmenter la capacité de la batterie n'est pas toujours synonyme de meilleure rentabilité.L'essentiel est de trouver le juste équilibre entre Production photovoltaïque, puissance de l'onduleur, capacité de la batterie, demande de charge et durée de fonctionnement.Mais de quelle capacité photovoltaïque et de batteries votre projet a-t-il réellement besoin ?Si vous pouvez fournir votre pic de charge, consommation énergétique journalière, heures de secours requises et capacité photovoltaïque disponibleLa taille optimale du système peut être calculée en fonction de vos conditions de fonctionnement réelles, et non pas simplement à partir d'un ratio standard.Car le meilleur système de stockage d'énergie n'est pas le plus grand. C'est celui qui est dimensionné en fonction de votre consommation réelle d'énergie.