Télécharger le PDF des spécifications techniques

Comment dimensionner un système solaire associé à un système de stockage d'énergie (BESS) pour les hôpitaux sud-africains : les enseignements tirés du micro-réseau de 200 kW/400 kWh de Mafikeng

La première recommandation de MegSolid concernant un système de stockage d'énergie par batterie (BESS) destiné à un hôpital en Afrique du Sud consiste à distinguer les charges médicales critiques de la demande totale de l'hôpital avant de choisir une batterie.

Un hôpital n'a pas besoin que chaque circuit bénéficie d'une durée d'autonomie identique. Il doit toutefois disposer d'un plan documenté d'alimentation de secours pour l'unité de soins intensifs, les blocs opératoires, le service des urgences, les gaz médicaux, les systèmes de communication, les systèmes de contrôle et les autres charges identifiées dans le cadre de l'évaluation des risques cliniques de l'établissement.

Le projet de l’hôpital provincial de Mafikeng constitue aujourd’hui une référence en Afrique du Sud. Selon SAnews, Eskom a fourni une installation photovoltaïque au sol d’une puissance de 200 kW ainsi qu’un système de stockage d’énergie par batterie d’une capacité de 400 kWh, le tout intégré via un contrôleur central de micro-réseau.

Ce système soutient les services hospitaliers essentiels et vise à renforcer la résilience dans une région touchée par le vol de câbles, tout en réduisant la dépendance vis-à-vis des générateurs diesel de secours.

MegSolid n'a pas fourni le projet de Mafikeng. Cet article utilise uniquement sa configuration publique pour expliquer comment les propriétaires d'hôpitaux et les maîtres d'œuvre EPC doivent préparer une étude de dimensionnement d'un système de stockage d'énergie par batterie (BESS) et un appel d'offres.

Systèmes solaires et systèmes de stockage d'énergie par batterie (BESS) destinés aux charges critiques des établissements de santé en Afrique du Sud

Ce que la configuration 200 kW/400 kWh révèle — et ne révèle pas — aux acheteurs

Les chiffres du projet rendus publics donnent une idée de l'ampleur de l'installation solaire et du système de stockage, mais ils ne constituent pas un cahier des charges complet pour le système de stockage d'énergie par batterie (BESS) de l'hôpital.

Informations destinées au publicCe que cela confirmeCe qui n'a pas été révélé
Installation photovoltaïque de 200 kWPuissance photovoltaïque installéeRendement par intervalle, écrêtage et disponibilité en mode « îlot »
Batterie de 400 kWhCapacité d'énergie stockée déclaréeÉnergie CA utilisable, plage de SOC et garantie de fin de vie
Contrôleur central de micro-réseauCommande coordonnée du systèmeHiérarchie de répartition, logique de repli et communications
Unités de soins intensifs, blocs opératoires et service des urgencesLes domaines cliniques essentiels sont pris en chargeListe des circuits réels et profil de charge critique mesuré
Réduction des besoins en gazoleLes systèmes BESS et photovoltaïques peuvent réduire le temps de fonctionnement des générateursPuissance du générateur, séquence de démarrage et économies de carburant

Une erreur courante consisterait à calculer :

400 kWh ÷ 200 kW = 2 heures

Cette conclusion n'est pas étayée par les données publiques. Le chiffre de 200 kW correspond à la puissance nominale du système photovoltaïque, et non à la puissance nominale publiée d'un système de conversion de puissance par batterie (PCS) ni à la charge critique de l'hôpital.

L'autonomie réelle de la batterie dépend de l'énergie disponible, de la demande en charge critique, des pertes de conversion, de la consommation des équipements auxiliaires, du niveau de charge minimal (SOC), de l'état de santé de la batterie et de l'apport disponible provenant des panneaux solaires ou des générateurs en cas de coupure de courant.

Demander une étude préliminaire de dimensionnement du système BESS pour un hôpital

Veuillez transmettre à MegSolid les données relatives à la charge par intervalle de l’hôpital, le schéma des circuits critiques, les caractéristiques techniques des onduleurs et des groupes électrogènes existants, la durée de secours requise ainsi que le schéma unifilaire du site.

L'étude préliminaire permet de déterminer la plage de puissance requise, les besoins en énergie fournie, les données techniques manquantes et les gammes de produits adaptées avant d'établir un devis définitif.

Répartir les charges hospitalières en trois niveaux de continuité

Le dimensionnement du système BESS d'un hôpital doit partir des tableaux de distribution protégés, et non de la facture d'électricité mensuelle.

Niveau de chargeFonction typiqueImplications de la conception du BESS
Niveau 1 : Charges sans ruptureCertains équipements médicaux, dispositifs de sécurité des personnes, moyens de communication et systèmes désignés dans le cadre de l'évaluation des risques de l'hôpitalConserver une protection par onduleur (UPS) au niveau des équipements ou de qualité médicale ; le BESS prend en charge le micro-réseau en amont
Niveau 2 : Charges à restauration rapideLa mise en place de systèmes de ventilation, de pompes, de refroidissement, d'alimentation en gaz médicaux et de services cliniques a permis de limiter l'interruption à une courte duréeInclure l'alimentation continue, le démarrage du moteur et la séquence de redémarrage
Niveau 3 : Charges différéesBureaux, buanderie, circuits de chauffage, ventilation et climatisation non essentiels et autres circuits pouvant être déconnectésÀ exclure en cas de panne, sauf si une réserve suffisante est disponible

La classification exacte doit être approuvée par l’hôpital, le consultant en électricité et l’autorité compétente. Les listes génériques d’équipements ne peuvent se substituer à une évaluation des risques cliniques au niveau des circuits.

Un système de stockage d’énergie par batterie (BESS) ne doit pas être automatiquement considéré comme un substitut à l’onduleur (UPS) existant de l’hôpital. Les onduleurs protègent les charges qui ne supportent pas d’interruption, tandis que le BESS et le contrôleur de micro-réseau gèrent l’énergie à long terme, l’énergie solaire, les générateurs et les bus protégés.

Niveaux de charge critique des hôpitaux pour le dimensionnement des systèmes BESS en Afrique du Sud

Détermination de la puissance BESS à partir du profil de charge critique

La puissance de la batterie doit couvrir la demande maximale constatée sur le bus protégé ainsi que la variation de charge maximale autorisée.

Utilisez les deux vérifications :

P_steady ≥ charge de niveau 1 + charge de niveau 2 sélectionnée + auxiliaires du BESS

P_dynamic ≥ charge protégée en fonctionnement + plus grande étape de démarrage ou de redémarrage simultanée

L'EPC doit obtenir au moins plusieurs semaines de données d'intervalle provenant du bus protégé proposé. Des enregistrements à la minute ou à une fréquence inférieure peuvent être nécessaires lorsque des refroidisseurs, des pompes, des compresseurs ou des équipements d'imagerie génèrent de brefs pics que les données de facturation toutes les 15 minutes ne permettent pas de mettre en évidence.

Exemple illustratif d'une charge critique de 170 kW

Supposons qu’une étude menée dans un hôpital fasse état d’une charge critique simultanée de 170 kW. Il s’agit d’un exemple, et non d’une charge officiellement publiée pour Mafikeng.

Si l'ingénieur-conseil applique une marge de conception provisoire de 15% :

170 kW × 1,15 = 195,5 kW

L'étude préliminaire porterait donc sur une capacité en courant alternatif continu d'environ 200 kW avant d'examiner le facteur de puissance, le démarrage des moteurs, la durée des surcharges, la redondance et l'évolution future de la charge.

La production solaire ne doit pas être déduite de la puissance garantie en cas de coupure, sauf si le micro-réseau est capable de maintenir l'installation photovoltaïque en fonctionnement en mode îloté. Cette capacité doit être démontrée par le biais du système de conversion de puissance (PCS), de l'onduleur photovoltaïque, des dispositifs de protection et de l'architecture de contrôle sélectionnés.

Consultez le Guide technique MegSolid PCS avant de choisir le système de bus protégé et le dispositif d'isolement.

Calculer l'énergie nécessaire à partir de la durée de l'alimentation de secours

L'exigence en matière d'énergie fournie est la suivante :

E_delivered = charge critique × durée de secours requise

Pour la même charge indicative de 170 kW et une durée requise de deux heures :

170 kW × 2 heures = 340 kWh fournis à la charge protégée

La puissance nominale installée doit alors tenir compte de la plage SOC approuvée, du rendement de conversion, de la rétention en fin de vie et de la disponibilité de la configuration :

E_nameplate ≥ E_delivered ÷ (SOC utilisable × rendement de décharge × rétention en fin de vie × disponibilité)

Un exemple de calcul utilisant la SOC utilisable du 90%, le rendement du circuit de décharge du 92%, la rétention en fin de vie du 80% et la disponibilité du 97% donne :

340 ÷ (0,90 × 0,92 × 0,80 × 0,97) ≈ 529 kWh

Ces facteurs constituent des hypothèses de modélisation et non des garanties offertes par le produit MegSolid. Les valeurs définitives doivent être déterminées à partir de la configuration commandée, de la garantie, des données PCS et de la méthode d'essai convenue.

Ce calcul montre pourquoi une capacité de batterie déclarée de 400 kWh ne peut pas automatiquement être considérée comme garantissant deux heures d'alimentation pour une charge hospitalière de 170 kW en fin de vie.

Coordonner l'onduleur (UPS), le système de stockage d'énergie par batterie (BESS), l'installation photovoltaïque solaire et le générateur diesel

Pour un micro-réseau hospitalier, il convient de définir la séquence de fonctionnement avant de procéder au choix des équipements.

État du systèmeMesure de contrôle requise
Réseau en bon étatAlimenter les équipements hospitaliers, recharger la batterie et gérer la production d'énergie solaire
Perturbation du réseauL'onduleur existant protège les charges désignées comme « sans coupure » lorsque le micro-réseau change d'état de fonctionnement
Création de l'îleBESS prend en charge le bus protégé ; l'énergie solaire n'est disponible que si l'architecture approuvée le permet
Interruption prolongéeDémarrer le générateur lorsqu'un seuil défini est atteint en termes de SOC, de charge ou de prévisions
Générateur en ligneVeillez à ce que le générateur reste dans sa plage de fonctionnement autorisée et limitez la puissance de charge de la batterie
Le réseau électrique a été rétabliResynchroniser, transférer en toute sécurité et rétablir le niveau de charge (SOC) de réserve requis

Le contrôleur central du micro-réseau, ou EMS, doit connaître l'état et les limites du raccordement au réseau, du bus protégé, de l'onduleur de secours, du système de stockage d'énergie par batterie (BESS), de l'onduleur photovoltaïque et du générateur.

Les règles de repli obligatoires sont les suivantes :

Le cahier des charges de communication doit préciser chaque signal, protocole, délai d'attente, responsable et valeur de secours. MegSolid’s Guide sur l'architecture de communication entre le BMS et l'EMS fournit une structure pour cette matrice d'interface.

Architecture de commande des onduleurs BESS, des générateurs solaires et des générateurs diesel de l'hôpital

Spécifications relatives au criblage des produits MegSolid sans mélange

La sélection des produits MegSolid doit rester spécifique à chaque modèle. Les valeurs suivantes sont tirées de la base de connaissances actuelle sur les produits MegSolid et ne sont présentées qu'à titre indicatif.

Gamme de produitsNote publique vérifiéeClassification vérifiéeRecours au dépistage en milieu hospitalier
ESSA0030B-005530 kW / 55,296 kWhLFP, refroidissement par air intelligentPetites sections à charge protégée
ESSA0050B-010050 kW / 100,352 kWhLFP, refroidissement par air intelligentSupport modulaire pour charges critiques
ESSA0100B-0215100 kW / 215,04 kWhLFP, refroidissement par air intelligentBus protégé de taille moyenne, destiné à un hôpital ou à un bâtiment
Meg-Solid Energon 261125kVA / 261,24kWh314 Ah LFP, refroidissement par liquideMicro-réseau C&I de plus grande capacité ou micro-réseau destiné au secteur de la santé
ESSC0500B-1075500 kW / 1,0752 MWhLFP, refroidissement par air à température contrôléeGrand campus hospitalier ou complexe composé de plusieurs bâtiments

Le Série d'armoires d'extérieur ESSA prend en charge le fonctionnement en réseau et hors réseau, dispose d'un système de gestion de l'énergie (EMS) intégré, permet l'accès à la charge, à la batterie, au réseau, au générateur et au système photovoltaïque, et intègre des transformateurs d'isolement.

Les armoires ESSA sont conformes à la norme IP54 et fonctionnent à des températures comprises entre 0 °C et 45 °C. Les données techniques vérifiées du produit indiquent qu'elles sont équipées d'un système de refroidissement par air intelligent.

La plateforme ESSA peut être configurée avec des cellules de batterie à l'état solide afin de répondre aux exigences spécifiques d'un projet. Cette configuration doit être mentionnée dans le devis, la fiche technique signée et la nomenclature ; cela ne signifie pas pour autant que chaque unité ESSA standard soit un produit hybride à l'état solide.

Le Système C&I à refroidissement par liquide de 261,24 kWh Sa puissance nominale est de 125 kVA et il utilise des cellules LFP de 314 Ah. La valeur 90% publiée correspond au rendement maximal du système, et non à un rendement aller-retour déclaré.

Pour les campus plus vastes, le Série ESSC de systèmes de stockage d'énergie en conteneurs comprend des configurations de 500 kW/1,0752 MWh et de 1 MW/2,1504 MWh.

En quoi l'option « à l'état solide » apporte une valeur ajoutée à l'approvisionnement

Les hôpitaux peuvent accorder une importance particulière aux mesures de contrôle des risques thermiques, à la configuration traçable des cellules et à la planification des capacités à long terme, car une intervention d’urgence à proximité de bâtiments cliniques occupés peut perturber la prestation des soins.

MegSolid systèmes de stockage d'énergie à l'état solide devraient être évaluées à la lumière de données spécifiques à la configuration plutôt que sur la base d'affirmations générales relevant de la chimie.

Demandez :

Aucune batterie ne doit être qualifiée d'« ininflammable » ou d'« sans risque ». La sécurité en milieu hospitalier dépend de la conception globale de l'ensemble du système, comprenant les cellules, le système de gestion de batterie (BMS), le système de conversion de puissance (PCS), le refroidissement, la protection contre les incendies, ainsi que l'installation et la maintenance.

Données relatives à l'appel d'offres (RFQ) de l'hôpital BESS nécessaires pour établir un devis ferme

Une demande indiquant simplement “ installation solaire de 200 kW et batterie de 400 kWh pour un hôpital ” ne suffit pas pour établir un devis ferme.

Groupe « Appel d'offres »Informations requises concernant le projet
Charger les donnéesDouze mois de mesures de la demande par intervalles, complétées par des mesures de courte durée si nécessaire
Circuits critiquesBarème de tarification pour les niveaux 1 et 2 et pour les charges pouvant être stockées dans un hangar
Exigences en matière de sauvegardeDurée requise, durée maximale d'interruption et délestage autorisé
Équipements existantsPuissance nominale et autonomie de l'onduleur, puissance du groupe électrogène (en kVA), temps de démarrage, système d'alimentation en carburant et logique de l'ATS
Système électriqueTension du bus, niveau de défaut, mise à la terre, protection et schéma unifilaire
Énergie solaire photovoltaïquePuissance installée ou prévue en kWp/kWac, type d'onduleur et compatibilité avec le fonctionnement en îlotage
BESSPuissance CA requise (kW/kVA), production d'électricité CA (kWh), garantie BOL/EOL et redondance
SiteEmplacement des équipements, accès, température, altitude, poussière, bruit et distances de sécurité en cas d'incendie
CommandesHiérarchie de l'EMS, protocoles, périmètre de cybersécurité, alarmes et système d'archivage des données
CommercialLieu de livraison, Incoterm, étendue de la mise en service, garantie et date de livraison prévue

L'approvisionnement direct auprès du fabricant devrait également permettre de clarifier qui est responsable de l'intégration de la batterie, du système de conversion de puissance (PCS), du système de gestion de l'énergie (EMS) et du groupe électrogène. Les risques liés à un partage des responsabilités sont expliqués dans Approvisionnement en batteries BESS : directement auprès du fabricant ou via une société de négoce ?.

Transformer les exigences hospitalières en tests FAT et SAT

Le plan de réception doit reproduire les événements opérationnels qui revêtent une importance particulière pour l'hôpital.

TestPièces justificatives requises
Séquence de perte de réseauEnregistrement de la tension, de la fréquence et des coupures sur le bus protégé
Coordination entre l'onduleur et le système de stockage d'énergie par batterie (BESS)Aucun transfert involontaire ni aucun conflit de protection
Échec du démarrage du générateurRéponse correcte concernant la réserve SOC et le plan de secours
Plus grand écart de charge autoriséLa tension et la fréquence restent dans les limites convenues
Perte de puissance photovoltaïque lors d'un fonctionnement en îlotLe BESS et le générateur assurent l'alimentation du bus protégé
Problème de communicationL'équipement passe en mode de secours spécifié
Test de capacitéÉnergie en courant alternatif fournie à la température et à la puissance convenues
Retour au tableauResynchronisation contrôlée et récupération de la capacité de charge (SOC) de réserve

Utilisez le Guide des essais de réception en usine BESS afin de traduire le descriptif final du contrôle en critères de réussite ou d'échec attestés par des témoins.

Le test SAT final doit réunir l'équipe chargée des installations hospitalières, le consultant en électricité, l'intégrateur de systèmes et le représentant clinique responsable. Les essais doivent être planifiés de manière à garantir la continuité des services essentiels existants.

Ce dont MegSolid a besoin pour préparer une proposition BESS destinée à un hôpital

Envoyer :

Le périmètre de la proposition peut alors définir une configuration préliminaire du produit, les bases énergétiques BOL/EOL, l'architecture de contrôle, la liste des équipements, la matrice de communication, le plan des essais d'acceptation en usine (FAT) et les exclusions du devis.

FAQ

Cela dépend de la charge critique mesurée, de la durée requise, du niveau de charge utile (SOC), des pertes, de la rétention en fin de vie (EOL) et de la redondance. La valeur nominale de 400 kWh ne suffit pas à elle seule à déterminer l'autonomie de secours.

Non. Le chiffre de 200 kW correspond à la puissance nominale photovoltaïque. Pour calculer l'autonomie de la batterie, il faut se baser sur la demande de la charge protégée et l'énergie CA utilisable.

Pas automatiquement. Les équipements ne pouvant supporter aucune interruption doivent rester intégrés à l'architecture UPS approuvée, sauf si les équipes électriques et cliniques responsables valident une configuration différente.

À condition que l'architecture du micro-réseau approuvée permette de maintenir le fonctionnement du système photovoltaïque en mode isolé. Le système de couplage réseau-batterie (PCS), l'onduleur photovoltaïque, le régulateur et le dispositif de protection doivent démontrer cette fonctionnalité.

Distinguer les charges ne pouvant subir aucune coupure, les charges à rétablissement rapide et les charges différées grâce à une évaluation des risques cliniques et électriques au niveau des circuits.

Le seuil de démarrage doit tenir compte de l'état de charge (SOC), de la durée de la coupure, des prévisions de charge, de la fiabilité de démarrage du générateur et de la réserve nécessaire au cas où la première tentative de démarrage échouerait.

L'adéquation dépend des paramètres vérifiés (kW, kWh, tension, redondance, environnement et exigences de contrôle). Les systèmes ESSA et 261,24 kWh constituent des options à envisager, et non des choix automatiques.

Les données standard vérifiées indiquent une puissance de 100 kW, une consommation de 215,04 kWh, des cellules LFP et un système de refroidissement par air intelligent. L'option de cellules à l'état solide spécifique au projet doit être confirmée dans le devis et la nomenclature.

Oui. Il s'agit notamment de la logique de coupure de réseau, de la coordination avec l'onduleur, de la réponse en cas de panne de générateur, des variations de charge, de la perte de communication, des alarmes, de l'arrêt d'urgence, de la fourniture de capacité et de la reprise du service.

Fournir les charges par intervalle, les circuits critiques, la durée requise, les données relatives à l'onduleur et au groupe électrogène, les schémas électriques, la conception du système photovoltaïque, les conditions du site, les exigences en matière de système de gestion de l'énergie (EMS) et les critères de réception.

Mesurer la charge critique protégée, définir l'interruption et la durée admissibles, calculer la puissance alternative et l'énergie fournie, puis appliquer les exigences relatives à l'état de charge (SOC), au rendement, à la fin de vie (EOL) et à la redondance.

Cela met en évidence l'intérêt d'associer l'énergie solaire, le stockage par batterie et le contrôle centralisé des micro-réseaux pour les services de santé essentiels, tout en expliquant pourquoi les chiffres publics exprimés en MW et en MWh ne constituent pas une description exhaustive.

La plateforme ESSA peut être configurée avec des cellules de batterie à l'état solide afin de répondre aux exigences spécifiques de chaque projet. Le modèle de cellule commandé, l'architecture de l'électrolyte, le système de refroidissement et les résultats des essais doivent être confirmés par contrat.

Auteur, méthode et divulgation

ArticleInformations
AuteurGuo, directrice de la fabrication et de la chaîne d'approvisionnement chez MegSolid
ExpériencePlus de 15 ans d'expérience dans la fabrication de cellules solaires et la fourniture de services EPC
Source du projet publicLe gouvernement sud-africain et SAnews font le point sur l'hôpital provincial de Mafikeng
Source des données sur les produitsDernière version de la base de connaissances complète du produit MegSolid (llms-full.txt), mise à jour le 17 juillet 2026
Mention commercialeMegSolid fournit des systèmes de stockage d'énergie par batterie
Informations relatives au projetMegSolid n'a pas fourni le projet de l'hôpital provincial de Mafikeng
Limite techniqueLes exigences spécifiques au projet en matière de santé, d'électricité, de sécurité incendie et de raccordement au réseau doivent être approuvées par les professionnels et les autorités compétentes.

Sources

Gouvernement sud-africain : le ministre Kgosientsho Ramokgopa inaugure un système de micro-réseau solaire à l'hôpital provincial de Mafikeng, le 16 juillet 2026.

SAnews : Eskom met en service une solution de micro-réseau alimenté par des énergies renouvelables à l'hôpital provincial de Mafikeng, le 20 juillet 2026.

Ministère national sud-africain de la Santé : Manuel-cadre pour la mise en place et le maintien d'un hôpital modèle.

MegSolid (Hong Kong) Limited se consacre à la R&D, à la conception et à la fourniture de systèmes de stockage d’énergie haute performance. Forts de dix ans d’expérience technique, nous proposons à nos clients du monde entier des systèmes ESS sur mesure en armoires extérieures, des onduleurs résidentiels et des solutions d’alimentation portables.
WhatsApp/WeChat : +852 59811073

Obtenez votre solution de stockage d'énergie MegSolid en 24 heures

Directement d'un fabricant de batteries à l'état solide. Recevez une proposition de système de stockage d'énergie personnalisée, une analyse du retour sur investissement (ROI) et une recommandation de système de la part de notre équipe d'ingénierie.

Ce que vous recevrez

Reconnu dans le monde entier :

UL, IEC, UN38.3, Société de classification de Chine, GB36276-2023, RoHS

Modèles populaires :

Applications :

Usines · Parcs solaires · Exploitations minières · Îles · Centres de données

Parlez-nous de votre projet : nous concevrons le système sur mesure pour vous.