La plupart des guides consacrés à la recharge des batteries dans les installations solaires décrivent encore un seul panneau de 100 W raccordé à une batterie de voiture de 12 V. Les particuliers et les installateurs qui dimensionnent un parc de batteries domestique de 16 kWh ou un système commercial léger de 100 kWh ont besoin de calculs de niveau ingénierie : dimensionnement du champ de panneaux, plages de tension MPPT, limites de courant en temps réel des batteries et limites de température de charge.
Ce guide vous guide pas à pas dans ces calculs à l'aide de MegSolid's Onduleurs hybrides pour le stockage d'énergie (modèles G2S-C monophasés de 3 kW à 6 kW et modèles de la série R triphasés de 30 kW à 50 kW) et notre batterie de 51,2 V et 314 Ah Systèmes de stockage d'énergie à usage résidentiel (MEG-Solid-512314FL1 et MG 512314). Chaque donnée relative aux produits figurant ci-dessous est recoupée avec les spécifications officielles de MegSolid, et chaque hypothèse utilisée dans un calcul à titre d'illustration est clairement indiquée.
Panneaux solaires pour la recharge de batteries : formule de dimensionnement et tableau de référence
Pour dimensionner les panneaux solaires destinés à la recharge d'une batterie, il faut commencer par calculer l'énergie photovoltaïque quotidienne nécessaire pour compenser la profondeur de décharge prévue de la batterie, avant d'y ajouter les charges domestiques ou celles de l'installation pendant la journée :
Puissance du parc photovoltaïque pour la recharge de la batterie (kW) = Énergie utile de la batterie (kWh) / [Rendement du circuit de charge × Nombre d'heures d'ensoleillement maximal (h)]
Où :
- E_usable correspond à l'énergie en courant continu consommée quotidiennement par la batterie (énergie nominale multipliée par la profondeur de décharge cible, DoD).
- η_charge correspond au rendement du circuit de charge du système photovoltaïque vers la batterie (tenant compte de la conversion MPPT, du câblage en courant continu et de la capacité de charge des cellules). Le tableau 1 utilise une valeur indicative de 0,90.
- H_PSH correspond à la moyenne quotidienne des heures d'ensoleillement maximal sur le site. Le tableau 1 utilise, à titre d'exemple, une valeur de 4,5 h.
Tableau 1 : Matrice indicative de dimensionnement d'un système de recharge solaire (profondeur de décharge de 80 %, 4,5 PSH, rendement de charge supposé de 90 %)
| Configuration du stockage | Énergie cyclée (à 80 % de profondeur de décharge) | Onduleur candidat (vérifier la compatibilité avec le BMS en fonction du modèle) | Installation photovoltaïque destinée exclusivement à la recharge des batteries | Entrée PV maximale de l'onduleur et fenêtre MPPT |
|---|---|---|---|---|
| 1 x MEG-Solid-512314FL1 (51,2 V / 314 Ah / 16,07 kWh) | 12,86 kWh | R5KL1DA-G2S-C (5 kW CA / courant de batterie max. 100 A) ou R6KL1DA-G2S-C (6 kW CA / 120 A) | 3,17 kW (8 panneaux de 450 W) | 7,5 kW / 9 kW (550 V max. PV ; 100–430 V MPPT) |
| 2 × MG 512314 (2 × 16 076 Wh ; vérifier la limite de tension) | 25,72 kWh | R6KL1DA-G2S-C (6 kW CA / courant de batterie max. 120 A ; vérifier la tension et les règles du BMS) | 6,35 kW (15 panneaux de 450 W) | 9 kW (2 suiveurs MPPT ; 16 A max. par MPPT) |
| Bloc de batteries haute tension compatible, catégorie 100 kWh (150–800 V) | 80,0 kWh | R30KH3 (30 kW CA / 33 kW en charge maximale ; 2 entrées de 80 A chacune) | 19,75 kW (44 panneaux de 450 W) | 45 kW (4 suiveurs MPPT ; vérifier la tension photovoltaïque maximale dans la fiche technique) |
| Bloc de batteries haute tension compatible, catégorie 150 kWh (150–800 V) | 120,0 kWh | R50KH3 (50 kW CA / 55 kW en charge maximale ; 2 entrées de 80 A chacune) | 29,63 kW (66 panneaux de 450 W) | 75 kW (4 suiveurs MPPT ; vérifier la tension photovoltaïque maximale dans la fiche technique) |
Remarques techniques concernant le tableau 1 :
- Les onduleurs candidats nécessitent un BMS spécifique au modèle et une vérification de la tension : les onduleurs répertoriés dans la colonne 3 constituent des combinaisons possibles en fonction de la classe de tension et de la gamme de puissance. La combinaison définitive doit être confirmée pour chaque projet en fonction de la plage de tension de fonctionnement exacte du modèle de batterie, des limites de coupure de charge et de la liste des protocoles de communication BMS approuvés.
- Marge d'entrée PV nominale par rapport à la puissance de charge CA disponible : À la ligne 2 (2 x MG 512314 avec R6KL1DA-G2S-C), en soustrayant le générateur de recharge de batterie de 6,35 kW de la puissance d'entrée photovoltaïque maximale de 9 kW de l'onduleur, il reste une marge de capacité nominale du générateur photovoltaïque STC de 2,65 kW. Les ingénieurs doivent noter que ces 2,65 kW correspondent uniquement à la marge d'installation restante des modules en courant continu dans des conditions d'essai standard, et non à la puissance en courant alternatif disponible en continu pour les charges diurnes, laquelle dépend de l'irradiance en temps réel, du déclassement dû à la température des cellules et du rendement de conversion de l'onduleur.
- Distinction entre la puissance nominale CA et les limites de courant des batteries : sur la série G2S-C monophasée, les modèles 5 kW (R5KL1DA-G2S-C) et 6 kW (R6KL1DA-G2S-C) correspondent à la puissance nominale maximale de l’onduleur, tandis que le courant côté batterie est plafonné séparément à 100 A et 120 A respectivement. La puissance de charge en courant continu étant égale à la tension de la batterie en temps réel multipliée par le courant de charge (P_DC = V_bat × I_bat), la puissance réelle de charge de la batterie varie en fonction de l’état de charge (SOC) et ne peut être considérée comme fixe à 5 kW ou 6 kW sur l’ensemble de la courbe de tension.
- Compatibilité avec les batteries haute tension sur la série R : bien que les onduleurs triphasés R30KH3, R40KH3 et R50KH3 prennent en charge une plage de tension de batterie comprise entre 150 V et 800 V CC sur deux entrées de 80 A, la compatibilité avec tout rack de batteries lithium-ion standard ou hybride à semi-conducteurs doit être confirmée en vérifiant la plage de tension à SOC complet de la pile, les limites de courant et la compatibilité du protocole BMS avec MegSolid.
Comment fonctionne la recharge d'une batterie à l'aide d'un panneau solaire : régulateurs de charge et régulation CC/CV
Pour recharger une batterie à l'aide d'un panneau solaire, il est nécessaire de disposer d'un étage de régulation de charge dédié, placé entre le générateur photovoltaïque et les bornes de la batterie. En effet, un module photovoltaïque fonctionnant comme une source de courant dépendante de l'irradiance, dont la tension en circuit ouvert (V_oc) varie en fonction de la température et de l'ensoleillement, il ne peut pas réguler à lui seul la tension des cellules au lithium.
Pourquoi le raccordement direct entre le panneau et la batterie est-il interdit ?
Sous une charge légère et en plein soleil, un module photovoltaïque tend vers sa tension en circuit ouvert (V_oc). Si un panneau solaire est raccordé directement à une batterie au lithium sans régulateur de charge, la tension du générateur poussera les cellules au-delà de leur seuil de coupure de tension supérieur dès que la batterie sera proche de sa charge maximale, forçant le système de gestion de batterie (BMS) à ouvrir ses interrupteurs de protection dans le cadre d'un déclenchement d'urgence en cas de surtension.
Des coupures brutales et répétées du BMS provoquent des pics de tension sur le bus CC et soumettent les cellules à des contraintes de surcharge incontrôlées. Toute installation de panneaux solaires avec batterie en charge doit donc réguler le courant et la tension à l'aide soit d'un régulateur de charge solaire externe (PWM ou MPPT), soit du chargeur MPPT intégré à un onduleur hybride.
Régulation de charge solaire MPPT vs PWM
Les régulateurs à modulation de largeur d'impulsion (PWM) et à suivi du point de puissance maximale (MPPT) permettent tous deux de charger une batterie au lithium en toute sécurité lorsqu'ils sont correctement configurés en fonction de la plage de tension de la batterie et du profil de charge CC/CV ; ils diffèrent toutefois dans la manière dont ils récupèrent l'énergie du générateur photovoltaïque :
- Régulateurs de charge PWM : un régulateur PWM connecte directement le générateur photovoltaïque au bus de batterie, en abaissant la tension de fonctionnement du module solaire pour l'adapter à la tension aux bornes de la batterie. Lorsque la tension nominale du module photovoltaïque correspond étroitement à celle d’un petit banc de batteries à basse tension, un régulateur PWM compatible avec le lithium offre une solution de régulation simple et peu coûteuse, même si toute tension du module supérieure à celle de la batterie n’est pas convertie en courant de charge supplémentaire.
- Régulateurs de charge MPPT et onduleurs hybrides : un suiveur MPPT utilise un convertisseur CC-CC haute fréquence pour se verrouiller sur la tension de puissance maximale de la chaîne solaire (V_mp, par exemple de 100 V à 430 V CC sur la série G2S-C à unemonophasée de la série G2S-C) et abaisse cette tension de chaîne plus élevée jusqu’à la tension de charge de la batterie, ce qui permet un meilleur rendement énergétique.
Prenons l'exemple d'un module de 450 W (V_mp = 41,5 V, I_mp = 10,85 A aux conditions standard (STC)) rechargeant une batterie de 25,6 V dont la tension est de 27,0 V :
- Sur un contrôleur PWM, la tension du module est stabilisée à environ 27,0 V, ce qui donne environ 10,85 A × 27,0 V ≈ 293 W.
- Sur un régulateur MPPT, le module fonctionne à 41,5 V (450 W) et abaisse la tension avec un rendement de conversion supposé de 97 %, fournissant ainsi environ 437 W (16,2 A à 27,0 V).
Profils de charge CC/CV spécifiques à chaque modèle et commande en boucle fermée du BMS
Les batteries au lithium se rechargent selon une séquence « courant constant / tension constante » (CC/CV) régie par le système de gestion de la batterie (BMS) et la fiche technique officielle :
- 1. Courant constant (CC / phase de charge rapide) : le chargeur fournit le courant solaire disponible jusqu’à la plus faible des deux valeurs suivantes : la limite maximale de courant de batterie de l’onduleur (par exemple 100 A sur le R5KL1DA-G2S-C ou 120 A sur le R6KL1DA-G2S-C) et la limite nominale de courant de charge de la batterie (courant de charge maximal de 200 A sur les modèles MEG-Solid-512314FL1 et MG 512314) jusqu’à ce que la tension aux bornes atteigne la tension de charge spécifiée pour le modèle.
- 2. Tension constante (CV / phase d'absorption et de réduction progressive) : le chargeur maintient la tension aux bornes à la valeur de consigne spécifiée par le fabricant tandis que le courant diminue progressivement, ce qui permet au dispositif d'équilibrage du BMS d'équilibrer les cellules :
- — Sur le modèle MEG-Solid-512314FL1 (51,2 V / 314 Ah / 16,07 kWh), la fiche technique officielle de MegSolid indique une tension de charge CC-CV de 57,6 V (avec une coupure de charge à 57,6 V et une coupure de décharge à 43,2 V).
- — Concernant la batterie MG 512314 (51,2 V / 314 Ah / 16 076 Wh), le tableau technique officiel spécifie une condition de charge standard de courant constant à 0,5 C jusqu’à une tension constante de 58,4 V, se poursuivant jusqu’à ce que le courant diminue à ≤ 0,01 C (plage de tension de fonctionnement comprise entre 40 V et 58,4 V).
- 3. Auto-adaptation du BMS et comportement en mode de maintien : les installateurs ne doivent pas appliquer des valeurs génériques de tension d'absorption ou de maintien provenant de tiers à différents modèles de batteries au lithium. Ils doivent plutôt configurer l'onduleur hybride pour un contrôle du BMS en boucle fermée (auto-adaptation au BMS via le port CAN officiel du BMS sur la série G2S-C) ou respecter scrupuleusement les paramètres de tension indiqués dans le manuel d'utilisation du modèle.
Recharge des batteries à l'énergie solaire : topologies à couplage en courant continu et à couplage en courant alternatif
Lorsqu'ils conçoivent un système de recharge de batteries à l'énergie solaire, les ingénieurs ont le choix entre des topologies d'onduleurs hybrides à couplage en courant continu et des topologies de modernisation à couplage en courant alternatif. Le tableau 2 présente une comparaison conceptuelle simplifiée de ces deux approches.
Tableau 2 : Comparaison conceptuelle simplifiée entre la charge solaire à couplage CC et la charge solaire à couplage CA
| Dimension technique | Architecture à couplage CC (onduleur hybride) | Architecture à couplage CA (onduleur photovoltaïque raccordé au réseau + onduleur de stockage) |
|---|---|---|
| Parcours de conversion simplifié (PV vers batterie) | Circuit direct en courant continu : générateur photovoltaïque (CC) → étage MPPT / CC-CC → batterie (CC) | Parcours en plusieurs étapes : générateur photovoltaïque (CC) → onduleur photovoltaïque raccordé au réseau (CA) → système de conversion de puissance bidirectionnel (CC) → batterie |
| Perte relative liée à la conversion lors de la charge | Perte de conversion réduite (évite l'inversion intermédiaire du courant alternatif pendant la charge de la batterie) | Pertes cumulées plus élevées dues à des étages de conversion supplémentaires (CC-CA-CC) |
| Possibilité de produire une puissance photovoltaïque supérieure à la puissance nominale du courant alternatif | Permet d'acheminer l'excédent d'énergie en courant continu vers la batterie (sous réserve des limites du bus CC, du PCS et du BMS) | Limité au plafond de sortie CA de l'onduleur photovoltaïque raccordé au réseau avant d'atteindre le bus CA |
| Comportement en démarrage autonome hors réseau | Le MPPT solaire peut mettre en marche et recharger la batterie sur le bus CC (conformément aux règles du micrologiciel de l'onduleur) | Nécessite qu'un onduleur de stockage établisse d'abord une référence stable pour le micro-réseau en courant alternatif |
| Scénario de déploiement principal | Nouvelles installations solaires avec stockage destinées aux particuliers et aux professionnels | Installation a posteriori d'un système de stockage par batterie sur des sites équipés de chaînes d'onduleurs ou de micro-onduleurs déjà raccordés au réseau |
Remarques techniques concernant le tableau 2 :
- Topologies de conversion dépendantes du matériel : les descriptions des étages figurant dans le tableau 2 représentent des schémas conceptuels simplifiés. Dans un système électronique de puissance réel, un onduleur hybride à couplage CC effectue toujours une conversion de tension CC-CC interne (telle que l'abaissement ou l'élévation de la tension des chaînes photovoltaïques vers le bus CC interne, via un étage CC-CC bidirectionnel de la batterie), de sorte que le rendement de charge réel dépend de la topologie d’isolation spécifique de l’onduleur, de sa fréquence de commutation et de son facteur de charge en fonctionnement.
- Prise en charge du couplage CA sur les onduleurs MegSolid : Dans la documentation officielle de MegSolid, la série d’onduleurs monophasés de stockage d’énergie G2S-C (3 kW à 6 kW) mentionne explicitement la capacité de couplage CA en réseau et hors réseau. Toutefois, les configurations de câblage spécifiques en couplage CA, les ratios maximaux d'onduleurs photovoltaïques connectables et les paramètres de limitation de production par décalage de fréquence en mode hors réseau doivent être vérifiés par rapport au manuel d'installation de la série G2S-C avant la mise en service sur site. Pour les projets triphasés R30KH3 / R40KH3 / R50KH3 nécessitant un couplage CA, veuillez contacter le service d'ingénierie de MegSolid afin de confirmer les versions de micrologiciel et les modes de câblage pris en charge.
Comment les onduleurs hybrides à couplage CC gèrent les installations photovoltaïques surdimensionnées
Tant la série G2S-C monophasée que la série triphasée R30KH3 / Les séries R40KH3 et R50KH3 affichent une puissance d'entrée photovoltaïque maximale égale à 1,5 fois leur puissance de sortie CA nominale (par exemple, une puissance d'entrée photovoltaïque maximale de 9 kW pour le modèle de 6 kW R6KL1DA-G2S-C, et une puissance d'entrée photovoltaïque maximale de 75 kW sur le modèle R50KH3 de 50 kW).
Prenons l'exemple d'un scénario typique en milieu de journée sur un R50KH3 (puissance de sortie CA nominale de 50 kW, puissance maximale de charge/décharge de la batterie de 55 kW, puissance d'entrée photovoltaïque maximale de 75 kW) lorsqu'un parc photovoltaïque de 75 kW installé sur le toit produit 65 kW de puissance CC disponible :
- Un onduleur photovoltaïque autonome de 50 kW raccordé au réseau limiterait la conversion totale à sa limite de 50 kW CA, ce qui entraînerait une perte des 15 kW restants de la production potentielle du parc photovoltaïque.
- Dans un système d'onduleur hybride à couplage CC, la possibilité d'acheminer tout ou partie de cet excédent de puissance CC de 15 kW vers la batterie alors que l'onduleur fournit 50 kW de puissance CA dépend des limites internes de répartition de la puissance sur le bus CC de l'onduleur, de sa capacité thermique totale, des pertes de conversion, et de la capacité d’acceptation de charge en temps réel du BMS de la batterie (ce qui nécessite que la batterie se trouve à un état de charge inférieur au seuil de réduction de tension constante et dans sa plage de température de charge autorisée).
Charge de batteries solaires à basse tension (51,2 V) et à haute tension (150 V à 800 V)
D'après la loi de puissance d'Ohm (I = P / V), la tension de fonctionnement en temps réel du parc de batteries détermine directement le courant continu nécessaire pour atteindre une puissance de charge ou de décharge cible, ainsi que la puissance maximale pouvant être obtenue pour un courant maximal fixe de l'onduleur.
Dossier technique : Comment la limite de courant de 120 A régule la puissance d'un onduleur de 6 kW à 48 V/51,2 V
Les installateurs partent souvent du principe qu'un onduleur hybride monophasé de 6 kW (R6KL1DA-G2S-C) peut toujours charger ou décharger une batterie de 51,2 V à sa puissance maximale de 6,0 kW. En réalité, le R6KL1DA-G2S-C présente un courant nominal maximal de 120 A pour la batterie (et une puissance maximale de charge/décharge de 6 kW).
Le tableau 3 présente la puissance continue théorique correspondant à un courant maximal de 120 A sur toute la plage de tension de fonctionnement d'un parc de batteries de 48 V / 51,2 V, ainsi que des comparaisons à haute tension sur le modèle R50KH3.
Tableau 3 : Tension de la batterie en temps réel, limites de courant et puissance continue théorique
| Onduleur et limitation de courant | Tension de la batterie en temps réel | Puissance théorique en courant continu (V × I) | Puissance effective après le plafonnement de l'onduleur et implications techniques |
|---|---|---|---|
| R6KL1DA-G2S-C (120 A max., 6 kW max.) | 40,0 V (limite inférieure des modèles G2S-C et MG 512314) | 4,80 kW | Limitation de courant à 4,80 kW CC (le plafond de 120 A est atteint avant d'atteindre 6 kW) |
| R6KL1DA-G2S-C (120 A max., 6 kW max.) | 43,2 V (seuil de coupure de décharge du MEG-Solid-512314FL1) | 5,18 kW | Courant limité à 5,18 kW CC lorsque le niveau de charge (SOC) est faible |
| R6KL1DA-G2S-C (120 A max., 6 kW max.) | 48,0 V (tension nominale de la batterie G2S-C) | 5,76 kW | Courant limité à 5,76 kW CC à 48,0 V |
| R6KL1DA-G2S-C (120 A max., 6 kW max.) | 51,2 V (plateau nominal 16S LFP) | 6,14 kW | Limité à 6,00 kW par la limite de puissance de l'onduleur (~117,2 A à 51,2 V) |
| R6KL1DA-G2S-C (120 A max., 6 kW max.) | 57,6 V (tension de charge du MEG-Solid-512314FL1) | 6,91 kW | Limité à 6,00 kW par la limite de puissance de l'onduleur (~104,2 A à 57,6 V) |
| R50KH3 (2 entrées de 80 A, capacité de 55 kW) | Pile de batteries haute tension de 400 V à 800 V | 55,0 kW (137,5 A au total à 400 V ; 68,8 A au total à 800 V) | Nécessite de vérifier le câblage à double port et le comportement de partage du courant |
Points clés à retenir du tableau 3 :
- Règle fondamentale de limitation de puissance : la puissance réelle de charge et de décharge de la batterie est limitée par la puissance nominale de l'onduleur, le courant maximal de la batterie, la tension en temps réel du pack et les limites de fonctionnement du BMS. Même avec un onduleur de 6 kW, lorsqu’un faible état de charge (SoC) entraîne une chute de la tension aux bornes de la batterie en dessous de 50,0 V (6 000 W / 120 A = 50,0 V), la limite de courant de 120 A restreint la puissance CC réelle à moins de 6 kW (jusqu'à 5,18 kW à 43,2 V ou 4,80 kW à 40,0 V).
- Consignes de sécurité relatives aux installations électriques à basse tension : bien que les systèmes à tension nominale de 51,2 V fonctionnent dans une plage de tension comprise entre 43,2 V et 57,6 V (MEG-Solid-512314FL1) ou de 40 V à 58,4 V (MG 512314), la tension nominale n’est pas égale à la tension maximale du système, et un fonctionnement en dessous de 60 V CC n’élimine pas les risques électriques. Étant donné que les batteries au lithium de 314 Ah peuvent générer des courants de défaut élevés et produire des arcs électriques en courant continu, les installateurs doivent tout de même prévoir des disjoncteurs ou fusibles de surintensité CC de calibre approprié, des capots isolants pour les bornes et respecter les distances de sécurité contre les arcs électriques.
- Entrées double batterie sur la série R (80 A x 2) : Les onduleurs hybrides triphasés R30KH3, R40KH3 et R50KH3 disposent de deux entrées batterie d'une intensité nominale de 80 A chacune (150 V à 800 V CC). Les ingénieurs ne doivent pas partir du principe qu’une charge de charge/décharge de 55 kW (137,5 A au total à 400 V) se répartit automatiquement à parts égales entre les deux ports de 80 A dans toutes les conditions de fonctionnement ; le fait que ces deux ports fonctionnent comme des canaux de batterie indépendants ou comme des entrées en parallèle dépend de la topologie spécifique du rack de batteries et de la configuration de l’onduleur, confirmées auprès de MegSolid.
- Armoires autonomes C&I vs onduleurs hybrides de la série R : les armoires tout-en-un C&I de MegSolid, telles que la ESSA0100B-0215 (de 672 V à 850 V CC, comprenant son propre système de conversion de puissance (PCS) de 100 kW et une entrée photovoltaïque MPPT intégrée pouvant atteindre 1 000 V) et le Energon (676 V à 936 V CC, 125 kVA), intègrent leurs propres étages de conversion de puissance et dépassent la limite supérieure de 800 V de la batterie du R50KH3 ; ils sont donc déployés en tant que systèmes C&I complets plutôt qu'associés à un onduleur hybride de la série R.
4 règles techniques pour une recharge sûre et durable des batteries solaires
1. Associez le port de communication BMS correspondant exactement à celui de l'onduleur (CAN sur le G2S-C)
Alors que les modèles MEG-Solid-512314FL1 et MG 512314 de MegSolid intègrent des ports de communication RS485, RS232 et CAN du côté de la batterie, la série d'onduleurs hybrides monophasés G2S-C spécifie officiellement le CAN comme interface de communication avec le BMS (auto-adaptation au BMS). Les installateurs qui associent un onduleur G2S-C à une batterie compatible doivent réaliser le câblage de la connexion CAN en boucle fermée (et non RS485) et vérifier la compatibilité des protocoles afin que le BMS puisse communiquer de manière dynamique les limites de tension et de courant de charge.
2. Calculer la tension en circuit ouvert d'une chaîne de modules photovoltaïques par temps froid le matin (NEC 690.7)
La tension en circuit ouvert (V_oc) d'un module solaire augmente lorsque la température ambiante descend en dessous de 25 °C. Prenons l'exemple d'un module de 450 W avec une tension V_oc,STC = 49,5 V et un coefficient de température de -0,27 %/°C, un matin d’hiver à -15 °C (ΔT = 40 °C en dessous des conditions STC) entraîne une augmentation de V_oc d’un facteur 1 + (0,0027 × 40) = 1,108 :
- V_oc corrigée en fonction de la température par module : 49,5 V × 1,108 = 54,85 V.
- Sur la série G2S-C monophasée, dont la tension d'entrée photovoltaïque maximale confirmée est de 550 V et dont la plage de fonctionnement MPPT s'étend de 100 V à 430 V, le raccordement de 10 modules en série permettrait d'atteindre 548,5 V à -15 °C (ne laissant pratiquement aucune marge de sécurité en dessous de 550 V), alors qu’une chaîne de 8 modules (396 V en STC ; 438,8 V V_oc à -15 °C ; V_mp bien en deçà de la plage 100–430 V) reste en toute sécurité dans les limites de tension du G2S-C.
- Pour les séries triphasées R30KH3 / R40KH3 / R50KH3, le fichier « llms-full.txt » ne mentionnant pas la tension d'entrée photovoltaïque maximale, les installateurs doivent vérifier la tension d'entrée photovoltaïque maximale exacte ainsi que la plage de tension MPPT sur la fiche technique officielle de la série R et sur la plaque signalétique de l'équipement avant de déterminer la longueur des chaînes.
3. Respecter les plages de température officielles pour la charge et la décharge
MegSolid définit des limites de température distinctes pour la charge et la décharge de ses deux modèles résidentiels de 51,2 V et 314 Ah :
- MEG-Solid-512314FL1 (51,2 V / 314 Ah / 16,07 kWh) : température de charge de 0 °C à 45 °C (32 °F à 113 °F) ; température de décharge de -20 °C à 60 °C (4 °F à 140 °F) ; température de stockage de 0 °C à 45 °C.
- MG 512314 (51,2 V / 314 Ah / 16 076 Wh) : Température de charge recommandée : de 0 °C à 50 °C ; température de décharge recommandée : de -15 °C à 50 °C ; température de stockage : de -15 °C à 50 °C.
Étant donné que la recharge des cellules au lithium à une température inférieure à 0 °C présente un risque de dépôt de lithium métallique sur l'anode, le BMS bloque la recharge solaire dès que la température des cellules descend en dessous de 0 °C. Pour les installations situées dans des régions où les températures peuvent descendre en dessous de zéro, placez le banc de batteries dans un local intérieur à température contrôlée ou consultez MegSolid pour connaître les solutions de caissons thermiques disponibles.
4. Vérifier les écarts de tension entre le G2S-C, le MEG-Solid-512314FL1 et le MG 512314
Lorsqu'ils associent une batterie de 48 V / 51,2 V à l'onduleur monophasé G2S-C, les ingénieurs doivent vérifier la limite supérieure exacte de tension de chaque modèle :
- Port de batterie de l'onduleur monophasé G2S-C : tension nominale de 48 V, plage de fonctionnement comprise entre 40 V et 58 V.
- MEG-Solid-512314FL1 (16,07 kWh) : plage de tension de fonctionnement comprise entre 43,2 V et 57,6 V, avec une tension de charge standard de 57,6 V. L'ensemble de sa plage de fonctionnement et de charge se situe dans la fenêtre de 40 V à 58 V de l'onduleur G2S-C (sous réserve de confirmation de la compatibilité avec le protocole CAN BMS).
- MG 512314 (16 076 Wh) : plage de tension de la batterie comprise entre 40 V et 58,4 V, avec une condition de charge standard à tension constante de 58,4 V. Étant donné que 58,4 V dépasse de 0,4 V la limite supérieure de 58,0 V du port d’entrée de la batterie du G2S-C, et que le point de consigne de charge de 57,6 V est spécifique au MEG-Solid-512314FL1 et ne peut pas être réattribué arbitrairement au MG 512314, les installateurs ne doivent pas supposer une compatibilité de charge « plug-and-play » directe entre le MG 512314 et le G2S-C sans avoir préalablement confirmé les limites de tension de charge approuvées par le BMS auprès du service d’ingénierie de MegSolid.
FAQ
Dois-je opter pour un système à couplage CC ou à couplage CA pour la recharge solaire ?
Le couplage en courant continu est généralement privilégié pour les nouvelles installations solaires avec stockage, car l'énergie solaire en courant continu recharge la batterie via le circuit de conversion CC-CC interne de l'onduleur hybride, sans passer par une conversion préalable en courant alternatif puis une redirection en courant continu. Le couplage CA est adapté aux projets de modernisation dans lesquels une habitation ou un bâtiment dispose déjà d’un onduleur photovoltaïque raccordé au réseau ; l’onduleur monophasé G2S-C de MegSolid prend en charge le couplage CA en réseau et hors réseau (vérifiez les paramètres de câblage et de commande spécifiques à votre projet dans le manuel).
Quelle est la différence entre le modèle MEG-Solid-512314FL1 et le modèle MG 512314 lorsqu'on les associe à un onduleur de 48 V ?
La batterie MEG-Solid-512314FL1 (51,2 V / 314 Ah / 16,07 kWh) fonctionne entre 43,2 V et 57,6 V avec une tension de charge CC-CV de 57,6 V, un courant de charge et de décharge continu maximal de 200 A, une impédance interne ≤ 15 mΩ, et des plages de température de charge comprises entre 0 °C et 45 °C et de décharge entre -20 °C et 60 °C. La batterie mobile MG 512314 (16 076 Wh, montable en parallèle jusqu’à 6 unités, plage de décharge de -15 °C à 50 °C) fonctionne entre 40 V et 58,4 V avec une tension de charge standard de 58,4 V ; comme 58,4 V dépasse la limite de 58 V du port batterie de l’onduleur G2S-C, la compatibilité avec l’onduleur MG 512314 et les réglages du BMS doivent être validés auprès de MegSolid avant l’installation.
Comment puis-je estimer la taille du générateur photovoltaïque nécessaire pour recharger une batterie de 51,2 V et 314 Ah ?
Commencez par déterminer l'énergie quotidienne à remplacer par la batterie, puis divisez ce chiffre par le rendement supposé de charge du système photovoltaïque vers la batterie et par le nombre d'heures d'ensoleillement maximal du site. Dans l’exemple fourni, 12,86 kWh sont cyclés à partir d’une batterie de 16,07 kWh à un taux de décharge (DoD) de 80 %. Avec 4,5 heures d’ensoleillement maximal et un rendement de charge de 90 %, la puissance calculée du générateur photovoltaïque est d’environ 3,17 kW pour la seule recharge de la batterie. Ajoutez les charges diurnes et vérifiez les limites d’entrée photovoltaïque de l’onduleur.
Quelles sont les différences concrètes entre les régulateurs de charge solaire MPPT et PWM ?
Le PWM ramène la tension de fonctionnement du module photovoltaïque au niveau de la tension de la batterie, ce qui entraîne une perte partielle de la puissance potentielle du module lorsque ces deux tensions diffèrent de manière significative. Le MPPT utilise une conversion CC-CC pour fonctionner à proximité du point de puissance maximale du panneau. Dans l’exemple illustratif de panneau de 450 W donné par la source, un régulateur PWM fournit environ 293 W avec une batterie de 27 V, contre environ 437 W pour un régulateur MPPT, en supposant un rendement de 97 %.
La batterie MG 512314 peut-elle être raccordée directement à l'onduleur hybride G2S-C 48 V ?
La compatibilité directe doit être confirmée par MegSolid. Le paramètre de charge publié pour le MG 512314 atteint 58,4 V, tandis que la plage d'entrée de la batterie G2S-C s'arrête à 58,0 V. Le MEG-Solid-512314FL1 spécifie quant à lui une tension de charge de 57,6 V, qui s'inscrit dans cette plage de l'onduleur. L'installateur doit également vérifier le protocole de communication exact du BMS et les paramètres de chargeur approuvés ; la classe de tension à elle seule ne garantit pas la compatibilité « plug-and-play ».
Pourquoi les installateurs doivent-ils calculer la tension en circuit (Voc) des chaînes solaires à la température la plus basse du site ?
La tension en circuit ouvert d’un module solaire augmente à mesure que la température baisse. La source montre que dix modules de 49,5 V Voc, par exemple, pourraient atteindre environ 548,5 V à −15 °C, frôlant ainsi la tension d’entrée photovoltaïque maximale de 550 V de l’onduleur G2S-C. Vérifiez le coefficient tension-température indiqué par le fabricant, la température minimale locale, la tension maximale admissible de l’onduleur et la plage de fonctionnement du MPPT avant de confirmer la longueur de la chaîne en série.
Quels sont les facteurs qui déterminent la puissance de charge réelle d'un onduleur solaire de 6 kW et 51,2 V ?
La puissance nominale de l'onduleur ne constitue qu'une limite parmi d'autres. La limite de courant au niveau du port de la batterie, la tension instantanée de la batterie et la capacité de charge du BMS limitent également la puissance. Le modèle R6KL1DA-G2S-C est conçu pour un courant de batterie de 120 A et une puissance maximale de batterie de 6 kW. À 43,2 V, ce courant correspond à environ 5,18 kW en courant continu ; autour de 51,2 V, la limite de 6 kW de l'onduleur devient le facteur limitant. Les pertes de conversion et les pertes thermiques varient en fonction du projet.
Que doivent vérifier les installateurs américains avant de dimensionner des chaînes photovoltaïques dans un climat froid ?
Utilisez la température minimale de conception du site pour vérifier la tension en circuit ouvert des chaînes photovoltaïques, et comparez le résultat du calcul aux dispositions applicables du code électrique, telles que la norme NEC 690.7, ainsi qu’aux indications figurant sur la plaque signalétique de l’onduleur. L'exemple G2S-C présenté dans cet article a une tension d'entrée photovoltaïque maximale de 550 V ; ainsi, une chaîne qui semble conforme à 25 °C peut atteindre sa limite en hiver. Vérifiez séparément la température de charge du BMS et la protection du câblage.
Que doivent vérifier les propriétaires européens lorsqu'ils rechargent leurs batteries à l'aide d'un onduleur solaire hybride ?
Vérifiez la tension exacte de la batterie et le seuil de coupure de charge, la fenêtre MPPT de l'onduleur, le protocole BMS approuvé, ainsi que la tension du générateur à la température la plus basse prévue. En cas de modernisation d'une installation photovoltaïque existante raccordée au réseau, vérifiez si le couplage CA est pris en charge par le modèle d'onduleur et son micrologiciel. Pour les nouvelles installations, comparez cette solution avec une architecture à couplage CC. Les exigences locales en matière d’électricité et de raccordement au réseau applicables doivent également être vérifiées pour l’installation concrète.
Que doivent vérifier les installateurs de systèmes solaires sud-africains lorsqu'ils choisissent une batterie de 51,2 V et un onduleur ?
Vérifiez la tension de charge maximale de la batterie sélectionnée, la plage d’entrée de la batterie de l’onduleur, le protocole CAN BMS pris en charge, les limites de tension d’entrée photovoltaïque et MPPT, ainsi que les conditions de température de charge sur site. La source distingue le réglage de charge de 57,6 V du MEG-Solid-512314FL1 de celui de 58,4 V du MG 512314. Elle explique également pourquoi ce sont le courant et la tension de la batterie, plutôt que la plaque signalétique de l'onduleur seule, qui déterminent la puissance de charge disponible.
Configurez votre système solaire avec stockage grâce à MegSolid Engineering
La conception d'un système de recharge solaire fiable nécessite d'harmoniser la tension des chaînes photovoltaïques par temps froid, les limites de courant des batteries des onduleurs et les plages de charge du BMS propres à chaque modèle. Que votre projet nécessite un onduleur monophasé G2S-C de 3 kW à 6 kW, un onduleur triphasé R30KH3 / R40KH3 / R50KH3, ou encore des unités de stockage résidentielles de 51,2 V et 314 Ah, MegSolid vous offre une assistance complète pour la vérification des fiches techniques et l'adaptation du système.
Contactez notre équipe d'ingénieurs en lui fournissant votre profil de charge quotidien, la fiche technique des modules photovoltaïques et les températures extrêmes du site afin de valider une configuration vérifiée :
- Pour les onduleurs hybrides monophasés de 3 kW à 6 kW et triphasés de 30 kW à 50 kW : consultez les plages MPPT officielles, les intensités nominales des batteries et les capacités de couplage CA sur notre page consacrée aux onduleurs hybrides pour le stockage d'énergie.
- Pour les unités de stockage résidentielles de 51,2 V et 314 Ah (MEG-Solid-512314FL1 et MG 512314) : comparez les plages de tension, les nombres de cycles nominaux et les interfaces de communication sur notre page consacrée aux systèmes de stockage d'énergie résidentiels.