À 5 h 30, la pompe du forage s'arrête. Le pivot doit se mettre en marche à 6 h. Le réservoir contient suffisamment d'eau pour 90 minutes, et personne ne sait si le courant reviendra dans dix minutes ou après le déjeuner. C'est là le rôle d'un système d'irrigation de secours.
Notez trois chiffres avant de demander un devis pour une batterie : la puissance de fonctionnement mesurée de la pompe en kW, la réserve d'eau disponible et la durée maximale de coupure d'électricité que l'exploitation doit pouvoir supporter. MegSolid fournit les équipements de stockage et de conversion d'énergie une fois que ces chiffres ont permis de définir la mission.
- Assurez le bon déroulement du programme d'irrigation grâce à une réserve d'eau, une alimentation électrique de secours ou une combinaison des deux.
- Adaptez la sortie du PCS aux moteurs qui doivent fonctionner simultanément.
- Adapter l'énergie de la batterie à une durée de fonctionnement spécifiée et à une séquence de redémarrage définie.
Une demande portant sur une installation photovoltaïque de 215 kW et un système de stockage de 100 kWh offre à un ingénieur un point de départ. Les informations manquantes concernent la durée de fonctionnement de la pompe pendant la coupure de courant et la nature exacte des 100 kWh : s'agit-il de la capacité nominale de la batterie ou de l'énergie utilisable au niveau du tableau de distribution CA ?.
Cette distinction est importante dans une exploitation agricole en activité. Un système peut disposer d'une énergie suffisante pour alimenter le tableau de commande, mais tout de même tomber en panne lorsque la pompe démarre. Un autre système peut alimenter la pompe sans difficulté, alors qu'un réservoir aurait permis de pallier la même interruption à moindre coût.
Commencez par la Journée de l'irrigation
Le propriétaire décrit généralement le problème en disant que ' la pompe doit fonctionner en continu '. Les exigences de fonctionnement sont toutefois plus précises : un champ a besoin d’un certain volume d’eau sur une période donnée. La conception évolue dès lors que ce volume, la plage d’irrigation et la capacité de stockage d’eau disponible sont pris en compte dans un même tableau.
| État de l'exploitation agricole | Ce que le propriétaire protège | La question qui détermine la solution |
|---|---|---|
| Un réservoir ou un barrage peut être rempli avant la période d'irrigation | Approvisionnement en eau des cultures | Combien d'heures d'irrigation l'eau stockée permet-elle d'assurer ? |
| Un forage doit fonctionner pendant une plage horaire fixe en soirée ou pendant la nuit | Durée de fonctionnement de la pompe | Quelle puissance de fonctionnement et quelle énergie CA exploitable sont nécessaires pour cette fenêtre ? |
| Les filtres, la fertirrigation, les vannes et les systèmes de commande doivent rester sous tension | Contrôle des processus et redémarrage en toute sécurité | Quels circuits sont indispensables, et lesquels peuvent attendre ? |
| L'entrepôt, la chambre froide et le système d'irrigation ont tous besoin d'électricité | Continuité de la production à l'échelle de l'exploitation | Quelles charges sont rétablies et dans quel ordre ? |
Un réservoir de compensation, un barrage ou un bassin de retenue peut servir de tampon entre la disponibilité du réseau électrique et les besoins en irrigation. L'eau est déjà stockée sur le lieu d'utilisation. Dans de nombreux cas, ce tampon réduit la durée de l'alimentation électrique de secours de plusieurs heures à un court laps de temps nécessaire au redémarrage de la pompe.
Cela ne rend pas pour autant inutile le recours à un système industriel de stockage par batterie. Cela permet simplement de mieux cerner le rôle de la batterie. Une exploitation disposant d’une faible réserve d’eau et d’une plage horaire d’irrigation fixe peut avoir besoin d’un système de pompage de secours ; une exploitation disposant de plusieurs heures d’eau stockée peut n’avoir besoin d’un système de secours que pour les commandes, la télémétrie et un cycle de récupération planifié.
Évaluez la charge de la pompe avant de choisir la puissance du PCS
La plaque signalétique de la pompe constitue une référence utile. Il ne s'agit toutefois pas d'une valeur à citer sans avoir préalablement vérifié le point de fonctionnement. Mesurez la puissance absorbée (en kW) au débit et à la hauteur manométrique totale requis, ou récupérez cette valeur à partir d'un journal de fonctionnement fiable du variateur de vitesse.
| Dispositif de pompage | Ce que cela implique pour le système de stockage | Ce qu'il faut demander au prestataire chargé du certificat de performance énergétique (EPC) ou à l'installateur de pompes |
|---|---|---|
| Pompe de forage à régulation VSD | Il est généralement possible d'augmenter progressivement la puissance, ce qui permet de maîtriser la demande au démarrage. | Modèle VSD, réglage de l'accélération, puissance en kW en fonctionnement et logique de redémarrage après défaut. |
| Pompe à démarrage progressif | La demande de démarrage est réduite, mais il faut encore vérifier le profil de démarrage. | Réglage du courant de démarrage, durée de démarrage et séquence de pompage. |
| Pompe à entraînement direct | La performance de départ peut peser lourdement dans la décision relative au PCS. | Courant à rotor bloqué, fréquence de démarrage et séquence pratique pour éviter les démarrages simultanés. |
Le PCS doit supporter la pire combinaison de charges autorisée. Il peut s'agir d'une pompe de forage et de ses commandes, ou d'une pompe de forage associée à un surpresseur. Il s'agit rarement de la somme de tous les moteurs installés dans l'exploitation.
MegSolid's PCS avec transformateur d'isolement est disponible dans une plage de puissance allant de 30 kW à 500 kW et prend en charge le couplage CA en réseau et hors réseau. La puissance nominale appropriée du PCS est déterminée à partir de la combinaison de charges enregistrée et de la séquence de démarrage.
Calculer l'énergie disponible dans la batterie à partir d'une fenêtre de coupure réelle
Une fois la puissance nominale déterminée, calculez la consommation d'énergie. Veillez à ce que ce calcul reste visible afin que le propriétaire, le prestataire EPC et le fournisseur partent tous des mêmes hypothèses. Énergie électrique nécessaire pour la coupure de courant = charge de fonctionnement critique (kW) × durée de fonctionnement requise (h).
Une pompe de 45 kW, avec 10 kW de commandes et d'équipements auxiliaires indispensables, représente une charge critique de 55 kW. Deux heures de fonctionnement consomment 110 kWh au niveau du bus CA, avant prise en compte des pertes de conversion, de la consommation des équipements auxiliaires, des limites de fonctionnement des batteries et de la réserve. Six heures de fonctionnement consomment 330 kWh avant prise en compte de ces éléments.
- Énergie CA utilisable : l'indiquer pour la charge mentionnée, et pas seulement en tant que capacité nominale de la batterie.
- Hypothèses de conversion et hypothèses auxiliaires : Afficher toutes les tolérances utilisées dans le modèle d'exécution.
- Réserve et température : Précisez l'état de charge minimal et les conditions ambiantes de fonctionnement supposées.
- Charge d'exploitation exacte : identifier les pompes, les dispositifs de commande et les équipements auxiliaires en service pendant la période indiquée.
Intégrez la séquence de redémarrage de la pompe dans le cahier des charges
La plupart des pannes d'irrigation surviennent pendant la phase de transition, et non lorsque la pompe est déjà en marche. Le réseau revient, plusieurs moteurs démarrent, la tension chute et le système de secours se met en protection. L'exploitation agricole est à nouveau alimentée en électricité, mais n'a plus d'eau.
- Veillez à ce que les commandes, les instruments de niveau et les systèmes de communication restent sous tension.
- Démarrez la pompe de forage à l'aide du variateur de vitesse.
- Vérifiez que la pression et le débit sont stables.
- Mettez la pompe de surpression en marche.
- Remettre progressivement en service les filtres, la fertirrigation et les charges non essentielles.
Cette séquence doit être effectuée dans le cadre des essais de mise en service. Le propriétaire doit y assister lorsque l'état de charge est au niveau minimal convenu, avec la configuration du générateur et du système photovoltaïque qui sera en place en fonctionnement normal.
Sélectionnez la configuration d'exploitation adaptée au risque opérationnel
| Configuration | Le plus adapté | Informations nécessaires avant l'établissement d'un devis définitif |
|---|---|---|
| Support tampon d'eau | L'eau peut être pompée et stockée avant la période critique d'irrigation. La batterie assure la commande et une fonction de récupération limitée. | Volume utile du réservoir, demande en eau, débit de la pompe, programme d'irrigation et charge du tableau électrique principal. |
| Système de secours pour les pompes essentielles | La pompe doit fonctionner pendant toute la durée de l'interruption prévue. | Puissance active mesurée en kW, dispositif de démarrage, durée de la coupure, charges simultanées, tracé des câbles et séquence de redémarrage. |
| Une exploitation agricole en tant qu'unité autonome | L'irrigation, la réfrigération, le conditionnement et les autres charges liées à l'activité doivent se poursuivre de manière conjointe. | Profil de charge sur 15 minutes, données relatives aux transformateurs, informations sur les générateurs, niveau de défaut, plan de délestage et plan de rétablissement par étapes. |
L'option du réservoir d'eau mérite une comparaison approfondie. Elle permet de protéger les cultures avec une capacité de stockage d'électricité moindre lorsque le site dispose d'un réservoir d'une capacité suffisante. Le fonctionnement en « îlot » à l'échelle de l'exploitation agricole constitue une catégorie distincte de projet qui nécessite une réflexion globale sur ce que le système alimente, ce qu'il décharge et comment il revient à l'alimentation normale.
Veuillez envoyer le planning de fonctionnement des pompes, le schéma unifilaire et les informations relatives au réservoir tampon d'eau à L'équipe d'ingénieurs C&I de MegSolid. Le premier résultat devrait être une limite de charge critique et une séquence de fonctionnement, et non une estimation de la durée d'exécution basée sur un catalogue.
Ne vérifiez l'adéquation du produit qu'une fois que la mission a été consignée par écrit
Lorsqu'une application spécifique nécessite un système extérieur compact d'une puissance d'environ 100 kW, la solution de MegSolid Armoire d'extérieur ESSA0100B-0215 Il s'agit d'un document de référence technique : Puissance nominale en courant alternatif de 100 kW et énergie nominale de 215,04 kWh. Il présente des caractéristiques de courant alternatif triphasé de 400 V, un indice de protection IP54 et un transformateur d'isolement intégré.
L'armoire mesure 2 450 × 1 550 × 2 400 mm et pèse 3 900 kg net. Les conditions d'accès, les fondations, le cheminement des câbles et l'emplacement définitif de l'équipement doivent être déterminés avant que la sélection de l'équipement ne soit validée.
Pour une charge énergétique plus importante, les produits MegSolid Système C&I à refroidissement par liquide de 261,24 kWh Il s'agit d'une autre référence de produit. Son utilisation dépend du profil de fonctionnement, de la configuration du site et de la conception électrique. La capacité du produit doit respecter le tableau des charges.
Comparez les différents types de systèmes dans le Présentation de MegSolid BESS et le Gamme de stockage d'énergie C&I. Consultez les pages produits contenant l'étude de charge du projet et le schéma unifilaire de l'EPC.
Envoyez ce dossier d'information pour obtenir une proposition concrète
- Données de charge sur 15 minutes : une période d'irrigation représentative, les factures d'électricité et les informations tarifaires.
- Caractéristiques de la pompe : puissance mesurée en kW, données nominales, débit, hauteur manométrique totale, heures de fonctionnement, méthode de démarrage et paramètres de démarrage.
- Données sur l'eau : volume utile du réservoir ou du barrage, contrôles de niveau, besoins quotidiens et durée maximale d'interruption autorisée.
- Calendrier des charges critiques : pompes, filtres, fertirrigation, systèmes de commande, télémétrie, réfrigération, ateliers et hébergements classés comme « à faire fonctionner impérativement », « pouvant être reportés » ou « à remettre en service ultérieurement ».
- Bloc électrique : schéma unifilaire, caractéristiques du transformateur, photos du tableau électrique, longueurs des lignes de distribution, dispositif de mise à la terre, caractéristiques du générateur et données relatives à l'onduleur photovoltaïque.
- Données relatives aux pannes et aux sites : les registres des coupures de courant, la consommation de carburant des groupes électrogènes, les voies d'accès, la superficie des fondations, les conditions ambiantes, les séparations coupe-feu et la disponibilité des moyens de communication.
La proposition de retour doit présenter le soutien normal du réseau, le scénario de coupure convenu et le scénario de redémarrage. Elle doit identifier chaque charge déconnectée, chaque charge soutenue, le comportement du système photovoltaïque et l'action attendue de l'opérateur.
Élaborer le modèle de retour sur investissement à partir des données d'exploitation
L'intérêt d'un système de stockage d'énergie à usage commercial dans une exploitation agricole peut résider dans les économies de carburant réalisées sur les groupes électrogènes, la réduction des coupures de courant, une meilleure utilisation des capacités de production existantes et les possibilités de gestion de la demande lorsque les données tarifaires le permettent. Chaque élément nécessite des données spécifiques à l'exploitation.
Utilisez la consommation réelle du générateur en litres par heure à la charge correspondante et les heures réelles de coupure de courant. L'exploitant agricole doit évaluer les conséquences d'un cycle d'irrigation manqué, car celles-ci dépendent de la culture et du plan de production. Comparez les solutions suivantes : réserve d'eau, pompe de secours pour les situations critiques et fonctionnement en « îlot » de l'ensemble de l'exploitation, en utilisant le Cadre technique sud-africain pour le calcul du retour sur investissement des systèmes de stockage d'énergie par batterie (BESS).
Posez la bonne question au fournisseur
Demandez au fournisseur d'indiquer, dans un tableau de fonctionnement, la charge de la pompe, la séquence de démarrage, la durée de fonctionnement en courant alternatif, le réglage de réserve et le mode de fonctionnement (éolien/générateur). Si ces informations font défaut, l'offre correspond à un simple prix d'équipement et non à un plan garantissant la continuité de l'irrigation.
Pour consulter les spécifications techniques et les références d'ingénierie, consultez le Guide sur le stockage d'énergie C&I et le Centre de ressources MegSolid.
FAQ
Comment une exploitation agricole doit-elle déterminer la capacité nécessaire d'un système de stockage par batterie industriel destiné à l'irrigation ?
Commencez par déterminer la puissance de fonctionnement mesurée de la pompe (en kW), le mode de démarrage de celle-ci, la réserve d'eau disponible et la durée de coupure d'électricité que l'exploitation doit couvrir. Ces données permettent de déterminer la puissance du système PCS, l'énergie stockée dans les batteries et les limites du circuit alimenté par la batterie de secours.
Un réservoir d'eau peut-il permettre de réduire la taille d'un système de stockage par batterie ?
Oui. Lorsqu'un réservoir ou un barrage peut être rempli avant la période critique d'irrigation, l'eau stockée permet de réduire le nombre d'heures pendant lesquelles une batterie doit alimenter une pompe de grande puissance. Il convient toutefois de vérifier au préalable le volume d'eau utilisable et le calendrier d'irrigation.
Pourquoi la puissance indiquée sur la plaque signalétique de la pompe n'est-elle pas suffisante pour le dimensionnement d'un système de stockage d'énergie par batterie (BESS) ?
La puissance nominale ne reflète pas la puissance réelle en kW au point de fonctionnement, le courant de démarrage du moteur, les charges simultanées ni la durée de fonctionnement. Un journal du variateur de vitesse ou un relevé des charges mesurées constitue une base plus solide pour la conception.
Quels sont les facteurs qui déterminent la puissance PCS dans un projet de stockage par batterie pour une exploitation agricole ?
La puissance du PCS est déterminée en fonction de la combinaison de charges la plus défavorable autorisée, qui inclut la charge réelle de fonctionnement de la pompe, le mode de démarrage et toute charge simultanée liée aux surpresseurs ou aux systèmes de commande. Une séquence de redémarrage par étapes peut permettre de réduire la puissance requise pour le PCS.
Quels sont les facteurs qui déterminent la capacité en kWh d'une batterie destinée à l'alimentation de secours pour l'irrigation ?
L'énergie disponible de la batterie est déterminée par la charge CA à alimenter, la durée de fonctionnement requise, les pertes de conversion, la consommation auxiliaire, l'objectif de réserve et les conditions ambiantes de fonctionnement approuvées. Indiquez l'énergie CA utilisable, et non pas uniquement la capacité nominale de la batterie.
Combien de temps une pompe d'irrigation fonctionnera-t-elle avec 100 kWh ?
Il est impossible de donner une réponse fiable sans connaître la charge réelle en fonctionnement et les hypothèses relatives à l'énergie utilisable. Une charge critique de 55 kW consomme 110 kWh au niveau du bus CA sur deux heures, avant prise en compte des pertes et de la réserve ; par conséquent, une valeur nominale de 100 kWh ne garantit pas une autonomie de fonctionnement de deux heures pour la pompe.
Pourquoi la séquence de redémarrage de la pompe doit-elle figurer dans le cahier des charges du projet ?
C'est souvent au moment du rétablissement de l'alimentation et du redémarrage des moteurs que les contraintes électriques sont les plus fortes. Une séquence bien définie protège le système contre les démarrages simultanés et constitue un critère clair pour la réception de la mise en service.
Les installations photovoltaïques existantes peuvent-elles continuer à fonctionner en cas de défaillance du système d'irrigation ?
Cela dépend de l'onduleur photovoltaïque, du mode de couplage CA ou CC choisi, des paramètres de protection et du mode de fonctionnement homologué. L'ingénieur chargé du projet doit vérifier ces éléments sur le schéma unifilaire.
Quelle est la différence entre le soutien par réservoir tampon et la solution de secours par pompe critique ?
Le soutien par réservoir d'eau repose sur l'eau stockée et assure généralement la prise en charge des commandes ainsi qu'une fonction de rétablissement limitée. La prise en charge par pompe critique permet de maintenir une charge de pompe mesurée en fonctionnement pendant une période de coupure définie et nécessite donc une analyse plus approfondie de la puissance et de l'énergie.
Dans quels cas est-il judicieux de gérer l'ensemble de l'exploitation agricole comme une île ?
N'utilisez le mode « îlot » à l'échelle de l'exploitation que lorsque l'irrigation, la réfrigération, le conditionnement et d'autres charges liées à l'activité doivent continuer à fonctionner simultanément. Cela nécessite un profil de charge complet, les données relatives aux transformateurs, l'intégration des groupes électrogènes, une étude de protection et un plan de délestage.
Quelles sont les données techniques du produit MegSolid qui s'appliquent à une installation de 100 kW destinée à un usage agricole ?
L'armoire d'extérieur ESSA0100B-0215 est homologuée pour une puissance nominale en courant alternatif de 100 kW et une énergie nominale de 215,04 kWh. Elle présente des caractéristiques triphasées à 400 V CA, un indice de protection IP54 et intègre un transformateur d'isolement. Le choix définitif reste soumis au tableau des charges du projet.
Quelles sont les informations relatives au site à prendre en compte avant de choisir une armoire BESS pour l'extérieur ?
Avant la livraison de l'équipement, vérifier l'accès, la surface de fondation, le tracé des câbles, l'emplacement de l'équipement, les conditions ambiantes, les séparations coupe-feu, la disponibilité des moyens de communication et le schéma électrique unifilaire des limites de l'installation.
Quelles données l'exploitation agricole doit-elle fournir pour une proposition préliminaire de BESS ?
Veuillez fournir les données de charge sur 15 minutes, les détails relatifs aux pompes, les données sur les réserves d'eau, le calendrier des charges critiques, le schéma unifilaire, les informations sur les transformateurs et les générateurs, les détails relatifs aux onduleurs photovoltaïques, les registres des coupures de courant et les contraintes du site.
Comment calculer le retour sur investissement (ROI) du stockage par batterie sur une exploitation agricole irriguée ?
Utilisez la consommation réelle de carburant du groupe électrogène, les heures réelles de coupure, les programmes de pompage, les données tarifaires et la propre évaluation par l'exploitant des conséquences des irrigations manquées. Comparez le coût annuel du soutien par tampon d'eau, de la sauvegarde des pompes critiques et du fonctionnement en îlot de toute l'exploitation.
Que doit-on trouver dans un devis crédible de système de stockage par batterie pour l'irrigation ?
Le devis doit indiquer la charge de la pompe, la séquence de démarrage autorisée, le temps de fonctionnement en courant alternatif utilisable à la charge indiquée, la réserve de batterie, le mode de fonctionnement du photovoltaïque et du générateur, les charges délestées, les charges de secours et les tests de mise en service.
Quels documents doivent être examinés avant d'approuver une commande de BESS pour une exploitation agricole ?
Examiner l'étude de charge, les données relatives aux pompes et à l'eau, le schéma unifilaire, le plan d'implantation, le plan des fondations et des voies d'accès, la conception du système de protection et de mise à la terre, la stratégie d'exploitation des installations photovoltaïques et du générateur, le tableau de fonctionnement et le plan de réception lors de la mise en service.