Stockage de toute la maison ? Sauvegarde. Parlons d'abord des contrôles de charge

Cet article a été initialement publié dans l'édition Q1 2023 du magazine Solar Builder. Assurez-vous d'obtenir votre propre abonnement imprimé et/ou numérique gratuit ici.

Lorsque j'ai commencé à travailler dans l'industrie photovoltaïque au milieu des années 2000, le nouveau secteur des installateurs photovoltaïques connectés au réseau évitait activement les systèmes de batteries au plomb coûteux et compliqués qui étaient couramment utilisés dans les applications domestiques hors réseau. Étant donné qu'un ménage moyen perd de l'électricité pendant moins de 10 minutes par an, peu d'entrepreneurs solaires ont estimé que la batterie de secours avait du sens pour les propriétaires de panneaux solaires connectés au réseau.

Mais les temps ont changé. Les batteries au lithium ont éliminé le coût élevé et la complexité des anciens systèmes de batteries au plomb-acide et les pannes de courant de plus en plus fréquentes en Californie et au Texas ont poussé les propriétaires de maisons solaires à rechercher des solutions de batteries pour fournir une alimentation de secours et une indépendance énergétique. De plus, les nouveaux tarifs des services publics selon l'heure d'utilisation qui augmentent les tarifs du kWh en soirée et réduisent la valeur d'un kWh rétroalimenté pendant les heures ensoleillées de la journée ont conduit les propriétaires d'installations solaires à charger leurs propres batteries pendant la journée et à utiliser le kWh le soir pour économiser de l'argent. .

Malheureusement, je vois beaucoup trop d'erreurs d'application lorsque les entrepreneurs conçoivent et installent des systèmes de batterie pour les clients connectés au réseau. L'un des plus gros problèmes est que tout le monde veut sauvegarder toute sa maison, mais peu de gens ont le gros budget pour leur permettre d'acheter un système de batterie assez grand pour sauvegarder toutes les charges dans une maison moderne.

Malheureusement, trop de vendeurs et d'entrepreneurs solaires vendent des systèmes de batteries de 10 à 20 kWh et les configurent pour une "sauvegarde de toute la maison". Lors de la prochaine panne de courant, la plupart des propriétaires découvrent à leur grande consternation que leur onduleur ne peut pas alimenter toutes les charges de leur maison et qu'il s'arrête ou, si l'onduleur ne s'éteint pas en raison d'une surcharge, la batterie se décharge rapidement lorsque l'air démarrage de la climatisation et/ou du chauffe-eau. Ce n'est qu'alors qu'ils se rendent compte que la sauvegarde de toute la maison signifie une alimentation pendant quelques heures, puis plus d'alimentation pour les lumières, un réfrigérateur et d'autres charges critiques jusqu'à ce que le soleil charge à nouveau le système.

Plus de 90% des propriétaires qui veulent des batteries avec leur système solaire sont mieux avisés d'avoir une configuration de secours à charge partielle. Cela implique généralement l'installation d'un sous-panneau spécial sauvegardé et le déplacement des disjoncteurs de charge qui ont une priorité plus élevée. Ces charges prioritaires comprennent généralement les lumières, les ordinateurs, l'équipement médical (machines CPAP), les réfrigérateurs et les ouvre-portes de garage.

Les circuits de charge jugés critiques varieront bien entendu d'une région à l'autre et d'une famille à l'autre. Dans les zones avec des puits, une pompe de puits est une charge importante qui est probablement essentielle à la vie quotidienne. D'autres pourraient trouver que les pompes de puisard sont une charge critique, et d'autres pourraient trouver une unité de climatisation de fenêtre essentielle pour dormir les nuits chaudes. Au Texas, de nombreux propriétaires ont, à juste titre, sauvegardé le ventilateur de leur fournaise afin que leurs appareils de chauffage au gaz continuent de fonctionner lorsque le réseau tombe en panne.

En règle générale, les chauffe-eau, les pompes de piscine, les climatiseurs centraux et les chargeurs de VE consomment trop d'énergie et bloqueront probablement l'onduleur pour les systèmes de batterie, ou ils videront votre batterie trop rapidement.

Juste pour utiliser un exemple, ma maison de 2 600 pieds carrés dans la région de Phoenix avec deux unités de climatisation de 4 tonnes et une pompe de piscine utilisera en moyenne 70 à 80 kWh par jour en été. Pour sauvegarder toutes mes charges en été, il faudrait probablement un système de batterie de 100 kWh coûtant entre 70 000 $ et 100 000 $. Même si j'avais les fonds nécessaires pour acheter une batterie de cette taille, il serait difficile de trouver un espace approprié pour un système de cette taille.

Par conséquent, la meilleure option consiste à prendre la décision difficile des charges à recâbler sur un panneau de charge de secours.

Il existe une nouvelle technologie qui augmente la flexibilité pour alimenter les maisons en cas de panne de réseau. Les contrôles de charge à la demande de Lumin, Span, Savant, Generac et d'autres permettent aux systèmes solaires + de stockage d'alimenter l'ensemble du panneau de charge domestique et permettent de contrôler les disjoncteurs à éteindre en cas de panne de réseau.

Lorsque le réseau tombe en panne, ces circuits de disjoncteurs contrôlables sont généralement programmés pour éteindre votre système de climatisation, chauffe-eau, cuisinière électrique, laveuse et sécheuse, lave-vaisselle, pompe de piscine et toute autre charge non critique. Les lumières, le réfrigérateur et les prises de courant normales resteront alimentées par votre batterie.

Cependant, certaines de ces charges non critiques peuvent nécessiter une alimentation par batterie. Un bon exemple est une machine à laver à chargement frontal. Si vous subissez une panne de réseau lors de l'exécution d'une charge de linge dans un chargeur frontal, la machine restera là, pleine d'eau jusqu'à ce que le courant soit rétabli. Cela pourrait entraîner une laveuse pleine de vêtements moisis si la panne de courant dure quelques jours.

À l'aide du contrôle de charge à la demande, vous pouvez remplacer la programmation par défaut et demander au système de permettre à votre lave-linge de fonctionner sur batterie suffisamment longtemps pour terminer la charge de linge et suspendre les vêtements mouillés pour les faire sécher. Ces nouveaux contrôles de la demande deviennent plus intelligents et plus fonctionnels, permettant l'intégration avec des thermostats pour éteindre intelligemment et correctement les systèmes AC et les pompes à chaleur et gérer la puissance de votre batterie.

Si le budget du projet permet l'ajout d'un contrôleur de charge, il est possible (et souvent souhaitable) de configurer l'ESS pour la sauvegarde de toute la maison. Voici plusieurs options à considérer.

■ Le PWRmanager de Generac automatise le contrôle de jusqu'à douze circuits 120 V ou six circuits 240 V, plus deux thermostats, et il s'intègre parfaitement au système PWRcell et à l'application PWRview afin que les propriétaires puissent activer ou désactiver n'importe quel circuit et voir combien de temps de fonctionnement de la batterie ils ont laissé en conséquence. Apprenez-en plus dans cet épisode de The Pitch :

■ Le panneau intelligent Lumin possède 12 circuits contrôlables (six 60 A et six 30 A) et coûte environ 2 500 $ plus les frais d'installation. Pour la plupart des projets, il s'agit d'une installation facile de quelques heures. Ce système est suffisant pour la plupart des maisons, mais les grandes maisons peuvent avoir besoin d'une solution plus robuste comme un panneau Span.

■ Le panneau Span remplace un centre de charge existant et rend tous les disjoncteurs contrôlables. C'est plus cher (à partir de 4 500 $ et plus) et l'installation est plus compliquée puisque vous remplacerez probablement le centre de charge principal existant. Prévoyez 4 à 8 heures et plus (~ 2 000 $ - 5 000 $) pour la main-d'œuvre à installer et une coordination probable avec le service public pour couper le service pendant l'installation. Une nouvelle version compteur/principale du panneau Span sera bientôt disponible, mais à ce jour, la liste UL n'est pas encore disponible. Étant donné que le secteur du compteur peut être difficile à utiliser avec ESS, je prévois que ce ne sera pas l'option la plus pratique pour ESS.

■ Les modules de contrôle de charge Savant sont installés directement dans les fentes de disjoncteur de nombreux tableaux de distribution courants et sont proposés à un prix raisonnable. L'un de leurs modules de contrôle de charge les plus courants pour 8 circuits coûte moins de 1 000 $ et nécessiterait environ 3 heures d'installation. Gardez à l'esprit que les modules de contrôle Savant doivent être installés dans un panneau de distribution, vous devrez donc peut-être libérer des espaces de disjoncteur en utilisant des disjoncteurs doubles ou quadruples, ou mieux encore, installer un sous-panneau pour accueillir tous les disjoncteurs de charge et les modules de contrôle de charge Savant.

Remarque importante : tous les systèmes ESS n'ont pas suffisamment de puissance (kW) et d'énergie (kWh) pour supporter des charges autres que la sauvegarde la plus basique du réfrigérateur, des lumières, des prises murales et de l'ouvre-porte de garage, donc en fonction du nombre de charges et de leur taille, une sauvegarde de charge partielle peut toujours être conseillée pour les systèmes d'une puissance inférieure à 7 000 W ou inférieure à 10 à 20 kWh.

En raison de la demande accrue de résilience et d'indépendance énergétique, l'installateur solaire d'hier se transforme en installateur solaire + stockage. Cette évolution se poursuivra, les entrepreneurs devenant des fournisseurs de services d'énergie domestique, intégrant l'énergie solaire, le stockage, le contrôle de la demande, les générateurs, les véhicules électriques et d'autres systèmes de contrôle. Les propriétaires pourront contrôler leurs coûts énergétiques et gérer efficacement l'utilisation de la batterie lorsque le réseau tombe en panne tout en permettant à la vie de continuer avec un minimum d'interruptions.

Jeff Spies est le président de Planet Plan Sets, une société de rédaction de plans solaires au service des entrepreneurs dans les 50 États. Il est membre du conseil d'administration et secrétaire du NABCEP, membre du comité technique des normes UL 2703 et UL 9540, membre fondateur et ancien secrétaire du comité d'action pour l'énergie durable (SEAC) et préside le comité des codes/normes de la California Solar and Storage Association. (CALSSA).

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