Construire un solaire qui fait tourner toute une ferme
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Construire un solaire qui fait tourner toute une ferme

Felicity Solar Team8 min de lecture
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Des panneaux qui n'entrent pas dans l'onduleur que vous possédez déjà, un parc de batteries impossible à agrandir sans le remplacer : les deux viennent de quatre décisions prises dans le mauvais ordre. Voici l'ordre, et ce que chaque étape ferme pour la suivante.

Les deux erreurs les plus coûteuses sur une installation de ferme sont des panneaux qui n'entrent pas dans l'onduleur que vous possédez déjà, et un parc de batteries impossible à agrandir sans jeter celui par lequel vous avez commencé. Les deux viennent de la même cause : quatre décisions prises dans le mauvais ordre. Électrifier une exploitation entière n'est pas le même travail qu'alimenter un seul puits, et ces quatre-là — le champ PV, le régulateur de charge, le parc de batteries et la seconde source — se prennent dans l'ordre, car chacune restreint la suivante. Nous sommes le distributeur agréé Felicity Solar approvisionnant l'Arabie saoudite depuis notre propre stock, et voici la séquence de construction que nous parcourons avec les fermes de la Province orientale.

Deux sujets sont volontairement absents d'ici, pour que rien ne se répète. Ce qui explique la physionomie du marché autour d'Al-Ahsa se trouve dans le panorama saoudien du hors réseau. Tout ce qui touche au démarrage d'un moteur — ligne de surcharge, temps de déclenchement, courant de crête de la batterie — appartient au guide de dimensionnement pour pompe et n'est pas repris.

Produits mentionnés dans cet article

Première décision : est-ce l'onduleur qui porte le champ PV, ou un régulateur ?

Les familles autonomes de Felicity répondent très différemment, et l'écart se lit sur les fiches à la présence ou à l'absence de lignes.

  • La famille IVPS n'imprime aucune ligne d'entrée solaire. C'est un onduleur-chargeur : le champ ne s'y raccordé pas, il rejoint le parc via un régulateur de charge distinct. Ce n'est pas un manque mais une architecture, et sur une ferme qui compte agrandir son champ plus tard, c'est souvent la plus souple.
  • La famille IVPM reprend la même plateforme avec un traqueur intégré : 1 MPPT, une plage MPPT de 65-145 V, une tension PV maximale de 170 V, une puissance d'entrée PV maximale de 6,6 kW et 1 chaîne par MPPT.
  • L'IVBM8048P1G1 affiche 1 MPPT en 100-450 V, un plafond de 450 V, 5 kW + 5 kW d'entrée PV et 2 chaînes par MPPT. L'IVBM10048P1G1 affiche 5,5 kW + 5,5 kW.
  • L'IVAM8048P1G1 affiche 2 MPPT, une plage de 90-425 V avec une plage pleine charge de 200-425 V, un plafond de 500 V, 16 kW d'entrée PV et 2+2 chaînes par MPPT. L'IVAM10048P1G1 affiche 20 kW et l'IVAM12048P1G1 affiche 24 kW.
  • La famille IVEM se situe entre les deux : l'IVEM5048 affiche 1 MPPT en 120-500 V, un plafond de 500 V et 6 kW d'entrée PV, tandis que l'IVEM6048-II affiche 90-450 V et 7,5 kW.

Lisez-les comme quatre formes d'entrée différentes, et non comme des versions plus ou moins grandes d'une même chose. Un champ conçu pour un IVAM ne se raccordé pas physiquement à un IVPM, et l'inverse est tout aussi vrai.

Deuxième décision : combien de panneaux en série avant que ce soit trop

C'est le panneau qui décide de l'agencement possible, et tous les chiffres nécessaires figurent sur sa fiche. Le GK-1-72HTBD-580M affiche une puissance maximale nominale de 580 W, une tension à vide de 51,47 V, une tension au point de puissance maximale de 42,59 V, un courant de court-circuit de 14,37 A et un courant au point de puissance maximale de 13,62 A. Il affiche aussi une tension système maximale de DC1500V, un fusible série maximal de 30 A et un coefficient de température de tension à vide de -0,25 % par °C.

Confrontez maintenant le panneau aux fenêtres ci-dessus, et la contrainte devient arithmétique plutôt qu'affaire d'opinion.

Sur un IVPM, plafonné à 170 V : trois panneaux en série donnent 3 × 51,47 = 154,41 V à vide, sous le plafond, et 3 × 42,59 = 127,77 V au point de puissance maximale, dans la fenêtre de suivi 65-145 V. Quatre panneaux en série donnent 4 × 51,47 = 205,88 V, au-dessus du plafond : à ne pas raccorder. C'est pourquoi la limite d'entrée de 6,6 kW de l'IVPM s'atteint avec des chaînes courtes et nombreuses.

Sur un IVAM8048P1G1, plafonné à 500 V : huit panneaux en série donnent 8 × 51,47 = 411,76 V à vide et 8 × 42,59 = 340,72 V au point de puissance maximale, confortablement sous le plafond de 500 V, dans la plage de suivi 90-425 V et dans la plage pleine charge 200-425 V. Même panneau, même ferme, agencement totalement différent.

Un avertissement qui coûte des installations chaque année : la tension à vide monte quand la température de cellule baisse, et le coefficient du panneau, -0,25 % par °C, est ce qui le quantifie. Appliquez ce coefficient à la température de cellule la plus basse que votre site atteint réellement — un chiffre qui vous appartient et que nous n'inventerons pas — puis comparez au plafond, et non au chiffre à température ambiante. Une chaîne confortable à midi peut dépasser la tension PV maximale un matin froid, et c'est une casse matérielle, pas un code de défaut.

La tension n'est que la moitié du sujet ; l'autre moitié est le courant. L'IVAM8048P1G1 affiche un courant d'entrée PV maximal de 27+27 A et un courant de court-circuit maximal de 40+40 A, l'IVBM8048P1G1 affiche 20+20 A. En face, le panneau affiche 13,62 A au point de puissance maximale, 14,37 A de court-circuit et un fusible série maximal de 30 A. Lisez ces lignes ensemble avant de fixer le nombre de chaînes en parallèle sur un traqueur : ce nombre est borné par le courant autant que par la ligne « chaînes par MPPT ».

Troisième décision : un régulateur externe mérite-t-il sa place ?

Un régulateur MPPT distinct fait deux choses dont l'entrée de l'onduleur est incapable : il autorise un champ plus grand que la limite de puissance d'entrée PV, et il autorise un champ à une tension que l'onduleur refuserait.

Le SCCM15048 affiche une tension système nominale de 48 V, un courant de charge maximal de 150 A, une tension d'entrée solaire maximale de 500 V, une plage MPPT de 150-450 Vdc, une puissance d'entrée maximale de 9000 W et un rendement maximal de 98 %. Il affiche également IP54, RS485 et CAN en MODBUS avec Bluetooth et WiFi intégrés, un algorithme de charge en trois étapes — bulk, absorption, float — avec une tension d'absorption de 57,6 V et une tension de float de 54,4 V, et la prise en charge des batteries lithium, AGM, GEL, ouvertes et personnalisées. Sa tension de démarrage PV est de 120 V, une donnée de conception bien réelle : avec le panneau ci-dessus, trois en série donnent 127,77 V au point de puissance maximale, si bien qu'une chaîne plus courte ne le réveillera tout simplement pas.

Le SCCM10048-II est la réponse plus petite : 100 A de courant de charge maximal, 195 V de tension d'entrée solaire maximale, une plage MPPT à 48 V de 60-170 VDC, une puissance d'entrée maximale à 48 V de 5500 W, une tension de démarrage PV de 15 V, une protection contre les surtensions transitoires de 4500 W par port et un indice IP20 portant la mention « intérieur et ventilé ». Notez l'écart d'enveloppe face à l'IP54 du SCCM15048 : dans une ferme, c'est ce qui décide où le coffret peut physiquement aller.

Associer un IVPS à un SCCM n'est donc pas un contournement. C'est la configuration qui permet à une exploitation en 48 V d'accueillir un champ haute tension aujourd'hui et un champ plus grand la saison prochaine sans toucher à l'onduleur.

Quatrième décision : les batteries, dimensionnées sur ce qui est imprimé

Deux lignes transforment la plaque d'une batterie en chiffre exploitable, et toutes deux sont imprimées. La FLA48300 affiche une énergie nominale de 15 kWh et une profondeur de décharge ≥ 95 %, soit au moins 14,25 kWh disponibles pour le site. La FLA48400TG1 affiche 20,48 kWh et une profondeur de décharge de 95 %, soit 19,46 kWh utiles. La FLA48200 affiche 10 kWh à plus de 95 %.

La marge d'agrandissement est également imprimée : ces trois packs affichent un maximum de 15 unités en parallèle, pour des capacités système maximales de 225 kWh, 307,2 kWh et 150 kWh respectivement. Le conseil honnête est donc de partir de la capacité que les charges actuelles justifient, dans une famille extensible.

La longévité figure sur la même fiche : 6000 cycles pour la FLA48300, plus de 6000 pour la FLA48400TG1. Les communications diffèrent — CAN et RS485 d'un côté, CAN2.0, RS485, Wi-Fi et Bluetooth de l'autre — et les certifications aussi : la FLA48300 affiche UN38.3, CE-EMC et IEC 62619.

Un dernier accord s'oublie facilement : la fenêtre de tension du parc doit tenir dans celle de l'onduleur. La FLA48300 affiche une tension de fonctionnement de 44,8-57,6 V et une tension de coupure de 44,8 V. Les familles IVPS et IVPM affichent une plage batterie de 42-63 V, l'IVBM8048P1G1 affiche 42-60 V et l'IVAM8048P1G1 affiche 40-60 V. Comparez ces deux lignes avant de commander, car un parc qui coupe à une tension inattendue produit un comportement qui ressemble à un défaut et n'est qu'un désaccord.

L'alternative au plomb, énoncée honnêtement

Certaines exploitations préfèrent bâtir leur parc à partir d'éléments individuels, et la gamme OPzV existe précisément pour cela. La FL-OPzV-1000AH-2V affiche 2 V, 1000 Ah, 2 kWh d'énergie nominale, une construction gel à plaques tubulaires VRLA, un courant de charge maximal de 200 A, une autodécharge inférieure à 2 par mois et une plage de température de décharge de -40 à 70 °C. La FL-OPzV-2500AH-2V affiche 2500 Ah, 5 kWh et un courant de charge maximal de 500 A.

L'arithmétique est impitoyable et mérite d'être faite avant de s'engager. Bâtir un parc 48 V avec des éléments de 2 V demande 24 éléments en série. Avec l'élément de 1000 Ah, cela fait 24 × 2 kWh = 48 kWh d'énergie nominale — et 24 × 77 kg = 1 848 kg de batteries posées sur votre dalle. En regard, la plage de décharge de -40 à 70 °C est bien plus large que les -20 à 55 °C affichés par la FLA48300, ce qui sur certains sites constitue l'argument décisif.

Une chose que nous ne ferons pas : citer une profondeur de décharge ou un nombre de cycles pour l'OPzV, car ces fiches n'impriment ni l'une ni l'autre. Un chiffre non publié n'est pas un chiffre que nous fournissons.

Cinquième décision : ce qui fait tourner la ferme quand le soleil s'en va

La plupart des exploitations en activité gardent un moteur thermique, et la bonne question n'est pas de savoir si l'onduleur le tolère, mais quelle part il en accepte. C'est une ligne imprimée sur les modèles qui la portent : l'IVBM8048P1G1 et l'IVBM10048P1G1 affichent un courant d'entrée générateur maximal de 32 A, et l'IVAM12048P1G1 affiche 60 A. Dimensionnez le groupe et son disjoncteur sur cette ligne, et non sur la puissance de sortie de l'onduleur.

Deux autres lignes décident du comportement d'un vrai groupe à l'entrée. Les pages IVPS, IVPM et IVBM affichent 90-280 V en mode appareil et 170-280 V en mode UPS — deux fenêtres et non une : un moteur instable peut être refusé dans l'une et accepté dans l'autre. Les lignes de charge fixent ensuite l'utilité des heures de marche : 150 A sur l'IVBM8048P1G1, 80 A sur l'IVPS10048, 60 A sur l'IVPM7548.

Grandir plus tard, et le piège qui transforme une extension en remplacement

Les fermes s'agrandissent : lisez la ligne de mise en parallèle avant l'achat, pas après. Les familles IVPS, IVPM et IVBM affichent 6 (batterie requise), la famille IVAM affiche 6, et l'IVEM5048 comme l'IVEM6048-II affichent 12.

Le piège, c'est que plusieurs modèles IVEM affichent No sur cette ligne — dont l'IVEM3024, l'IVEM4024-II, l'IVEM3048-SALV et l'IVEM5048-LV dans sa version 3000 VA. Ces appareils ne se parallélisent pas du tout. En choisir un pour une exploitation que vous comptez étendre signifie que l'extension sera un remplacement.

L'ordre de construction, en une liste

  • 1. Relevez honnêtement les charges, machines saisonnières comprises.
  • 2. Choisissez la famille d'onduleur d'après la forme de son entrée et sa ligne de parallélisation.
  • 3. Dessinez le champ face au plafond de tension PV et à la fenêtre de suivi de cette famille, en appliquant le coefficient du panneau à la température de cellule la plus froide attendue.
  • 4. Ajoutez un régulateur si le champ dépasse l'entrée de l'onduleur, en accordant sa tension de démarrage PV à votre chaîne la plus courte.
  • 5. Dimensionnez le parc à partir de l'énergie nominale multipliée par la profondeur de décharge imprimée, dans une famille extensible.
  • 6. Dimensionnez le groupe face à la ligne de courant d'entrée générateur maximal.

Si vous préférez qu'une première proposition soit générée, l'outil de dimensionnement suit la même séquence sur ce catalogue et renvoie des références. Les conditions de livraison vers le Royaume figurent sur notre page Arabie saoudite.

Questions Fréquentes

Combien de panneaux puis-je raccorder à un onduleur autonome Felicity ?

Cela dépend entièrement de la famille, car les fenêtres d'entrée diffèrent. Avec le panneau GK-1-72HTBD-580M, dont la tension à vide est de 51,47 V : sur un IVPM plafonné à 170 V, trois en série donnent 154,41 V et quatre donneraient 205,88 V, ce qui est interdit. Sur un IVAM8048P1G1 plafonné à 500 V, huit en série donnent 411,76 V. La puissance totale du champ est plafonnée séparément : 6,6 kW sur l'IVPM, 16 kW sur l'IVAM8048P1G1.

Faut-il un régulateur de charge séparé, ou y en a-t-il un intégré ?

La famille IVPS n'imprime aucune ligne d'entrée solaire : son champ passe par un régulateur externe. Les familles IVPM, IVBM, IVEM et IVAM impriment leurs propres lignes MPPT. Un SCCM externe garde toutefois son intérêt quand le champ doit être plus grand ou à plus haute tension que ne l'autorise l'entrée de l'onduleur — le SCCM15048 accepte 500 V et 9000 W à 150 A.

Jusqu'où pourrai-je agrandir les batteries plus tard ?

Aussi loin que la fiche l'autorise, et elle le dit avant l'achat : chaque batterie imprime le nombre maximal d'unités que vous pouvez mettre en parallèle. Les FLA48300, FLA48200 et FLA48400TG1 affichent toutes un maximum de 15 unités en parallèle, pour des capacités système maximales de respectivement 225 kWh, 150 kWh et 307,2 kWh. D'où l'intérêt de partir du besoin actuel dans une famille extensible plutôt que de surdimensionner au départ.

Lithium ou batteries gel pour une ferme ?

Comparez les lignes imprimées. La FLA48300 affiche 15 kWh, une profondeur de décharge ≥ 95 %, 6000 cycles et une plage de décharge de -20 à 55 °C. La FL-OPzV-1000AH-2V affiche 2 V et 2 kWh par élément : un parc 48 V demande 24 éléments en série, soit 48 kWh nominaux et 1 848 kg, mais avec une plage de décharge de -40 à 70 °C. Les fiches OPzV n'impriment ni profondeur de décharge ni nombre de cycles, nous n'en citons donc aucun.

La ferme peut-elle fonctionner sur groupe électrogène quand il n'y a pas de soleil ?

Sur les modèles qui publient la ligne, oui, et c'est elle qui fixe la taille. L'IVBM8048P1G1 et l'IVBM10048P1G1 affichent un courant d'entrée générateur maximal de 32 A, et l'IVAM12048P1G1 affiche 60 A. Vérifiez aussi la plage de tension d'entrée — 90-280 V en mode appareil contre 170-280 V en mode UPS — car un groupe instable peut être accepté dans un mode et refusé dans l'autre.

Puis-je ajouter un second onduleur plus tard sur le même système ?

Lisez la ligne de mise en parallèle avant de commander. Les familles IVPS, IVPM, IVBM et IVAM affichent 6, et l'IVEM5048 comme l'IVEM6048-II affichent 12. Mais plusieurs modèles IVEM affichent No — l'IVEM3024, l'IVEM4024-II, l'IVEM3048-SALV et l'IVEM5048-LV en 3000 VA — et ceux-là ne se parallélisent pas du tout : l'extension devient un remplacement.

Un matin froid peut-il abîmer l'onduleur ?

Il le peut, car un panneau froid pousse une tension plus élevée, et la vérification prend deux minutes. Prenez la tension à vide du panneau et son coefficient de température de tension à vide sur sa propre fiche — 51,47 V et -0,25 % par °C sur le GK-1-72HTBD-580M — appliquez le coefficient à la température de cellule la plus basse atteinte sur votre site, puis comparez à la ligne de tension PV maximale de l'onduleur. Nous ne publions volontairement aucune température de site à votre place : ce chiffre est le vôtre, et en utiliser un estimé est la façon dont les champs se détériorent.

Que faut-il décider en premier, et en dernier ?

Les charges d'abord, puis la famille d'onduleur d'après la forme de son entrée et sa ligne de parallélisation, puis le champ face au plafond de tension PV et à la fenêtre de suivi de cette famille, puis un régulateur si le champ dépasse l'entrée, puis le parc à partir de l'énergie nominale multipliée par la profondeur de décharge dans une famille extensible, et enfin le groupe face à la ligne de courant d'entrée générateur maximal. Chaque étape restreint la suivante : l'ordre n'a rien d'arbitraire.
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