SOLARTODO 300kWh Microgrid Hors Réseau LFP : Spécifications Techniques du Produit

1.0 Introduction : Indépendance Énergétique pour un Avenir Résilient

Le SOLARTODO 300kWh Microgrid Hors Réseau est une solution de stockage d'énergie entièrement intégrée et conteneurisée, conçue pour une résilience et une indépendance énergétique sans précédent. Spécialement conçu pour des applications hors réseau, ce système fournit une puissance continue de 150 kW et une capacité énergétique substantielle de 300 kWh, en faisant la source d'énergie définitive pour les communautés isolées, les infrastructures critiques, les sites industriels et les nations insulaires. En exploitant la stabilité éprouvée de la chimie des batteries au Phosphate de Fer Lithium (LFP) et en intégrant un champ solaire de 200 kWp, le système offre un minimum de trois jours d'autonomie, garantissant une alimentation électrique fiable et ininterrompue, complètement indépendante des infrastructures de réseau traditionnelles.

Cette solution clé en main est logée dans un conteneur standard de 20 pieds, testé en usine et préconfiguré pour un déploiement et une mise en service rapides. Elle intègre un système de gestion de batterie (BMS) de pointe, un système de conversion d'énergie bidirectionnel (PCS) à haute efficacité, et un système de gestion thermique liquide avancé. La conception privilégie la sécurité, la longévité et l'efficacité opérationnelle, respectant les normes internationales les plus strictes, y compris UL 9540 et IEC 62619. Avec une durée de vie de conception dépassant 6 000 cycles, le Microgrid SOLARTODO 300kWh représente un investissement à long terme dans une énergie durable et sécurisée, offrant un coût d'énergie nivelé (LCOE) compétitif par rapport à la production traditionnelle d'énergie à partir de combustibles fossiles dans des lieux isolés.

2.0 Technologie de Base : Chimie au Phosphate de Fer Lithium (LFP)

La fondation du Microgrid SOLARTODO 300kWh repose sur sa technologie avancée de batterie au Phosphate de Fer Lithium (LiFePO4 ou LFP). Contrairement aux chimies nickel-manganèse-cobalt (NMC), le LFP est réputé pour son profil de sécurité exceptionnel, principalement en raison de sa structure chimique stable. La liaison P-O dans le cristal de phosphate est incroyablement forte, rendant le matériau hautement résistant à l'emballement thermique, même en cas de dommages physiques ou de surcharge. Cette sécurité inhérente est une exigence critique pour les déploiements distants et non surveillés, validée par des protocoles de test rigoureux comme UL 9540A, qui évalue la propagation des incendies liés à l'emballement thermique.

La longévité du système est un autre avantage clé dérivé de la chimie LFP. Il est conçu pour fournir plus de 6 000 cycles de charge-décharge tout en conservant au moins 80 % de sa capacité d'origine. Cela se traduit par une durée de vie calendaire de plus de 15 ans dans des conditions d'exploitation standard, réduisant considérablement le besoin de remplacements de batteries coûteux et abaissant le coût total de possession. Les cellules LFP prismatiques sont logées dans des boîtiers en aluminium robustes, offrant une intégrité structurelle et facilitant le transfert thermique efficace. Avec des coûts au niveau des cellules pour le LFP projetés à aussi bas que 40 $/kWh d'ici 2025, cette technologie offre une voie rentable vers l'indépendance énergétique de masse sans compromettre la sécurité ou la performance.

3.0 Architecture et Composants du Système

Le Microgrid SOLARTODO 300kWh est un chef-d'œuvre d'ingénierie intégrée, chaque composant étant optimisé pour fonctionner de manière fluide au sein de l'ensemble. L'architecture est conçue pour la modularité, la fiabilité et la facilité de service.

3.1 Système de Batterie

Le cœur du système consiste en des cellules LFP prismatiques à haute densité, configurées pour atteindre une capacité énergétique nominale totale de 300 kWh. Ces cellules sont assemblées en modules puis en racks, qui sont solidement montés à l'intérieur du conteneur. Ce design modulaire permet un entretien simplifié et une expansion de capacité potentielle future. L'ensemble de la batterie est géré à une profondeur de décharge (DOD) maximale de 90 %, équilibrant l'utilisation de l'énergie avec la préservation de la durée de vie des cycles.

3.2 Système de Conversion d'Énergie (PCS)

Un onduleur bidirectionnel de 150 kW sert de cerveau et de muscle pour l'électronique de puissance. Ce PCS à haute fréquence atteint une efficacité de pointe dépassant 96 %, minimisant les pertes d'énergie lors de la conversion de l'énergie DC des batteries et du champ solaire en énergie AC pour la charge. Il est capable de fonctionner en mode îlot (hors réseau), où il crée un réseau stable et indépendant, et peut également être configuré pour un fonctionnement connecté au réseau si une connexion devient disponible. Ses algorithmes de contrôle avancés permettent une transition fluide entre les modes de fonctionnement et un temps de réponse rapide de moins de 200 millisecondes aux changements de charge, garantissant une alimentation électrique de haute qualité et stable.

3.3 Système de Gestion de Batterie (BMS)

Un système de gestion de batterie (BMS) sophistiqué et multi-niveaux régit chaque aspect du fonctionnement de la batterie. Le BMS surveille en continu des paramètres critiques au niveau des cellules, des modules et du système, y compris l'état de charge (SOC), l'état de santé (SOH), la tension, le courant et la température. Sa fonction d'équilibrage actif des cellules garantit que toutes les cellules sont chargées et déchargées uniformément, maximisant la capacité utilisable et prolongeant la durée de vie globale du pack de batteries. En cas d'anomalie, le BMS peut automatiquement déclencher des mesures de protection, telles que l'isolement d'un module défectueux ou l'initiation d'un arrêt contrôlé du système, conformément à des normes telles que IEC 62619.

3.4 Gestion Thermique

Pour un système de 300 kWh à haute puissance, une gestion thermique efficace est primordiale. Le microgrid SOLARTODO utilise un système de refroidissement liquide de précision, une technologie généralement réservée aux déploiements à l'échelle des services publics. Un liquide de refroidissement non conducteur et respectueux de l'environnement circule à travers des canaux dédiés intégrés dans les modules de batterie, évacuant activement la chaleur des cellules. Cette méthode est significativement plus efficace que le refroidissement par air, maintenant une température de fonctionnement interne stable entre 15°C et 35°C, même lorsque la température ambiante extérieure fluctue entre -20°C et 50°C. Ce contrôle précis de la température est crucial pour optimiser la performance de la batterie, la sécurité et atteindre la durée de vie projetée de plus de 6 000 cycles.

4.0 Performance et Fiabilité

Conçu pour les environnements les plus exigeants au monde, le système garantit des performances constantes et une fiabilité inébranlable.

4.1 Autonomie et Intégration Solaire

Le système est conçu pour être associé à un champ solaire PV de 200 kWp. Avec 300 kWh de stockage d'énergie utilisable, il peut soutenir une charge continue de 150 kW pendant 2 heures ou alimenter le profil de charge variable d'une communauté isolée pendant jusqu'à 3 jours sans apport solaire. Le système de gestion de l'énergie (EMS) intégré optimise le flux d'énergie, en priorisant l'approvisionnement direct solaire-vers-charge, puis en utilisant l'excès solaire pour charger les batteries, et enfin en dispatchant l'énergie de la batterie lorsque la génération solaire est insuffisante. Cette gestion intelligente assure une efficacité de cycle aller-retour (RTE) du système d'environ 88 % (PV-vers-Charge).

4.2 Sécurité et Conformité

La sécurité est la pierre angulaire de la philosophie de conception de SOLARTODO. Le système intègre une stratégie de suppression des incendies à trois niveaux conforme à la norme NFPA 855. Cela inclut des capteurs de détection de gaz d'alerte précoce capables d'identifier les gaz émis par une cellule défaillante, un agent de suppression d'incendie à base d'aérosol pour la première confinement, et un système de déluge automatisé pour l'atténuation finale. L'ensemble du système conteneurisé est conçu et testé pour répondre à la norme UL 9540 rigoureuse pour les systèmes et équipements de stockage d'énergie. De plus, les modules de batterie ont subi des tests UL 9540A pour prouver leur résistance à la propagation de l'emballement thermique, garantissant qu'une seule défaillance de cellule ne peut pas entraîner un événement catastrophique. Le transport et la manipulation sont régis par la certification UN38.3.

5.0 Applications et Cas d'Utilisation

Le Microgrid SOLARTODO 300kWh Hors Réseau est la solution énergétique idéale pour une large gamme d'applications où l'énergie du réseau est indisponible, peu fiable ou prohibitivement coûteuse :

• Communautés Isolées : Fournir une électricité propre, stable et abordable aux villages et villes éloignés du réseau national.
• Opérations Minières et Industrielles : Assurer une alimentation ininterrompue pour des machines critiques et des installations opérationnelles dans des lieux reculés, réduisant la dépendance aux approvisionnements en diesel volatils.
• Électrification des Îles : Alimenter des îles entières avec de l'énergie renouvelable, favorisant le développement économique et la durabilité environnementale.
• Tours de Télécommunication : Fournir une alimentation fiable aux infrastructures télécom critiques, garantissant 99,99 % de disponibilité pour les réseaux de communication.
• Aide Humanitaire et Alimentation d'Urgence : Rapidement déployable pour fournir une alimentation immédiate aux installations médicales, centres de commandement et abris temporaires après des catastrophes naturelles.

6.0 Questions Fréquemment Posées (FAQ)

1. Quelle est l'emprise totale requise pour l'installation ?
Le système de stockage d'énergie principal est logé dans un conteneur d'expédition standard de 20 pieds (environ 6,1 m x 2,4 m). Le champ solaire de 200 kWp nécessite généralement entre 1 000 et 1 300 mètres carrés d'espace au sol, selon l'efficacité des panneaux et la configuration de montage. Une zone dégagée totale d'environ 1 500 mètres carrés est recommandée.

2. Comment le système fonctionne-t-il dans des conditions météorologiques extrêmes ?
Le conteneur est classé IP54, le protégeant de la poussière et des projections d'eau. Le système de gestion thermique liquide avancé garantit que les batteries fonctionnent dans leur plage de température optimale de 15°C à 35°C, même lorsque les températures ambiantes varient de -20°C à 50°C. Cela assure des performances fiables et protège la santé à long terme de la batterie dans des climats difficiles.

3. Quelles sont les exigences de maintenance du système ?
Le système est conçu pour nécessiter peu de maintenance. Il requiert une inspection annuelle du système de refroidissement, des connexions électriques et des filtres à air. Le système de gestion de batterie (BMS) fournit une surveillance et un diagnostic à distance continus, alertant les opérateurs de tout problème potentiel avant qu'il ne devienne critique. Les batteries LFP elles-mêmes sont sans entretien pendant toute leur durée de vie prévue de plus de 15 ans.

4. La capacité du système peut-elle être étendue à l'avenir ?
Oui, le système est conçu avec la modularité à l'esprit. Des conteneurs de batteries supplémentaires de 300 kWh et des champs solaires correspondants peuvent être intégrés en parallèle pour augmenter à la fois la puissance et la capacité énergétique. Le système de gestion de l'énergie (EMS) peut être dimensionné pour gérer une flotte allant jusqu'à 10 unités, permettant une capacité totale de 3 MWh.

5. Quelle est la période de retour sur investissement typique pour cet investissement ?
La période de retour sur investissement varie en fonction du coût de l'énergie remplacée, généralement le diesel. Dans de nombreux endroits isolés où le diesel peut coûter plus de 1,50 $ le litre, la période de retour sur investissement pour le Microgrid SOLARTODO 300kWh peut être aussi courte que 5 à 7 ans. Cela fournit un argument financier convaincant en plus des avantages environnementaux et de fiabilité significatifs.

7.0 Références

• [1] UL 9540 : Norme pour les systèmes et équipements de stockage d'énergie. Underwriters Laboratories.
• [2] UL 9540A : Méthode d'essai pour évaluer la propagation des incendies liés à l'emballement thermique dans les systèmes de stockage d'énergie par batterie. Underwriters Laboratories.
• [3] IEC 62619 : Cellules et batteries secondaires contenant des électrolytes alcalins ou d'autres électrolytes non acides – Exigences de sécurité pour les cellules et batteries lithium secondaires, pour une utilisation dans des applications industrielles. Commission électrotechnique internationale.
• [4] NFPA 855 : Norme pour l'installation de systèmes de stockage d'énergie stationnaires. National Fire Protection Association.
• [5] UN38.3 : Recommandations sur le transport des marchandises dangereuses, Manuel des essais et critères. Nations Unies.