11m Mât intelligent hybride éolien-solaire · Campus et parcs — Recharge intégrée pour véhicules électriques

Le 11m Mât intelligent hybride éolien-solaire · Campus et parcs réunit une éolienne à axe vertical de 500 W, une puissance solaire monocristalline de 300 W, un stockage LFP de 10 kWh et une alimentation de secours par le réseau dans une structure multifonction de 11 m. Sa configuration 10-en-1 intègre deux luminaires de 80 W, la vidéosurveillance, la surveillance environnementale, les communications, la sonorisation, l'assistance d'urgence, l'affichage d'informations et un système de recharge en courant alternatif de 7 kW à deux connecteurs pour les infrastructures des campus et des parcs.

Architecture du système

La conception hybrid12 prévoit un mât en acier octogonal et conique, mesurant environ 450 mm à la base et 150 mm au sommet, avec une finition bronze antique RAL 8011. La partie inférieure de 2.2 m constitue l'armoire de recharge : elle forme avec le fût une seule structure en acier soudée en continu. Il n'y a pas de borne de recharge sur socle distinct. L'accès à la batterie, les commandes de recharge, les équipements de protection et le cheminement des câbles nécessitent un aménagement coordonné des compartiments internes.

La configuration de référence comprend 64 mâts espacés nominalement de 35 m, sous réserve de la géométrie du site et des calculs d'éclairage. Chaque ensemble regroupe la production renouvelable, le stockage, l'éclairage et les services connectés sur une même fondation. Le dimensionnement structurel doit tenir compte de l'écran de 1.28 × 2.56 m, de la dynamique de l'éolienne, des supports solaires, des ouvertures de maintenance et de l'exposition locale au vent. Aucune valeur chiffrée de résistance au vent ne peut être attribuée sans un calcul structurel complet et une conception détaillée des fondations.

Caractéristiques techniques

La variante de 11 m utilise les caractéristiques fournies pour ses composants plutôt que les valeurs génériques de la gamme. En particulier, l'efficacité lumineuse des luminaires est de 150 lm/W, contre une valeur de 170 lm/W dans le modèle générique. Les chiffres suivants décrivent la configuration demandée ; les indices de protection des enveloppes, les limites de fonctionnement et les objectifs de durée de vie doivent être confirmés à partir des composants retenus et des documents du projet avant l'achat.

Production éolienne et solaire

L'éolienne installée au sommet est une Darrieus de type H à axe vertical de 500 W, dotée de 3 pales verticales droites, d'un rotor aux dimensions hors tout de 800 × 1,100 mm et d'une LED rouge de balisage aérien. La puissance nominale est une valeur de plaque signalétique correspondant à une vitesse de vent nominale non précisée ; elle ne représente pas une production continue. Demandez la courbe de puissance, les caractéristiques de démarrage, le dispositif de freinage, les limites de vibration et les données acoustiques. La norme IEC 61400-2:2013 fournit le cadre de sécurité et de conception applicable au petit éolien.

Le sous-système solaire comprend 2 panneaux monocristallins noir profond de 150 W, montés sur des supports symétriques en A orientés est-ouest, avec une inclinaison de 15°. Leur puissance cumulée est de 0.30 kWp dans les conditions normalisées d'essai. La production réelle dépend de l'ombrage, de la température, de l'encrassement, de l'orientation et des pertes de conversion. Modélisez séparément les deux orientations à l'aide de PVWatts Version 8, développé par NREL et maintenu par NLR ; cette page ne constitue pas une simulation de site achevée.

Stockage sur batterie et priorités d'alimentation

La base du mât accueille une batterie LFP de 10 kWh nominaux et un régulateur solaire MPPT. La production éolienne nécessite également un redresseur, un régulateur et un dispositif de freinage ou de dérivation vers une charge de dissipation compatibles ; une entrée solaire MPPT ne suffit pas à établir la compatibilité avec l'éolienne. La conception électrique doit définir la tension de la batterie, la puissance de l'onduleur, le sectionnement, la coordination des protections et la commutation des sources. La norme IEC 62619:2022 traite des exigences de sécurité des batteries industrielles au lithium, notamment pour les applications stationnaires.

Pour un calcul indicatif d'autonomie, supposons une capacité de batterie utilisable de 80% et un rendement de la chaîne de décharge de 90%. L'énergie disponible à la sortie est alors de 10 × 0.80 × 0.90 = 7.2 kWh. Avec la seule charge d'éclairage de 160 W, cela correspond à 45 heures. Les consommations de la caméra, du réseau, des capteurs, des haut-parleurs, de l'écran et des équipements en veille réduisent cette durée ; la température, le vieillissement, les réglages de réserve et les limites de l'onduleur influent également sur le résultat.

Une session de recharge de 7 kW durant 1 heure consomme environ 7 kWh avant les pertes de conversion, soit presque toute la réserve indicative de 7.2 kWh de la batterie. Le sous-système renouvelable ne peut donc pas assurer de manière autonome une recharge sans restriction et le fonctionnement de l'affichage publicitaire. Prévoyez des circuits prioritaires pour l'éclairage, le SOS et les communications essentielles, et considérez la recharge des véhicules électriques et l'écran comme des charges non prioritaires ou alimentées avec l'appui du réseau. Le fonctionnement raccordé au réseau nécessite également les autorisations locales de raccordement applicables.

Éclairage et comparaison avec une installation conventionnelle

Deux bras symétriques de 1.5 m, inclinés vers le haut à +8°, portent 2 × 80 W de luminaires LED à 4,000 K. Avec l'efficacité lumineuse spécifiée de 150 lm/W, leur flux lumineux nominal cumulé est de 24,000 lm. Le choix des luminaires et leur documentation de sécurité doivent se référer à la norme IEC 60598-1:2024. L'éclairement des chaussées ou des cheminements piétons, l'uniformité, l'éblouissement et la lumière intrusive nécessitent néanmoins une étude photométrique fondée sur la répartition optique réelle.

Par rapport à une installation conventionnelle indicative consommant 300 W au total, la paire de luminaires LED de 160 W réduit la puissance appelée pour l'éclairage de 46.7%. Pour 12 heures de fonctionnement chaque nuit et 365 jours par an, la consommation passe de 1,314 à 700.8 kWh par mât, soit une économie de 613.2 kWh. Cette comparaison repose sur la puissance ; l'équivalence d'éclairement doit être démontrée séparément. La production renouvelable, la gradation et les autres charges du mât intelligent sont exclues de cette comparaison précise.

Vidéosurveillance, capteurs et intervention d'urgence

La caméra tube de 4 MP spécifiée est installée sur un support à bras court de 300 mm et offre une portée d'éclairage infrarouge nominale de 50 m. La distance d'identification dépend du choix de l'objectif, de l'éclairage de la scène, des conditions météorologiques, de la compression et de la taille de la cible. L'ensemble environnemental supérieur mesure 12 paramètres météorologiques et de qualité de l'air, notamment les précipitations ainsi que le CO, le NO2 et l'O3. Les documents d'achat doivent préciser tous les canaux de mesure, les plages, la précision, les intervalles d'étalonnage et les exigences de remplacement des capteurs.

La sonorisation repose sur 2 colonnes audio TCP/IP symétriques, chacune d'environ 100 mm de diamètre et 500 mm de longueur, d'une puissance nominale de 30 W et avec une valeur spécifiée de 93 dB. Leurs boîtiers fins en aluminium perforé sont plaqués contre les faces planes opposées du mât et assortis au RAL 8011. La distance de référence et les conditions de mesure correspondant à 93 dB doivent être confirmées. L'activation du SOS doit déclencher la séquence convenue d'asservissement de la caméra, d'alarme de détresse et de diffusion d'urgence.

Recharge intégrée pour véhicules électriques et affichage d'informations

Le chargeur en courant alternatif de 7 kW occupe la section structurelle inférieure de 2.2 m et comprend 2 connecteurs Type 2, des câbles de recharge spiralés de 5 m, un écran tactile, un arrêt d'urgence et une porte de maintenance. Jusqu'à confirmation contraire, considérez 7 kW comme la puissance totale partagée du système, et non comme une puissance de 7 kW disponible simultanément sur chaque connecteur. La norme IEC 62196-2:2025 couvre la compatibilité dimensionnelle des connecteurs en courant alternatif ; confirmez l'édition contractuelle et les rapports justificatifs.

L'interface de recharge prévoit OCPP 1.6J pour la communication avec le système central, l'enregistrement des transactions, la commande à distance et les fonctions de gestion de recharge prises en charge. La compatibilité avec le protocole ne constitue pas à elle seule une preuve de certification indépendante : le programme de certification OCPP 1.6 de l'Alliance ouverte pour la recharge propose une procédure distincte de vérification de conformité. Le dossier d'ingénierie doit également préciser les protections électriques, la mise à la terre, les exigences de comptage, la répartition de la puissance et le comportement des deux connecteurs lorsque la capacité du réseau est limitée.

L'écran LED P5 au format portrait mesure 1,280 × 2,560 mm, soit une surface de 3.2768 m², avec une luminosité spécifiée supérieure à 5,000 cd/m². Son contenu est limité à SOLARTODO Ville intelligente, affiché en caractères blancs sans empattement sur fond bleu profond, sans autre visuel. Obtenez les puissances électriques moyenne et maximale avant de dimensionner le circuit d'alimentation ; les dimensions et la luminosité de l'écran ne permettent pas d'en déduire la consommation. Programmez une réduction de luminosité et des plages d'extinction à proximité des habitations et des zones sensibles pour la faune.

Supervision à distance dans le nuage

Le point d'accès WiFi 6 utilise 802.11ax, avec un débit agrégé nominal de 1.8 Gbps et la prise en charge de jusqu'à 256 appareils associés dans les conditions définies par le fournisseur. Il est plaqué contre une face plane du mât à 8.7 m, son boîtier de couleur assortie assurant une continuité visuelle avec la finition de l'acier. Ces chiffres ne garantissent pas le débit individuel. La capacité de la liaison de collecte, la couverture radio, la planification des canaux et le trafic simultané déterminent la qualité de service réelle.

Pour une organisation de supervision de 64 mâts, prévoyez des identifiants uniques pour chaque équipement et des vues opérationnelles distinctes pour l'énergie, l'éclairage, la recharge, les alarmes et les relevés environnementaux. L'intégration à la plateforme de supervision doit définir l'horodatage, les indicateurs de données manquantes, les droits d'accès, la gestion des micrologiciels et les politiques de conservation des données. Une liaison Ethernet filaire ou une passerelle 4G/5G spécifiée séparément peut assurer la liaison de collecte ; LoRaWAN nécessite une interface explicitement sélectionnée. Les frais d'abonnement, les forfaits SIM et le stockage des enregistrements doivent figurer dans le devis.

Applications et scénario représentatif

Scénario représentatif — campus universitaire et parc public de 64 mâts au Moyen-Orient et en Afrique du Nord : supposons un axe piéton dégagé, certaines places de stationnement et un espacement nominal de 35 m. Il s'agit d'un exemple de planification, et non d'une installation réalisée et documentée. La configuration totalise 19.2 kWp de puissance solaire, 32 kW de puissance éolienne nominale, 640 kWh de stockage nominal et une puissance d'éclairage de 10.24 kW. Si tous les chargeurs de 7 kW fonctionnaient simultanément, la recharge seule nécessiterait 448 kW.

Pour une estimation indicative limitée au solaire, 0.30 kWp × 5 heures d'ensoleillement équivalent par jour × 0.80 de coefficient de performance donnent 1.2 kWh par mât et par jour, soit 438 kWh par an. Pour 64 mâts, cela représente 28,032 kWh par an avant les pertes supplémentaires de stockage ou l'écrêtement. La production éolienne est exclue, car aucune mesure de la ressource ni courbe de puissance validée n'a été fournie. Vérifiez la disponibilité énergétique avant de définir les horaires d'affichage ou de promettre la disponibilité de la recharge.

Analyse de l'investissement EPC et structure tarifaire

Les fourchettes commerciales fournies sont des montants budgétaires en USD par mât, et non un devis vérifié couvrant chaque composant hybrid12. La batterie de 10 kWh, le chargeur à deux connecteurs, le capteur à 12 paramètres, l'éolienne et le grand écran nécessitent une nomenclature confirmée. Le niveau tarifaire publié le plus bas ne doit pas être interprété comme garantissant l'inclusion de la configuration complète. Comparez les offres à équipements, périmètre de génie civil, destination et exigences de réception identiques.

FOB et EXW correspondent à des modalités de livraison différentes ; la fourchette fournie pour les équipements seuls doit être rattachée à 1 base contractuelle convenue. Le CIF n'inclut pas automatiquement les droits d'importation, le transport intérieur ou le déchargement. Le périmètre EPC doit préciser l'ingénierie des fondations, l'approvisionnement, l'installation, le câblage, les essais des protections, la configuration, les procès-verbaux de mise en service et la garantie de 1 an. Les renforcements du réseau, les conditions de sol particulières, les autorisations, les abonnements de communication et les taxes doivent être explicitement inclus ou exclus.

Pour la référence de 64 mâts, la fourchette EPC avant remise totalise USD 102,400–371,200. Le palier de 50+ indique une remise de 5%, sous réserve d'une confirmation écrite des postes admissibles ; le fret, les taxes et la main-d'œuvre sur site ne doivent pas bénéficier automatiquement de cette réduction. La ventilation détaillée jointe totalise USD 4,642 par mât et constitue un tableau budgétaire indicatif, et non des prix de composants vérifiés par le fournisseur ou une offre ferme.

Pour illustrer de façon transparente le retour sur investissement fondé uniquement sur l'énergie, supposons un tarif d'électricité de USD 0.15/kWh. La comparaison d'éclairage représente une économie annuelle de USD 91.98, tandis que 438 kWh de production solaire entièrement autoconsommée évitent une dépense supplémentaire de USD 65.70, soit un bénéfice annuel brut de USD 157.68 par mât. Ces calculs excluent la valorisation de l'éolien, les recettes de recharge, les recettes publicitaires, la consommation auxiliaire et les frais d'entretien. Pour USD 4,642, le temps de retour brut simple est d'environ 29.4 ans ; il ne s'agit pas d'une prévision de rentabilité pouvant servir de base à un financement.

Si une installation d'éclairage conventionnelle coûte, à titre indicatif, USD 1,500, l'investissement supplémentaire est de USD 3,142 et son temps de retour brut est d'environ 19.9 ans pour le même bénéfice de USD 157.68. L'installation conventionnelle de comparaison n'inclut pas de services intelligents équivalents. Une provision hypothétique de USD 100 par an pour la maintenance supplémentaire réduit le bénéfice net à USD 57.68 et porte le temps de retour de l'investissement supplémentaire à 54.5 ans. Les remplacements de batteries, le financement, la dégradation et l'actualisation nécessitent une analyse du cycle de vie.

Les modalités de paiement proposées à la négociation sont 30% par virement bancaire et 70% contre connaissement, ou 100% par crédit documentaire à vue. Un financement peut être étudié pour les projets supérieurs à USD 1,000,000, sous réserve d'admissibilité et d'approbation. Les jalons de construction EPC et les dates de début de garantie nécessitent un accord distinct. Envoyez le nombre de mâts, la destination, les plans du site et les modules souhaités à [email protected] pour une définition documentée du périmètre et une étude commerciale.

Achat et réception

Pour les ensembles de 11 m, demandez les notes de calcul structurel, les plans des fondations, les détails de protection anticorrosion, les schémas électriques, la documentation des batteries, les fichiers photométriques et les procédures d'essais fonctionnels. La liste des normes fournie comprend GB/T 37024, dont l'intitulé exact, l'édition et l'applicabilité doivent être clarifiés. Les références IEC désignent des exigences techniques pertinentes ; aucun certificat propre au produit n'a été fourni. L'indice IP66, le fonctionnement de −40°C à +55°C et une durée de vie de conception de la structure de 25 ans restent des objectifs à confirmer, et non des caractéristiques vérifiées de l'ensemble du système.

Avant de commander 64 unités, confirmez le partage de puissance du chargeur, la consommation de l'écran, les dimensions de la batterie, les justificatifs de certification de l'éolienne, les accès de maintenance et le fonctionnement d'urgence en cas de défaillance des sources. Voir tous les produits d'éclairage public intelligent à mât multifonction 10-en-1, Configurer votre système en ligne ou Demander un devis personnalisé. Pour approfondir le dimensionnement solaire de 300 W et la planification du stockage de 10 kWh, Découvrez la conception des systèmes énergétiques hybrides et de l'éclairage intelligent avant de finaliser le cahier des charges du projet.