Conception d'un système solaire hybride - Une option parfaite pour votre panneau solaire

Il existe trois types de systèmes de panneaux solaires : les systèmes raccordés au réseau, les systèmes hors réseau et les systèmes solaires hybrides. Pour chaque type de conception de système, il existe des configurations uniques. Ces configurations ont une incidence sur l'équipement utilisé, la complexité de l'installation et, surtout, sur les coûts et les économies potentiels.

Les factures d'électricité étant de plus en plus élevées et les coupures de courant de plus en plus fréquentes aux États-Unis, de nombreux foyers et entreprises installent aujourd'hui un système solaire hybride. Les avantages d'un système solaire hybride sont particulièrement évidents, car les systèmes hybrides combinent les meilleures caractéristiques des systèmes raccordés au réseau et des systèmes hors réseau. Ces systèmes sont connectés au réseau, ce qui signifie que votre système d'énergie solaire est relié aux lignes électriques du fournisseur d'électricité.

Contrairement aux systèmes traditionnels reliés au réseau, le système solaire hybride fonctionne avec un onduleur et une batterie hybrides compatibles pour offrir une alimentation de secours au système relié au réseau. Pendant la journée, le système solaire tire l'énergie des rayons du soleil pour alimenter la maison et charger la batterie de secours. Vous pouvez ensuite utiliser cette énergie la nuit, lorsque votre système ne produit pas d'énergie ou en cas de panne de courant.

Pour savoir comment cela fonctionne, le schéma d'un système solaire hybride présente l'intégration de panneaux solaires, d'onduleurs hybrides, de batteries et de connexions au réseau pour créer un système énergétique autosuffisant. Qu'est-ce qu'un système solaire hybride ? Il s'agit d'un système dans lequel la flexibilité de connexion au réseau et l'avantage supplémentaire du stockage de l'énergie permettent au propriétaire de bénéficier d'une énergie solaire fiable, efficace et abordable.

Introduction à la conception de systèmes solaires hybrides Conception

Après l'installation des panneaux solaires, l'énergie produite doit être convertie en électricité domestique. Il y a plusieurs façons de procéder : vous pouvez rester connecté au réseau, être complètement hors réseau ou utiliser un système hybride. On parle de système hybride lorsque les panneaux solaires sont raccordés au réseau électrique par une ligne de transmission et qu'ils disposent d'un système de batterie de secours conçu pour stocker l'énergie excédentaire. Un système solaire hybride fonctionne à l'énergie solaire et/ou au réseau électrique, avec une batterie de secours pour les pannes de courant ou les périodes d'absence de soleil. Toute l'énergie excédentaire générée par les panneaux solaires peut être renvoyée au réseau.

L'énergie solaire absorbée par les panneaux solaires passe par un onduleur pour produire de l'électricité utilisable. L'électricité est ensuite acheminée vers votre maison, vos batteries ou le réseau. L'avantage d'un système solaire hybride est qu'il peut fournir de l'électricité dans n'importe quelle situation.

Avec une batterie de secours, vos panneaux solaires produisent de l'énergie supplémentaire, mais votre maison ne l'utilise pas, qui sera stockée dans cette batterie. Lorsque le soleil ne brille pas, cette batterie vous fournira de l'électricité toute la nuit en cas de panne de courant ou de mauvais temps.

Avec un système solaire hybride, si vous utilisez toutes les batteries, vous avez la possibilité de tirer de l'énergie du réseau.

La conception du système solaire hybride consiste à fournir de l'énergie solaire à un onduleur qui, à son tour, fournit de l'énergie à votre maison. L'énergie excédentaire n'est pas utilisée pour alimenter votre maison, mais est stockée dans la batterie de votre maison. Lorsque les panneaux solaires ne produisent pas d'électricité, la batterie peut alimenter votre maison.

Après toutes ces étapes, s'il reste de l'énergie, elle est acheminée vers le réseau. Un système solaire hybride est un croisement entre un système solaire relié au réseau et un système solaire hors réseau. Il présente les avantages d'un système solaire hybride en se connectant en même temps au réseau électrique et en fournissant à votre maison suffisamment d'énergie de secours pour alimenter les charges critiques en cas de coupure de courant.

Le principe de base de l'énergie solaire hybride est que lorsque le soleil brille, les panneaux solaires produisent de l'électricité qui est stockée dans une batterie. Une fois la batterie entièrement chargée, vous pouvez utiliser l'excédent d'électricité généré par l'énergie solaire pour alimenter vos appareils ménagers ou, s'il en reste, l'exporter vers le réseau électrique.

Lorsque le réseau électrique est coupé, l'énergie stockée dans les batteries est utilisée comme énergie de secours. La conception d'un système solaire hybride vous offre tous les avantages d'un système connecté au réseau tout en fournissant une alimentation de secours en cas de panne de courant.

Lorsque l'électricité est coupée, le système solaire conçu pour le réseau s'arrête. Les panneaux solaires et les batteries ne peuvent à eux seuls produire de l'électricité, et vous aurez besoin d'autres composants pour vous aider à produire de l'électricité.

Fonctionnement de la conception d'un système solaire hybride

Le réseau de panneaux solaires d'un système solaire hybride est interconnecté avec le réseau de distribution d'électricité. onduleur solaireLe panneau solaire est relié à la batterie solaire et au réseau électrique. Le panneau solaire absorbe la lumière du soleil et la convertit en courant électrique continu. Cette électricité est ensuite transmise à l'onduleur solaire qui convertit le courant continu en courant alternatif. Ce courant alternatif est le courant électrique standard utilisé pour alimenter nos appareils ménagers et nos objets de luxe.

Pendant la journée, si la production du système solaire dépasse les besoins en électricité de votre maison, l'énergie excédentaire est alors stockée dans des batteries solaires et, une fois que les batteries sont complètement chargées, l'électricité est automatiquement exportée vers le réseau électrique par le biais du "Net-Metering" (comptage net).

Pour la nuit, vous aurez le choix entre deux options : l'onduleur, le réseau et des batteries d'une capacité maximale de 50%. Si vous choisissez l'électricité gouvernementale/le réseau, le réseau alimentera votre charge et, en cas de coupure de courant, les batteries solaires alimenteront votre maison. Si vous choisissez la batterie en deuxième priorité, la batterie sera utilisée jusqu'à 50%. Si votre foyer consomme plus que la batterie de 50%, l'électricité supplémentaire nécessaire à l'alimentation de la maison sera prélevée sur le réseau électrique.

Composants de la conception d'un système d'énergie solaire hybride

Panneaux solaires :

Il s'agit de la source d'énergie solaire. Si vous souhaitez en acheter une, vous aurez besoin d'un technicien pour vous aider à en rationaliser la taille. L'installation solaire requiert des connaissances spécialisées.

Piles :

Vous pouvez utiliser des batteries lithium-ion ou d'autres technologies de batteries dans votre système solaire hybride. Une batterie de secours peut stocker l'énergie solaire excédentaire produite pendant la journée pour l'utiliser la nuit. Vous devrez également dimensionner correctement l'unité de stockage afin d'obtenir suffisamment d'énergie pour une utilisation intensive la nuit.

Contrôleur de charge :

Il s'agit d'un composant important qui garantit la santé de la conception du système de batterie de secours. Comme son nom l'indique, il régule le flux de charge dans la batterie. Le système de batterie ne doit pas être surchargé. La surcharge peut endommager la batterie et réduire sa durée de vie.

Onduleur hybride :

Le onduleur hybride est essentiel dans la conception d'un système solaire hybride. Sa fonction principale est de convertir le courant continu généré par les panneaux solaires et les batteries en courant alternatif utilisable. Il surveille les performances des panneaux solaires et enregistre l'énergie reçue, consommée et stockée, ainsi que l'excédent d'énergie exporté vers le réseau.

Carte de distribution DC :

Comme son nom l'indique, il s'agit d'un panneau composé de disjoncteurs et d'autres systèmes de protection des circuits permettant de combiner plusieurs connexions provenant des panneaux solaires.

Carte de distribution AC :

Il s'agit d'un tableau de distribution avec des fusibles et des disjoncteurs pour protéger les appareils et les dispositifs connectés. C'est comme votre unité de consommation.

Avantages d'un système solaire à réseau hybride

La conception d'un système solaire hybride est une excellente option si votre priorité est de faire fonctionner votre maison grâce à l'énergie solaire de secours en cas de panne ou si votre compagnie d'électricité applique des tarifs en fonction de l'heure de consommation, des frais de demande ou ne propose pas de politique de comptage net, dans le cadre de laquelle elle vous indemnise pour l'énergie excédentaire renvoyée sur le réseau. 

Les avantages d'un système solaire à réseau hybride sont la flexibilité de gérer les tarifs de l'électricité en fonction de l'heure d'utilisation afin de maximiser les économies d'énergie solaire sur les factures d'électricité mensuelles.

1. Le rapport coût-efficacité

La conception d'un système solaire hybride vous permet de bénéficier de tarifs d'énergie peu élevés pour les années à venir et vous protège des hausses de tarifs futures. Il vous permet également de gérer les tarifs de l'électricité en fonction de l'heure de consommation afin de réaliser un maximum d'économies sur les factures d'électricité. Les systèmes solaires hybrides sont moins coûteux que les systèmes solaires hors réseau. Vous n'avez pas vraiment besoin d'un générateur de secours et la capacité de votre batterie peut être réduite.

Si votre batterie est déchargée la nuit, vous pouvez simplement acheter de l'électricité en heures creuses auprès de la compagnie d'électricité. Cela vous reviendra beaucoup moins cher que d'utiliser un générateur.

2. Flexibilité et évolutivité

Un système hybride peut être conçu pour répondre aux besoins spécifiques d'une maison et peut être adapté aux besoins énergétiques futurs.

Par exemple, un client peut souhaiter disposer d'une source d'alimentation de secours pour les charges essentielles, telles que l'équipement médical, les lumières, la télévision, le réfrigérateur et les ordinateurs. Dans ce cas, le parc de batteries sera dimensionné pour répondre aux besoins de la charge critique et sera utilisé en fonction des besoins. La conception d'un système photovoltaïque hybride peut offrir une flexibilité et une évolutivité qui ne sont pas possibles avec d'autres types de systèmes photovoltaïques.

3. Durabilité environnementale

Les panneaux solaires sont de plus en plus populaires car les gens cherchent à réduire leur empreinte carbone. La conception d'un système solaire hybride est une excellente option pour ceux qui veulent faire leur part pour l'environnement. 

4. Réduire le risque de panne

Les systèmes solaires hybrides sont conçus pour fournir de l'électricité en cas de panne du réseau. Le principal avantage d'un système solaire hybride est qu'en cas de panne du réseau due à des défaillances techniques ou à des conditions météorologiques difficiles, le système garantit que votre propriété aura toujours accès à l'électricité lorsque le réseau n'est pas disponible.

5. L'énergie solaire intelligente est très prometteuse

L'introduction de la conception de systèmes solaires hybrides a donné lieu à de nombreuses innovations intéressantes. Les nouveaux onduleurs permettent aux propriétaires de profiter des variations des tarifs de l'électricité tout au long de la journée.

Il se trouve que les panneaux solaires produisent le plus d'électricité à midi, peu de temps avant que le prix de l'électricité n'atteigne des sommets. Votre maison et votre véhicule électrique peuvent être programmés pour consommer de l'électricité pendant les heures creuses (ou à partir de vos panneaux solaires).

Par conséquent, vous pouvez stocker temporairement l'électricité excédentaire produite par vos panneaux solaires dans vos batteries et l'injecter dans le réseau électrique au moment où vous êtes le mieux payé pour chaque kWh.

L'énergie solaire intelligente est très prometteuse. Le concept deviendra de plus en plus important au fur et à mesure de la transition vers le réseau intelligent dans les années à venir.

Quand faut-il envisager la conception d'un système solaire hybride ?

Les systèmes solaires hybrides ne conviennent pas à tout le monde. Certaines situations ne sont pas idéales pour envisager l'installation de panneaux solaires et d'un système de batterie. Par exemple, les citadins n'ont pas besoin d'investir dans un système de batterie de secours car le réseau électrique est généralement plus stable.

Dans quels cas la conception d'un système solaire hybride vaut-elle la peine d'être investie ? Considérons les cas suivants :

Éligibilité au comptage net

Le comptage net n'est pas favorisé par toutes les compagnies d'électricité. Certaines n'ont pas de politique favorable à l'exportation de votre surplus d'énergie solaire vers le réseau, et d'autres ne l'autorisent même pas.

Si vous ne pouvez pas bénéficier de la facturation nette, vous n'avez pas besoin de perdre votre temps avec cela. Vous pouvez installer un système de batterie de secours conçu pour stocker l'électricité produite par l'énergie solaire pendant la journée. Cela réduira votre dépendance vis-à-vis du réseau et vous permettra de réaliser des économies à long terme.

Variations des tarifs de l'énergie

Si la compagnie d'électricité applique des tarifs différents, vous pouvez toujours envisager un système solaire hybride. Lorsque le tarif est bas, c'est-à-dire généralement pendant la journée lorsque tout le monde est au travail, vous pouvez stocker l'énergie solaire produite.

Attendez les heures de pointe du soir, lorsque les tarifs sont au maximum. Passez à l'alimentation par batterie. Et si vous avez stocké plus d'énergie que vous n'en avez besoin, vous pouvez toujours exporter vers le réseau si la facturation nette est favorable. Cette astuce vous permet de jouer sur la conception du système et d'éviter les hausses de coûts lorsque la demande augmente.

Coupures d'électricité

Si vous vivez à la campagne, vous vous trouvez peut-être dans une zone où le réseau n'est pas aussi stable et vous pouvez être gêné par des pannes occasionnelles. En outre, il faut généralement plus de temps pour réparer les lignes de réseau endommagées par des tempêtes ou autres dans la campagne. C'est à ce moment-là que la conception de votre système hybride s'avère utile.

Si vous avez correctement dimensionné votre système d'alimentation de secours par batterie, vous n'aurez à vous soucier de rien ! Vous pouvez toujours faire fonctionner tous vos appareils directement à partir des batteries solaires, avec ou sans réseau électrique. Ces systèmes sont plus respectueux de l'environnement et plus rentables à long terme que l'utilisation de générateurs diesel pour les sauvegardes.

Disponibilité des finances

La conception d'un système solaire hybride est la plus coûteuse des trois conceptions de systèmes solaires. Le coût des batteries solaires d'appoint peut être supérieur à celui des panneaux solaires.

Contrairement aux systèmes solaires raccordés au réseau qui peuvent être financés par des contrats de location et d'achat d'électricité, les systèmes hybrides ne sont pas éligibles à ces programmes. Vous devez donc être prêt à assumer le coût initial élevé. Cette option n'est envisageable que si vous êtes financièrement stable.

Conseils de sécurité

La sécurité est l'un des aspects les plus importants à garder à l'esprit lors de l'installation d'équipements électriques. Pendant et après l'installation, vous devez respecter certaines consignes de sécurité. Lors de l'installation d'un système solaire hybride ou de toute autre application photovoltaïque, voici quelques conseils de sécurité à garder à l'esprit :

• Ne travaillez pas dans des conditions météorologiques défavorables afin d'éviter tout choc électrique avec les composants de la conception du système.
• Lorsque vous soulevez et transportez des pièces de panneaux solaires, vous devez être accompagné d'au moins deux personnes, car ces pièces sont généralement lourdes.
• Couvrez les panneaux solaires avec des feuilles opaques pour éviter l'accumulation de chaleur.
• Si la personne qui installe le système a conçu un système d'arrêt rapide pour éviter les chocs électriques.
• Installer des interrupteurs de défaut d'arc pour éviter les étincelles et les incendies causés par des défauts d'arc.
• Utilisez des onduleurs à branches multiples pour réduire le risque potentiel d'éclair d'arc électrique.
• Ne pas installer le système photovoltaïque à proximité de gaz inflammables.

Conclusion

En conclusion, un système solaire hybride est une excellente option pour les propriétaires qui cherchent non seulement à réduire leur facture d'électricité, mais aussi à assurer l'alimentation de leur propriété en cas de panne de courant. Si vous souhaitez installer un système solaire hybride, assurez-vous de faire vos recherches et de trouver un installateur de panneaux solaires réputé.