Dimensionnement d’un système de batteries

Comprendre le Dimensionnement d’un système de batteries

Vous êtes chargé de concevoir un système de stockage de batteries pour une maison qui utilise un système photovoltaïque pour générer de l’électricité. La maison a les caractéristiques de consommation suivantes :

• Consommation moyenne quotidienne : 10 kWh
• Pic de consommation en soirée : 3 kW

Objectif:

Déterminez la capacité de la batterie nécessaire pour fournir de l’électricité pendant la nuit (supposons 12 heures de fonctionnement sans soleil) et dimensionnez le reste du système pour une efficacité optimale.

Données supplémentaires:

• Le système photovoltaïque produit en moyenne 8 kWh par jour.
• Le système est supposé être hors réseau.
• Le rendement de la batterie (en incluant les pertes dues à l’inversion et autres inefficacités) est de 80%.

Questions:

1. Calcul de la capacité de la batterie nécessaire:
   • Calculez la quantité totale d’énergie (en kWh) requise pour alimenter la maison pendant la nuit.
   • Ajustez cette valeur en tenant compte du rendement de la batterie.
2. Dimensionnement du système:
   • Déterminez la capacité totale de la batterie en ampères-heures (Ah), en considérant une tension de système de 48 volts.
   • Expliquez pourquoi une tension plus élevée peut être avantageuse pour un système hors réseau.
   • En supposant que la profondeur de décharge maximale recommandée pour la batterie est de 50%, calculez la capacité totale de la batterie nécessaire pour assurer une longue durée de vie.
   • Suggérez une capacité de batterie supplémentaire pour assurer la redondance en cas de jours moins ensoleillés ou d’une augmentation de la consommation. Déterminez cette capacité supplémentaire comme un pourcentage de la capacité calculée.

Correction : Dimensionnement d’un système de batteries

1. Calcul de la capacité de la batterie nécessaire

Consommation nocturne :

• Consommation quotidienne : 10 kWh
• Durée de la nuit : 12 heures

Consommation nocturne calculée :

\[ = \frac{10 \text{ kWh}}{24} \times 12 \] \[ = 5 \text{ kWh} \]

Ajustement selon le rendement de la batterie (80%) :

• Énergie requise de la batterie :

\[ = \frac{5 \text{ kWh}}{0.80} \] \[ = 6.25 \text{ kWh} \]

2. Dimensionnement du système

Calcul de la capacité en ampères-heures (Ah) à une tension de 48 volts :

• Capacité nécessaire de la batterie :

\[ = \frac{6.25 \text{ kWh} \times 1000}{48 \text{ V}} \] \[ = 130.21 \text{ Ah} \]

Capacité totale en considérant la profondeur de décharge maximale (50%) :

• Capacité totale nécessaire :

\[ = \frac{130.21 \text{ Ah}}{0.50} \] \[ = 260.42 \text{ Ah} \]

Capacité additionnelle pour redondance (20%) :

• Capacité additionnelle :

\[ = 260.42 \text{ Ah} \times 0.20 \] \[ = 52.08 \text{ Ah} \]

• Capacité finale :

\[ = 260.42 \text{ Ah} + 52.08 \text{ Ah} \] \[ = 312.5 \text{ Ah} \]

Conclusion

Pour garantir une alimentation suffisante pendant la nuit et assurer une redondance en cas de besoin accru ou de jours moins ensoleillés, il est recommandé d’installer un système de batteries avec une capacité totale de 312.5 Ah à 48 volts.

Ce système devrait fournir une énergie adéquate pendant les heures nocturnes tout en prenant en compte l’efficacité et la longévité du système de stockage.

Dimensionnement d’un système de batteries

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