Le stockage ajouté à une centrale photovoltaïque n'est pas simplement une capacité attachée à la production. Il modifie ce que la centrale peut offrir — une production stabilisée, un profil de livraison décalé, ou un service de réponse — et chacun de ces cas représente un problème de dimensionnement différent avec une exigence de contrôle différente. Déterminer ce que le projet vend vient avant la sélection de l'équipement. MPMC POWERTECH CORP., fondée en 2008 et basée à Shanghai Pudong, publie une gamme stationnaire HBD-A atteignant cette capacité dans une seule unité.

Système de stockage d'énergie par batterie containerisé MPMC 8 MWh — 2 × HBD-500-1000 et 3 × HBD-1000-2000

À quoi sert réellement le stockage

La plupart des centrales souhaitent en avoir plus d'un, ce qui est légitime à condition que les conflits soient résolus délibérément. L'énergie libérée pour le décalage temporel n'est pas disponible pour la réponse en fréquence, donc la stratégie de contrôle doit allouer la capacité entre les usages plutôt que de supposer que les deux sont satisfaits.

Atteindre 1 MWh en une seule unité ou plusieurs

MPMC liste les HBD-250-1000 et HBD-500-1000 tous deux à 1 045 kWh, avec une puissance AC nominale de 250 kW et 500 kW respectivement, et le HBD-1000-2000 à 1 125 kW avec 2 170 kWh. Une variante couplée en DC est listée à 5 015 kWh.

Le fait que deux modèles partagent 1 045 kWh à différentes puissances nominales est l'information la plus utile pour un projet solaire. Une centrale assurant une livraison en soirée est axée sur l'énergie et servie par la variante 250 kW ; une fournissant un lissage de rampe ou une réponse en fréquence est axée sur la puissance et nécessite la puissance nominale de 500 kW avec la même énergie stockée.

Le couplage AC ou DC est la décision d'architecture

Dans une configuration couplée en AC, le champ photovoltaïque et le stockage convertissent chacun indépendamment et se rejoignent sur le bus. Dans une configuration couplée en DC, ils partagent l'équipement de conversion, ce qui réduit les pertes d'énergie du panneau à la batterie et simplifie le contrôle de ce chemin.

MPMC liste explicitement les variantes couplées en DC dans la série HBD-A, y compris le HBD-DC 410 à 418 kWh et le HBD-DC 5000 à 5 015 kWh, aux côtés des modèles couplés en AC. Le choix dépend de savoir si le stockage est ajouté à une centrale existante ou si les deux sont construits ensemble, et la décision doit être enregistrée car elle contraint tout en aval.

Systèmes de stockage d'énergie par batterie MPMC HBD-500-1000 — installation de 10 unités

Dimensionnement selon la pire période de ressource

Une centrale avec stockage est dimensionnée selon sa pire période plutôt que sa moyenne. Le mois avec le moins d'irradiation combiné à la plus haute obligation de livraison détermine la capacité requise, et une conception optimisée pour les moyennes annuelles sera insuffisante précisément ce mois-là.

Trois réductions distinguent également la capacité nominale de l'énergie livrée : la profondeur de décharge, puisque MPMC évalue la durée de vie en cycles à 8 000 cycles à 90 % pour la série HBD-A ; les pertes de conversion ; et la dérating ambiante au-dessus de 45°C. À l'échelle du mégawattheure, ces réductions sont substantielles en termes absolus.

Code réseau et modes de contrôle requis

Une centrale connectée à un réseau est soumise aux exigences de ce réseau, qui façonnent la spécification aussi fermement que la ressource. Les réglages de protection, le comportement en cas de passage à vide, la capacité de puissance réactive et les dispositions anti-îlotage sont normalement demandés et doivent être obtenus par écrit avant la commande de l'équipement.

MPMC liste le mode PQ pour le contrôle de la puissance active et réactive, le mode VF pour le contrôle indépendant de la tension et de la fréquence, le mode VSG imitant l'inertie du système, le démarrage noir, la formation de réseau et la régulation de la puissance réactive, et publie des installations de régulation de fréquence connectées au réseau de 8 MWh aux Pays-Bas et en Hongrie. La conformité est déterminée par le code local plutôt que par la liste d'équipement, et l'obligation de démonstration doit être attribuée dans le contrat.

Conditions sur un site de production

MPMC propose des cellules LFP de 314 Ah dans la série HBD-A avec refroidissement liquide, système IP54 et protection du pack batterie IP67, suppression d'incendie par aérosol conforme à la norme CE, une plage de fonctionnement de −20°C à +55°C avec réduction de puissance au-dessus de 45°C et une altitude maximale de 3 000 m, avec détection des gaz d'échappement et une entrée de pulvérisation d'eau sur les unités plus grandes.

Les sites solaires sont fréquemment chauds, poussiéreux et exposés, ce qui fait de la condition de garantie de température de la batterie une exigence de conception. MPMC indique que la température de fonctionnement de la boîte de batterie doit être maintenue entre 0°C et 25°C avec une tolérance de ±3°C et une humidité égale ou inférieure à 80 %, ce qui sur un tel site dépend entièrement du système de gestion thermique.

Extension d'une centrale par phases

Les projets solaires ajoutent fréquemment une capacité de stockage après que la première phase a prouvé son intérêt, et l'extension se fait en ajoutant des unités en parallèle plutôt qu'en agrandissant une seule. Cela préserve la base certifiée et maintient des pièces de rechange communes sur le site.

Ce qui rend cela simple, c'est ce que la première phase a réservé : la capacité des appareillages pour le nombre final d'unités, la configuration de contrôle pour plus d'unités que la phase un ne contient, et l'espace physique avec accès et chemins de câbles. L'installation hongroise publiée de 8 MWh de MPMC combine deux unités HBD-500-1000 avec trois unités HBD-1000-2000, ce qui montre des tailles mixtes opérant dans une même configuration.

Contrôles de stockage pour centrale solaire

● Déterminer quel service le stockage vend avant de sélectionner l'équipement.

● Décider du couplage AC ou DC et enregistrer la raison.

● Sélectionner en fonction du ratio de puissance nominale à capacité plutôt que de la seule capacité.

● Dimensionner en fonction du pire mois de ressource combiné à l'obligation de livraison.

● Demander l'énergie utilisable à la profondeur de décharge prévue, séparément de la capacité nominale.

● Obtenir les exigences de l'opérateur réseau par écrit avant de commander.

● Faire correspondre les modes de contrôle requis avec ceux pris en charge, y compris la formation de réseau.

● Considérer la condition de température de la batterie comme une obligation de conception thermique.