Étude de cas d’une solution hybride éolienne-solaire de 140 kW au Royaume-Uni

Contexte et besoins du client :

Le client est originaire du Royaume-Uni et propriétaire d'une entreprise de meubles. Son usine consomme une quantité extrêmement élevée d'électricité, soit 300 kWh par jour. Actuellement, le client dispose déjà d'un système photovoltaïque raccordé au réseau de 40 kW, mais il est clair que celui-ci ne peut pas satisfaire sa demande en électricité. L'idée actuelle du client consiste à installer des éoliennes, des panneaux solaires et des batteries de stockage d'énergie afin de constituer un système hybride éolien-solaire, permettant ainsi l'autoproduction et l'autoconsommation pendant la majeure partie du temps. Même pendant les longues périodes pluvieuses, il pourra également utiliser l'électricité du réseau la nuit, lorsque le tarif est plus avantageux, et décharger l'électricité stockée durant la journée.

Analyse

Premièrement, nous avons vérifié la vitesse du vent du client à une hauteur de 15 mètres. La vitesse moyenne du vent du client est de 6,5 m/s, ce qui est extrêmement adapté aux éoliennes. Cela signifie que nous pouvons souvent fonctionner à pleine puissance. Par conséquent, nous recommandons l’utilisation d’un système hybride éolien-solaire. Les 20 kW Éolienne DK devrait produire plus de 150 kWh par jour. De façon conservatrice, le système actuel de production d’électricité de 40 kW du client génère 35 000 kWh par an. La production quotidienne d’électricité est donc d’environ 95 kWh. Pourquoi est-elle si faible ? C’est parce qu’au Royaume-Uni, il pleut environ 150 jours par an, ce qui entraîne une production quotidienne d’électricité insuffisante. Nous devons donc en discuter de manière catégorique. Lorsqu’il existe déjà une éolienne de 20 kW et que l’ensoleillement est suffisant, pendant les 8 heures de travail diurnes, l’éolienne et les panneaux solaires de 40 kW devraient fournir 170 kWh d’énergie. L’écart énergétique restant de 130 kWh peut être comblé par des batteries ou le réseau électrique. En cas de pluie, les panneaux solaires de 40 kW ne produisent pratiquement aucune énergie. L’éolienne peut alors fournir 40 kWh d’énergie en 8 heures, ce qui signifie qu’il reste encore 260 kWh à puiser dans les batteries ou le réseau électrique. En cas de situation particulière combinant pluie et absence de vent, les 300 kWh nécessaires devront entièrement provenir des batteries ou du réseau électrique.

Compte tenu d'une profondeur de décharge de 95 % pour la batterie haute tension, la capacité de la batterie doit être d'au moins 315 kWh. Le client a déjà prévu l'achat de deux batteries lithium de 240 kWh chacune, ce qui rend cette capacité de batterie suffisante. Nous devons ensuite calculer comment recharger entièrement la batterie de 480 kWh en présence de soleil, tout en minimisant autant que possible le recours à l'achat d'électricité depuis le réseau. La puissance générée par l'éolienne sur 24 heures est d'environ 150 kWh. Il reste donc une marge de 330 kWh. En ajoutant les 300 kWh consommés en 8 heures, il faut au moins 120 kW de panneaux solaires ; ainsi, une puissance supplémentaire de 80 kW de panneaux solaires est également requise.

La consommation moyenne quotidienne d'électricité du client est de 300 kWh sur 8 heures. Compte tenu de facteurs tels que les charges inductives, la puissance de l'onduleur doit être supérieure à 60 kW.

Solution

Après cette analyse, notre plan initial consiste à utiliser un onduleur de 140 kW système hybride éolien et solaire : Éolienne DK de 20 kW, accompagnée de panneaux solaires de 120 kW, de deux batteries de 240 kWh et de l’onduleur Solis S6-EH3P(75-125)K10-NV-YD-H. Cet onduleur dispose de 10 entrées MPPT, et une entrée peut supporter une puissance CC de 20 kW. Par conséquent, le contrôleur de notre éolienne peut également être directement connecté à cet onduleur.

Le client a fortement approuvé cette solution pour le système hybride éolien-solaire de 140 kW. Toutefois, en raison de la réglementation locale et des contraintes liées au lieu d’installation, le client nous a informés qu’il avait également besoin d’une solution photovoltaïque pure en alternative.

Dans la phase suivante, nous pouvons effectuer les calculs nécessaires pour un système photovoltaïque pur.