Stockage d'énergie à démarrage noir : des onduleurs hybrides comme le stockage d'énergie capables de démarrer à l'état noir ? Contre les coupures de courant et les pannes temporaires

La plupart des onduleurs ne sont pas capables de démarrer au noir. Avec certains onduleurs, il est possible de les démarrer en chargeant la batterie séparée avant d'allumer l'onduleur. Cependant, cela n'est pas toujours possible et dépend du type d'onduleur.

La nouvelle génération d'onduleurs hybrides à démarrage noir dispose d'un dispositif de commutation pour l'alimentation de secours, afin que certains consommateurs puissent continuer à être alimentés en énergie de secours en cas de panne de courant. Ce « courant de remplacement » permet à l’onduleur hybride d’être capable de démarrer au noir. La recharge solaire est également disponible, dans laquelle la batterie continue à être chargée pendant une panne de réseau afin d'alimenter les consommateurs en électricité.

Série d'onduleurs hybrides Fronius Prim GEN24 Plus

La série d'onduleurs hybrides Fronius Prim GEN24 Plus est capable de démarrer en noir - Image : Xpert.Digital / Sergey Nivens|Shutterstock.com

La série d'onduleurs hybrides Fronius Prim GEN24 Plus est capable de démarrer au noir.

Onduleur hybride GoodWe série 5-10KW ET Plus

Onduleur hybride pour la maison et le stockage d'énergie – de GoodWe – Image : Xpert.Digital / Sergey Nivens|Shutterstock.com

L'onduleur hybride GoodWe série 5-10KW ET Plus avec fonction d'alimentation de secours (UPS) haute tension. En cas de panne de courant, la commutation s'effectue dans les 10 millisecondes pour garantir une alimentation électrique ininterrompue aux consommateurs connectés.

Les onduleurs hybrides triphasés de la série GoodWe ET-Plus ont été développés pour garantir un flux d'énergie stable aux consommateurs connectés. Ces appareils disposent d'une puissance de secours triphasée avec courant triphasé et d'une plage de puissance de 5 kW, 6,5 kW, 8 kW et 10 kW.

La large plage de tension de batterie de 180 V à 550 V permet une compatibilité flexible avec plusieurs systèmes de batteries au lithium du marché.

La puissance entrante du générateur photovoltaïque peut être jusqu'à 30 % supérieure à la puissance nominale. Cela se traduit par un meilleur rendement énergétique les jours chauds et très froids. La fonction UPS (alimentation de secours) permet une commutation dans les 10 millisecondes en cas de panne de courant. L'onduleur dispose également d'une interface ouverte de gestion de batterie, qui répond aux exigences de certains fournisseurs d'énergie.

L'onduleur hybride GoodWe est équipé d'une connexion de batterie haute tension et de deux trackers MPP indépendants séparément, offrant ainsi un package complet. Cet appareil peut être tenu à jour via l'application GoodWe PV Master et les données sont transmises au portail gratuit GoodWe SEMS via l'interface WiFi intégrée.

Les onduleurs HUAWEI sont-ils capables de fournir une alimentation de secours ?

Non, pour le moment, nous ne savons rien si et quand quelque chose se produira à cet égard.

La technologie solaire des micro-onduleurs Enphase est-elle capable de fournir une alimentation de secours ?

Contrairement à un onduleur string, qui enregistre tous les modules solaires connectés (de manière centralisée), dans un système solaire décentralisé, chaque module solaire est combiné avec un micro-onduleur Enphase.

En savoir plus ici :

• Nouveau et innovant : système solaire plug & play décentralisé et modulaire - différent des autres

Le contrôleur système IQ d'Enphase n'est pas encore disponible en Allemagne. Mais cela devrait arriver cette année (2023). Il détecte lorsque le réseau électrique tombe en panne et fait passer en toute transparence la maison de l'alimentation du réseau à l'alimentation de secours.

De plus, grâce au nouveau micro-onduleur Enphase IQ8, le système solaire est capable de fournir une alimentation de secours en cas de panne de courant sans avoir besoin de stockage sur batterie.

Le micro-onduleur est disponible en quatre versions : en version solaire uniquement sans fonction d'alimentation de secours et en version de secours solaire avec la possibilité de fonctionner hors réseau sans stockage sur batterie. Le système est également disponible en combinaison avec un petit stockage sur batterie dans la version de secours Home Essentials et avec un grand stockage en version totalement indépendante en énergie. Ces trois dernières solutions hors réseau doivent être équipées d'un contrôleur de système Enphase pour fournir de l'énergie solaire à la maison en cas de panne de courant.

Un black start est le rétablissement du fonctionnement d’une centrale électrique ou d’une partie d’un réseau électrique après un arrêt complet ou partiel, sans avoir recours au réseau de transport d’électricité externe.

L'énergie nécessaire au redémarrage d'une centrale électrique peut provenir d'un générateur de secours sur site. Alternativement, si une grande quantité d’électricité est nécessaire, une ligne de connexion vers une autre centrale électrique peut être utilisée pour mettre le système en service. Une fois les principales unités de production opérationnelles, le réseau de transport d’électricité peut être reconnecté et les charges électriques rétablies.

La puissance de démarrage à noir peut être garantie par le biais d'un accord par lequel un fournisseur d'énergie spécifique est payé pour fournir de l'énergie de démarrage à noir en cas de besoin. Toutes les centrales électriques ne sont pas adaptées pour fournir de l’énergie de démarrage à un réseau.

La capacité de démarrage au noir est particulièrement importante en cas de panne de courant généralisée afin de remettre le réseau énergétique en service. Normalement, la puissance nécessaire au démarrage d’une unité de production d’énergie est prélevée sur le réseau. L’énergie des unités de production capables de démarrer au noir peut ensuite être utilisée pour démarrer des unités de production qui ne sont pas capables de démarrer au noir.

Contrairement aux centrales hydroélectriques, les centrales thermiques ont besoin d'un niveau élevé d'énergie (électrique) pour leurs propres besoins avant de pouvoir produire elles-mêmes de l'énergie électrique ou thermique. Si un bloc de centrale au charbon ou nucléaire est équipé d'une unité de démarrage au noir avec une puissance suffisante, la capacité de démarrage au noir peut également être obtenue pour l'ensemble du système. Il s'agit généralement de turbines à gaz qui sont mises en service au démarrage noir en utilisant l'énergie provenant d'accumulateurs ou de générateurs diesel. Les générateurs diesel sont de toute façon souvent présents dans les centrales nucléaires pour des raisons de redondance, car même après un arrêt d'urgence du réacteur (ou simplement un arrêt régulier), de la chaleur résiduelle se produit toujours, qui doit être évacuée par le liquide de refroidissement. La défaillance de ce système a été l’un des aspects qui ont conduit à l’accident nucléaire de Fukushima. Dans chaque réseau, un nombre suffisant de centrales électriques doivent être équipées d'une capacité de démarrage au noir afin d'être disponibles pour un redémarrage rapide du réseau après un effondrement du réseau.

Une centrale électrique à démarrage noir doit avoir des caractéristiques particulières :

• Il doit pouvoir démarrer rapidement : si le démarrage noir prend du temps, alors la centrale électrique ne peut pas aider à redémarrer un réseau effondré ; D'autres centrales électriques pourraient l'aider au démarrage - sa capacité de démarrage noir est alors inutile.
• Il doit pouvoir fonctionner indépendamment des sources d'énergie externes : non seulement le processus de production d'électricité pur, mais aussi d'autres exigences auxiliaires doivent fonctionner indépendamment du réseau (centre de contrôle, systèmes téléphoniques et de communication avec les opérateurs et la direction du réseau, sous-station, etc.) . Si nécessaire, un fonctionnement insulaire avec un sous-réseau est possible (alimentation de consommateurs importants tels que la police, l'hôpital, les pompiers, THW).
• De plus, une centrale électrique à démarrage noir devrait être capable de résister à un courant de démarrage élevé s'il n'était pas possible de la déconnecter au préalable du réseau.
• Il doit avoir un comportement de démarrage flexible.

Des exemples de centrales électriques à démarrage noir (direct) utilisées en Allemagne sont :

• Centrales hydroélectriques, y compris les centrales au fil de l'eau, les centrales à accumulation et les centrales à pompage-turbinage,
  les centrales à turbine à gaz, également en combinaison avec d'autres types de centrales électriques telles que les centrales nucléaires ou les centrales au charbon.
  Selon le contrôle effectué conformément à l'article 35 de l'EnWG, il existe (en 2020) 174 systèmes (blocs de centrales électriques ou turbines) capables de démarrer sans problème en Allemagne, chacun d'entre eux ayant une puissance nominale nette d'au moins 10 MW.
• En Autriche, il existe au total 32 centrales électriques à démarrage noir confirmées et un nombre inconnu de centrales électriques à démarrage noir non confirmées. Cependant, pour la plupart des centrales électriques confirmées, on ne sait pas publiquement de quelles centrales il s'agit. Les plus connues et les plus grandes d'entre elles sont les centrales de pompage-turbinage de Malte et de Kaprun, avec respectivement 850 et 813 MW.

Tous les systèmes de production d’électricité ne sont pas adaptés à un démarrage au noir. Les éoliennes ne conviennent pas toujours au démarrage à chaud, car le vent peut ne pas être disponible en cas de besoin. Les éoliennes, les mini-centrales hydroélectriques ou les micro-centrales hydroélectriques sont souvent connectées à des générateurs à induction qui ne sont pas en mesure de fournir de l'électricité pour restaurer le réseau. Le système de démarrage noir doit également être stable lorsqu'il fonctionne avec la charge réactive importante d'une longue ligne de transmission. De nombreuses stations de conversion en courant continu haute tension (HVDC) ne peuvent pas alimenter un réseau « mort » car elles nécessitent de l'énergie de commutation du réseau côté charge. Un système HVDC basé sur la modulation de largeur d'impulsion (PWM) avec un convertisseur de source de tension n'a pas cette limitation.

L'une des principales raisons pour lesquelles les centrales thermiques sont rarement capables de démarrer au noir est la contraction et le raccourcissement de l'arbre de la turbine lorsqu'il refroidit de sa température de fonctionnement à la température ambiante. Il reste alors coincé dans le boîtier et ne peut ni être tourné ni retiré ; Pour redémarrer la centrale électrique, il faut d'abord la préchauffer afin qu'elle puisse à nouveau tourner librement avant que la vapeur chaude puisse la traverser.

En cas d'arrêt d'une centrale thermique, le chauffage de l'arbre de la turbine démarre à temps afin que la centrale puisse être remise en service au moment prévu.