Stockage de l'énergie solaire : hors réseau par rapport au raccordement au réseau

Dans le monde actuel, l’énergie solaire continuera d’être la solution renouvelable de référence à laquelle la plupart des personnes se tourneront. Il est essentiel de comprendre les types de systèmes les plus fondamentaux. À cet égard, notre discussion portera principalement sur les systèmes de stockage d’énergie solaire, à savoir les systèmes autonomes (off-grid) et les systèmes raccordés au réseau (grid-tied). Les systèmes autonomes ne sont pas connectés au réseau public, tandis que les systèmes raccordés au réseau le sont. Les systèmes autonomes sont énergétiquement indépendants et comportent des panneaux solaires, des batteries et des onduleurs permettant de répondre aux besoins énergétiques. Les systèmes raccordés au réseau dépendent du réseau public et peuvent puiser de l’énergie dans ce dernier lorsque la production solaire des panneaux est faible, tout en injectant de l’énergie dans le réseau lorsque la production est élevée. Les systèmes autonomes conviennent idéalement aux zones reculées où l’accès au réseau est impossible ; toutefois, ces systèmes nécessitent des banques de batteries pour stocker l’énergie destinée à la nuit et aux périodes nuageuses. Dans les environnements suburbains et urbains, les systèmes raccordés au réseau fonctionnent le mieux, car ces zones disposent déjà de solutions de stockage par batteries et n’ont pas à craindre les interruptions du réseau.

Avantages techniques des systèmes de stockage d'énergie solaire hors réseau

En ce qui concerne l'utilisation autonome de l'énergie, les systèmes de stockage solaire hors réseau présentent des avantages techniques uniques. Le plus important de ces avantages est l'indépendance énergétique totale, qui protège les utilisateurs contre les factures d'électricité élevées, les coupures de courant et les variations des tarifs fournis par les entreprises de services publics. Ces systèmes utilisent des batteries LiFePO4, offrant plus de 6000 cycles et une grande résistance aux températures extrêmes. Les systèmes intelligents de gestion de batterie (BMS) intégrés aux batteries couvrent les scénarios de défaillance de batterie les plus courants, à savoir la surcharge, les températures élevées et les courts-circuits.

Un autre avantage majeur réside dans l’évolutivité des systèmes solaires hors réseau. Les communautés isolées, les habitations rurales et les activités commerciales implantées en zone éloignée peuvent installer initialement un système solaire hors réseau, puis l’étendre ultérieurement en y ajoutant des batteries ou des panneaux supplémentaires afin de répondre à une demande croissante en énergie. Les systèmes hors réseau présentent également l’avantage d’un fonctionnement silencieux. Là où les meilleurs emplacements pour l’installation de panneaux solaires se trouvent également à proximité de zones résidentielles ou sont soumis à des contraintes liées à la sensibilité au bruit, cet aspect revêt une importance particulière, car ces systèmes intègrent des composants de haute qualité, des cellules lithium-ion performantes et une électronique de puissance efficace, ce qui réduit au minimum les besoins de maintenance.

Avantages des systèmes de stockage d’énergie solaire raccordés au réseau

Lorsqu'on envisage des systèmes de stockage d'énergie solaire, les installations solaires raccordées au réseau peuvent offrir aux utilisateurs des avantages spécifiquement techniques, liés à leur mode de raccordement au réseau. D'un point de vue technique, les économies réalisées — ou l'efficacité économique — constituent un puissant incitatif : en effet, les utilisateurs choisissent d'utiliser le réseau comme une « batterie virtuelle », ce qui leur permet de se passer de systèmes de stockage importants sur site et, par conséquent, de réduire leurs coûts. Ces utilisateurs peuvent participer au comptage net, c'est-à-dire revendre au réseau l'énergie excédentaire qu'ils produisent. Cela se traduit par des économies sur leurs factures énergétiques et réduit globalement le délai de retour sur investissement initial. Globalement, la simplicité de l'installation s'explique par l'absence de groupes électrogènes de secours ou de systèmes de batteries volumineux.

Les systèmes actuels raccordés au réseau sont capables d’utiliser des technologies intelligentes, ce qui permet aux utilisateurs de visualiser en temps réel toute l’énergie produite, consommée et injectée dans le réseau. Cette capacité offre à l’utilisateur la possibilité d’optimiser sa consommation énergétique afin d’utiliser davantage d’énergie solaire et moins d’énergie provenant du réseau. Cela réduit la pression exercée sur le réseau et augmente la part des énergies renouvelables, ce qui constitue une forme de soutien au réseau. Ces systèmes peuvent être intégrés aux infrastructures réseau existantes. Ils disposent des certifications UL, CE et RoHS.

Dans l’usage quotidien, les systèmes autonomes ont joué un rôle essentiel dans les opérations en zones isolées. La longue durée de vie en cycles de ce système ainsi que sa résistance aux intempéries assurent une alimentation électrique continue, remplaçant ainsi des groupes électrogènes diesel coûteux et éliminant les émissions de carbone. Les utilisateurs ont signalé une amélioration notable de la régularité d’alimentation ainsi que des économies appréciables à long terme, démontrant ainsi que le système répond efficacement aux besoins spécifiques des applications hors réseau.

Les systèmes raccordés au réseau sont devenus populaires auprès des entreprises urbaines et des propriétaires de maisons. Une petite boutique de détail a installé un système raccordé au réseau et mis en œuvre le comptage net pour réduire sa facture d’électricité de 75 %. Elle a utilisé une surveillance en temps réel dédiée aux entreprises afin d’ajuster ses activités vers les heures de production solaire maximale. Les propriétaires de maisons et les chefs d’entreprise apprécient la commutation automatique entre l’alimentation solaire et celle du réseau. De nombreux utilisateurs ont souligné que la fonction de stockage solaire supplémentaire augmentait la valeur de leur bien immobilier.

Comprendre les performances et l’efficacité

Il existe des différences de conception et d’usage entre ces deux systèmes. Les systèmes hors réseau dépendent de l’efficacité des panneaux solaires ainsi que de la capacité énergétique et cyclique de stockage des batteries. Les batteries LiFePO4 sont privilégiées, car elles offrent une densité supérieure d’énergie stockée et de durée de vie cyclique. L’efficacité des panneaux solaires — qui convertissent directement la lumière solaire en électricité — influe directement sur la puissance produite. La combinaison d’un meilleur stockage et d’une conversion plus efficace, avec des pertes d’énergie réduites, permet d’obtenir un système globalement plus performant.

Les systèmes raccordés au réseau ne sont pas grevés d'une logique de stockage supplémentaire, car ils s'intègrent directement au réseau. Leur efficacité repose sur la compatibilité entre les panneaux, les onduleurs et le réseau. Un onduleur de meilleure qualité entraîne moins de pertes d'énergie lors de la conversion du courant continu (CC) en courant alternatif (CA) adapté au réseau. Le comptage net améliore le score d'efficacité, selon la réglementation en vigueur. L'ajustement du système aux profils de consommation de l'utilisateur permet d'optimiser les performances du stockage.

Analyse détaillée de la valeur à long terme et de la comparaison des coûts

Lors de l'évaluation des deux types de systèmes, la transparence des coûts est essentielle. Les systèmes hors réseau nécessitent un investissement initial plus élevé, en raison des batteries et des composants de secours. Toutefois, ces coûts sont compensés par l'absence de factures d'électricité, la protection contre la hausse des tarifs des fournisseurs d'énergie et, compte tenu d'une durée de vie des batteries estimée à plus de 6000 cycles, par des coûts totaux faibles sur le long terme. Ces systèmes offrent une valeur inestimable dans les zones non desservies par le réseau.

Les systèmes connectés au réseau présentent des coûts de démarrage plus faibles. Ils commencent à se rentabiliser immédiatement grâce aux économies réalisées avec le comptage net. Le retour sur investissement est plus rapide que pour les systèmes hors réseau, en raison de la réduction des factures d’électricité. Ils dépendent de la disponibilité du réseau et des politiques de comptage net établies par l’autorité compétente. Cela rend essentiel de mener une étude approfondie des politiques locales et de la réglementation des services publics afin d’assurer leur viabilité à long terme. Les technologies liées à l’énergie solaire progresseront et compenseront l’augmentation des coûts de l’énergie pour les deux types de systèmes.

Conclusion

Du point de vue de l’indépendance énergétique, les systèmes hors réseau sont excellents. Ils sont également fiables dans les zones isolées, et leur protection contre les problèmes liés au réseau en fait une solution idéale pour les zones rurales, les entreprises éloignées ou la quête d’autosuffisance. Les économies réalisées et l’installation simplifiée les rendent particulièrement adaptés aux zones rurales et périurbaines. Lors du choix d’un système, prenez en compte l’emplacement, les besoins énergétiques, les aspects financiers ainsi que les objectifs fixés. Travailler avec des fabricants réputés ainsi qu’avec des consultants spécialisés en énergie renouvelable vous permettra de prendre une décision éclairée. Ces deux types de systèmes évoluent parallèlement aux progrès technologiques des batteries et à l’amélioration croissante de la fiabilité des énergies renouvelables.