Une batterie monophasée est un système de stockage d'énergie par batterie connecté à un onduleur monophasé ou à une alimentation électrique monophasée. La batterie elle-même stocke du courant continu et n'est pas intrinsèquement monophasée ; le système devient « monophasé » car son onduleur, son raccordement au réseau et sa sortie de secours délivrent une seule forme d'onde de courant alternatif.
Pour la plupart des habitations alimentées en monophasé 220-240 V, un système de batterie monophasé correctement dimensionné permet de stocker le surplus d'énergie solaire, de réduire les importations d'électricité du réseau en soirée et d'alimenter certains appareils ou l'ensemble de l'habitation en cas de coupure de courant. Toutefois, la puissance de l'onduleur, sa capacité de surcharge, l'énergie utilisable de la batterie et la conception du circuit de secours doivent être vérifiées avant l'installation.
Qu'est-ce qu'une batterie monophasée ?
Une batterie monophasée est plus précisément décrite comme un système de stockage d'énergie par batterie qui se charge, se décharge ou fournit une alimentation de secours via un onduleur monophasé. Les modules de la batterie restent des dispositifs à courant continu, tandis que l'onduleur détermine si la sortie en courant alternatif utilisable est monophasée ou triphasée.
Un système de stockage d'énergie monophasé complet comprend généralement :
- cellules et modules de batteries au lithium
- Un système de gestion de batterie, ou BMS
- Un onduleur de batterie monophasé ou un onduleur hybride
- Contrôles de comptage et de gestion de l'énergie
- dispositifs de protection CA et CC
- Une passerelle de secours ou un commutateur de transfert est nécessaire en cas de besoin de protection contre les pannes.
- Des panneaux solaires ou un raccordement au réseau électrique
L'onduleur convertit le courant continu stocké en courant alternatif utilisé par les appareils électroménagers. Un onduleur hybride peut également gérer la production d'énergie solaire, la charge des batteries, la consommation domestique et l'injection de courant sur le réseau, le tout au sein d'un seul appareil.
Comment les produits officiels décrivent-ils le stockage monophasé ?
| Exemple de produit officiel | Énergie de la Batterie | AC Power | Spécification relative à la phase | Ce que cela démontre |
|---|---|---|---|---|
| Tesla Powerwall 3, Royaume-Uni | 13.5kWh | Configurable de 3.68 kW à 11.04 kW | 230 VCA, monophasé, type de réseau | Un système intégrant batterie et onduleur peut être classé comme monophasé. |
| Batterie Enphase IQ 5P, ANZ | 5.0kWh | 3.84kVA continu | Interconnexion monophasée 230 V CA | Les batteries couplées en courant alternatif peuvent contenir des micro-onduleurs monophasés intégrés. |
| Batterie domestique SolarEdge 400 V | 9.7kWh utilisable | 5kW en continu | Compatible avec les onduleurs monophasés homologués | Une batterie CC peut être neutre en phase tandis que son onduleur définit la phase CA. |
Comment fonctionne un système de batterie monophasé ?
Un système de batterie monophasé mesure l'électricité circulant dans une phase du courant alternatif, charge la batterie lorsque l'énergie solaire excédentaire ou l'énergie du réseau à bas coût est disponible, et se décharge via un onduleur monophasé lorsque la demande domestique dépasse la production solaire ou que le réseau devient indisponible.
Un flux d'énergie typique combinant solaire et stockage est le suivant :
Panneaux solaires → onduleur hybride → appareils ménagers → batterie → réseau électrique
Par temps ensoleillé, l'électricité solaire alimente en priorité les appareils ménagers actifs. L'énergie restante sert à recharger la batterie, et tout excédent peut être injecté dans le réseau électrique local, conformément à la réglementation en vigueur.
En soirée, l' onduleur convertit l'énergie CC stockée en courant alternatif monophasé. Le système peut ainsi réduire les apports au réseau jusqu'à ce que la batterie atteigne sa réserve configurée ou son niveau de charge minimal.
En cas de panne de courant, un dispositif d'isolation homologué déconnecte le système de secours du réseau électrique. L'onduleur de batterie assure alors une alimentation CA locale pour les circuits de secours désignés.
Pour une explication plus détaillée du rôle de l'onduleur, voir Avepowerle guide de 's onduleur de batterie solaireIl explique les différences entre les onduleurs solaires, les onduleurs de batterie autonomes et les onduleurs hybrides.
Qui devrait utiliser une batterie monophasée ?
Une batterie monophasée convient généralement aux maisons, appartements, petits commerces, bureaux et propriétés hors réseau qui utilisent déjà une alimentation monophasée, ont des charges simultanées modérées et n'ont pas besoin de faire fonctionner de véritables équipements triphasés lors d'une panne de courant.
Un système monophasé est généralement un choix pratique lorsque :
- Le site dispose d'un raccordement électrique monophasé de 220-240 V.
- La plupart des charges sont des appareils ménagers ordinaires
- La puissance de secours continue requise est inférieure à la capacité de l'onduleur.
- La production d'énergie solaire est raccordée via un onduleur monophasé compatible.
- Le projet privilégie l'alimentation de secours pour les charges essentielles ou pour toute la maison.
- La simplicité d'installation et la disponibilité du matériel sont importantes.
- L'établissement n'a pas besoin de moteurs triphasés en cas de panne de courant.
Les charges typiques comprennent les réfrigérateurs, l'éclairage, les routeurs, les téléviseurs, les ordinateurs, les petites pompes, les appareils de cuisine et certains équipements de climatisation.
Une batterie solaire monophasée peut ne pas convenir si le bâtiment dépend de pompes triphasées, d'ascenseurs, d'équipements d'atelier, de gros compresseurs, d'un système CVC industriel ou d'autres charges nécessitant une véritable alimentation triphasée rotative.
Les grandes villas, les fermes, les hôtels, les ateliers et les installations commerciales devraient donc effectuer une évaluation de la charge phase par phase avant de choisir l'onduleur. Avepower's Guide de l'onduleur triphasé explique quand les projets à charge élevée devraient passer à une architecture en trois phases.
Quelle est la différence entre un système de batterie monophasé et un système triphasé ?
Un onduleur monophasé concentre son courant alternatif sur une seule phase, tandis qu'un système triphasé répartit la puissance de sortie synchronisée sur les trois phases. Les systèmes monophasés sont généralement plus simples et plus économiques, tandis que les systèmes triphasés sont mieux adaptés aux besoins en puissance plus importants et aux charges triphasées réelles.
| Facteur de conception | Système de batterie monophasé | Système de batterie triphasé |
|---|---|---|
| Sortie CA | Une forme d'onde CA | Trois formes d'onde séparées par 120° |
| Tension typique | Environ 220–240 V entre phase et neutre | Tension entre phases généralement comprise entre 380 et 415 V. |
| Application commune | Maisons et petites entreprises | Grandes maisons, fermes et C&I projets |
| Complexité d'installation | Coût en adjuvantation plus élevé. | Meilleure performance du béton |
| Disponibilité des équipements | Large choix résidentiel | Plus limité, mais en expansion |
| Dispositif de sauvegarde | Tableau de secours monophasé ou homologué | Peut supporter des charges sur trois phases |
| Moteurs triphasés | Ils ne peuvent pas être utilisés normalement | Possible lorsque la puissance de l'onduleur est suffisante |
| L'équilibrage de charge | La production était concentrée sur une seule phase. | Sortie répartie entre L1, L2 et L3 |
| coût typique du projet | Généralement inférieur | Généralement plus élevé |
| facteur de décision optimal | Charges résidentielles modérées | Charges de forte puissance ou véritables charges triphasées |
Le triphasé n'est pas systématiquement plus efficace pour toutes les habitations et ne permet pas non plus de recharger la batterie plus rapidement. La vitesse de charge dépend de la puissance photovoltaïque disponible, de la puissance de charge de l'onduleur, de la limite de courant de charge de la batterie, des conditions de raccordement au réseau et des paramètres de gestion de l'énergie.
De même, une grande capacité de batterie ne garantit pas une puissance de sortie élevée. 20kWh batterie Un onduleur de 5 kW connecté à un onduleur de 5 kW ne peut fournir qu'environ 5 kW en continu, sauf si le fabricant spécifie une capacité de surtension temporaire plus élevée.
Peut-on installer une batterie monophasée sur une maison triphasée ?
Une batterie monophasée peut souvent être installée sur une propriété triphasée pour l'autoconsommation ou comme alimentation de secours, mais son onduleur se connecte normalement à une seule phase et ne peut pas créer indépendamment une véritable alimentation triphasée pour les moteurs ou autres équipements triphasés synchronisés.
En fonctionnement normal, les règles de comptage du site peuvent autoriser l'énergie exportée sur une phase à compenser l'énergie importée enregistrée sur une autre. Cela dépend de la configuration du compteur, des règles du fournisseur d'énergie et du mode de facturation local ; les installateurs doivent donc vérifier ce dispositif plutôt que de présumer d'une compensation entre phases.
Lors d'une panne de courant, les limitations deviennent plus importantes. Un onduleur de batterie monophasé classique prend généralement en charge :
- Charges déjà connectées à sa phase sélectionnée
- Un tableau de distribution dédié aux charges essentielles
- D'autres circuits monophasés sont transférés via un système de commutation approuvé par le fabricant.
Il ne prend généralement pas en charge :
- Moteurs triphasés
- Compresseurs triphasés
- Équipement CVC triphasé
- Un onduleur solaire triphasé qui nécessite un réseau triphasé synchronisé
- Circuits dépassant la puissance continue ou de surtension de l'onduleur de secours
Quelle doit être la capacité d'une batterie monophasée ?
Le dimensionnement approprié d'une batterie monophasée doit être calculé en fonction de l'énergie requise pendant la période cible, ajustée en tenant compte de la profondeur de décharge utile, des pertes de conversion, de la capacité de réserve et de l'évolution future de la consommation. La taille du logement à elle seule ne constitue pas une méthode de dimensionnement précise.
Utilisez la formule suivante :
Capacité nominale de la batterie = Énergie de charge requise ÷ utilisable DoD ÷ efficacité du système
Par exemple, si les charges essentielles consomment 4kWh Lors d'une panne, la conception utilise 90 % de la capacité utilisable. profondeur de décharge et l'efficacité de conversion estimée est de 92 % :
4 ÷ 0.90 ÷ 0.92 = 4.83kWh
kWhLa batterie de classe - correspond au résultat mathématique minimal. Un concepteur peut recommander une capacité supplémentaire pour :
- Vieillissement de la batterie ;
- conditions de fonctionnement froides ou chaudes ;
- Charges imprévues ;
- Des pannes plus longues ;
- Production solaire réduite ;
- Électrification future ;
- Une réserve d'urgence minimale.
Avepower fournit aussi un calculateur de taille de batterie solaire et un guide détaillé expliquant Comment calculer la taille des panneaux solaires, des batteries et de l'onduleur ?.
Plages de départ typiques
| Objectif de sauvegarde | Capacité indicative de la batterie | Plage indicative de l'onduleur |
|---|---|---|
| Internet, éclairage et réfrigération | 5-7kWh | 3–5 kW |
| Circuits domestiques essentiels | 10-15kWh | 5–6 kW |
| Consommation personnelle plus élevée en soirée | 15-20kWh | 5–8 kW |
| Maison monophasée plus grande | 20-30kWh | 8 à 12 kW là où c'est autorisé |
| Utilisation hors réseau prolongée | calcul spécifique à la charge | calcul spécifique à la charge |
Faut-il choisir une batterie monophasée à couplage AC ou DC ?
Il est généralement plus facile d'ajouter une batterie monophasée couplée en courant alternatif à une installation solaire existante, tandis qu'un système couplé en courant continu est souvent plus adapté à un nouveau projet solaire avec stockage utilisant un onduleur hybride compatible pour gérer à la fois le champ photovoltaïque et la batterie.
| Facteur | Système couplé AC | Système à couplage CC |
|---|---|---|
| Rénovation solaire existante | Généralement plus facile | Peut nécessiter le remplacement de l'onduleur |
| Onduleur solaire | Retenu | Souvent remplacé ou intégré |
| Onduleur de batterie | Batterie séparée ou intégrée au secteur | Intégré à un onduleur hybride |
| conversions d'énergie | Plusieurs étapes de conversion | Moins d'étapes pour la charge solaire directe |
| Flexibilité de l'équipement | Haute | Cela dépend de la liste des batteries approuvées |
| Conception de sauvegarde | Nécessite une passerelle ou un équipement de transfert compatible | Peut être intégré dans un système hybride |
| Perturbation de l'installation | Généralement plus bas pour les rénovations | Généralement moins cher pour les nouvelles installations |
| Meilleure candidature | Système photovoltaïque existant | Nouveau projet solaire et de batteries |
Une batterie couplée en courant alternatif peut fonctionner en parallèle avec un onduleur solaire existant, réduisant ainsi la nécessité de repenser le système photovoltaïque d'origine. Une batterie couplée en courant continu peut stocker l'énergie solaire avant sa conversion en courant alternatif, mais la tension de la batterie, la plage de tension de l'onduleur et BMS Le protocole doit être compatible.
Avepower's guide de conversion des batteries solaires propose une comparaison détaillée à destination des installateurs évaluant les systèmes photovoltaïques existants.
Quels sont les points à vérifier avant de choisir une batterie monophasée ?
Avant de commander l'équipement, les installateurs doivent vérifier l'alimentation du site, la puissance de l'onduleur, l'architecture de secours, la tension de la batterie, l'énergie utilisable, le protocole de communication, la certification du réseau et les exigences de protection, car le simple respect de la tension nominale de la batterie ne suffit pas pour une installation fiable.
1. Alimentation électrique
Confirmer:
- Service monophasé ou triphasé
- Tension et fréquence nominales du courant alternatif
- Disjoncteur principal et capacité de service
- Disposition de mise à la terre
- Déséquilibre de phase existant
- Limites d'exportation et de connexion locales
Au Royaume-Uni, le guide de raccordement G98 et G99 de l'Energy Networks Association définit 16 A par phase comme correspondant à 3.68 kW sur un raccordement monophasé de 230 V pour la catégorie de microgénération G98 concernée. Ce seuil de raccordement au réseau est spécifique au Royaume-Uni et ne doit pas être appliqué à l'échelle mondiale.
2. Tension de la batterie et de l'onduleur
Vérifiez que la plage de tension de la batterie de l'onduleur correspond à celle du système de batterie.
A 51.2V Une batterie basse tension ne peut être raccordée directement à un onduleur haute tension conçu pour une chaîne de batteries de 200 à 500 V. De même, une tour de batteries haute tension nécessite un onduleur haute tension homologué et un système de commande compatible.
3. Puissance continue et de crête
Vérifiez les deux évaluations séparément.
La puissance continue détermine la capacité de fonctionnement normale. La puissance de pointe détermine si les moteurs, les réfrigérateurs, les pompes et les compresseurs peuvent démarrer sans déclencher la protection contre les surcharges.
4. Compatibilité de communication
Confirmer:
- CAN or RS485 interface
- Définition des broches du connecteur
- Protocole de batterie pris en charge par l'onduleur
- Débit en bauds et adressage du périphérique
- Configuration de la batterie principale
- Version du firmware
- Communication sur les limites de charge et de décharge
- Comportement en cas de défaillance en cas de perte de communication
La présence d'un CAN or RS485 Le port ne prouve pas la compatibilité. Avepower's guide de communication de la batterie explique pourquoi l'interface, le brochage, le format des messages, la version du protocole et la logique de contrôle doivent tous correspondre.
Les installateurs peuvent également consulter le Avepower liste de compatibilité des onduleurs ou demander un examen du protocole spécifique au modèle avant la mise en service.
5. Fonction de sauvegarde
Vérifiez si le système fournit :
- Aucune sauvegarde
- Une prise de secours
- Sauvegarde de charge essentielle
- Alimentation de secours monophasée pour toute la maison
- Alimentation de secours triphasée
- Recharge solaire pendant une panne
- Transfert automatique ou manuel
- Réserve de batterie configurable
Une batterie commercialisée pour le « stockage d'énergie » n'inclut pas automatiquement une protection contre les pannes de courant. Des équipements de fonctionnement en îlotage , des dispositifs de commutation et un câblage de secours conforme aux normes peuvent être nécessaires.
6. Sécurité et certification
Sélectionnez un équipement certifié pour le pays et l'application prévus.
La norme IEC 62619:2022 spécifie les exigences de sécurité et les essais relatifs aux batteries lithium-ion secondaires utilisées dans les applications industrielles et stationnaires. En Amérique du Nord, la norme UL 9540 couvre les systèmes et équipements de stockage d'énergie, tandis que la norme UL 9540A évalue le comportement de propagation des incendies par emballement thermique.
Les exigences de certification varient selon le pays, la taille du système, le type de bâtiment et le lieu d'installation. Un certificat présenté sur une page marketing doit donc être vérifié en fonction du modèle exact, du rapport de test et du marché cible.
Comment pouvez- Avepower Soutenir un projet de batterie monophasée ?
Avepower peut prendre en charge les applications résidentielles monophasées et les petits projets grâce à des systèmes tout-en-un intégrés ou séparés LiFePO4 les blocs-batteries, mais les installateurs doivent confirmer la configuration exacte de l'onduleur, l'approbation du réseau local et le protocole de communication pour chaque marché cible avant de passer commande.
Pour les projets nécessitant un système intégré, le Avepower 15kWh batterie solaire tout-en-un avec onduleur combine :
- 15kWhClasse 51.2V 314Ah LiFePO4 storage
- Puissance nominale de sortie CA à onde sinusoïdale pure de 6.2 kW
- 12.4kVA puissance de crête de l'onduleur
- Prise en charge des tensions d'alimentation de 220 V, 230 V ou 240 V CA
- Entrée PV jusqu'à 6.2 kW
- MPPT Plage de tension : 120–500 V CC
- Paramètres de transfert : 10 ms en mode ordinateur et 20 ms en mode appareil.
- CAN et RS485 communication de la batterie
- Surveillance Bluetooth et Wi-Fi
La tension de sortie de 220 à 240 V rend ce système adapté à de nombreux marchés résidentiels monophasés. Toutefois, la configuration précise du modèle, la certification de raccordement au réseau, le câblage de secours et l'homologation locale doivent être vérifiés dans le pays de destination.
Pour les installateurs qui préfèrent choisir l'onduleur séparément, Avepower 15kWh vertical LiFePO4 batterie fournit 15kWh stockage nominal, un 200A BMS, CAN/RS485/RS232 Communication, surveillance Bluetooth et Wi-Fi. Après validation du protocole et des aspects électriques, cette solution peut être envisagée pour des projets d'onduleurs monophasés basse tension compatibles.
Pour les installateurs, les distributeurs et les promoteurs de projets, la valeur ajoutée réside dans la possibilité de choisir entre :
- Un coffret intégré pour batterie et onduleur pour un déploiement simplifié
- Un bloc-batterie séparé pour une plus grande flexibilité de l'onduleur
- Communication personnalisée et BMS les configurations
- Personnalisation de la capacité, du boîtier, de la marque et de l'emballage
- Examen de compatibilité des onduleurs spécifique au projet
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Une batterie monophasée est-elle adaptée à votre projet ?
Une batterie monophasée est généralement le choix le plus pratique pour les maisons monophasées ordinaires et les petits projets avec des charges modérées, tandis qu'un système triphasé devient nécessaire lorsque le site requiert une puissance élevée sur plusieurs phases ou doit faire fonctionner de véritables équipements triphasés pendant une panne de courant.
Avant de prendre la décision finale, veuillez confirmer :
- La connexion de phase réelle de la propriété
- Charges simultanées et de pointe maximales
- Circuits de secours requis
- Consommation d'énergie quotidienne et durée des interruptions
- Architecture couplée AC ou DC
- Compatibilité de la tension de la batterie et de l'onduleur
- CAN or RS485 compatibilité du protocole
- Certification du réseau local et de la sécurité
- Développement futur des installations solaires, de véhicules électriques ou de pompes à chaleur
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QFP
Une batterie est généralement un dispositif de stockage d'énergie en courant continu et ne possède pas de phase en courant alternatif. Les termes batterie monophasée et batterie triphasée désignent généralement l'onduleur. PCS, sortie CA ou système complet de stockage d'énergie par batterie.
Une batterie monophasée peut alimenter une maison entière si la puissance de l'onduleur, sa capacité de protection contre les surtensions, la capacité de la batterie et le tableau de secours sont dimensionnés en fonction des charges connectées. Il peut toutefois être nécessaire de ne pas alimenter les appareils à forte consommation.
Oui, il peut souvent prendre en charge l'autoconsommation raccordée au réseau et certaines charges de secours. En cas de coupure de courant, il alimente généralement une phase ou des circuits monophasés homologués et ne peut normalement pas faire fonctionner des équipements triphasés.
Un onduleur de 5 kW peut suffire pour les besoins essentiels et de nombreuses habitations standard, mais il peut s'avérer insuffisant lorsque plusieurs appareils de chauffage, de cuisson, de pompage ou de climatisation fonctionnent simultanément. Un calcul de charge et de surtension est alors nécessaire.
Il n'existe pas de protocole universellement optimal. CAN et RS485 Les deux sont largement utilisés, mais la compatibilité dépend du protocole complet, du brochage, du firmware et de la logique de contrôle, et non du seul nom de l'interface.
