6. Contrôle de la profondeur de décharge
Plusieurs mécanismes déterminent jusqu’à quel niveau la batterie peut être déchargée et agissent conjointement. BatteryLife gère l’état de charge minimum au fil du temps, la coupure dynamique définit la tension à laquelle le convertisseur s’arrête en fonction du courant de décharge, et le mode de maintien protège la batterie une fois qu’elle est vide. Ce chapitre explique chacun de ces mécanismes ainsi que les codes de motif affichés lorsque l’un d’eux est actif.
6.1. BatteryLife
Objectif
Dans un système où la batterie est utilisée quotidiennement, il arrive que la consommation d’énergie journalière dépasse la production solaire quotidienne. Cela se produit en cas de mauvais temps, pendant les mois d’hiver ou lorsque le parc PV est sous-dimensionné par rapport aux consommateurs.
Pendant ces périodes, l’état de charge de la batterie diminue un peu plus chaque jour jusqu’à atteindre l’état de charge minimum configuré. Sans intervention, la batterie resterait alors pendant une période prolongée à cet état de charge faible ou à proximité de celui-ci. Le maintien prolongé d’une batterie à un faible état de charge peut réduire sa durée de vie, entraîner une dérive de l’estimation de l’état de charge, empêcher la charge complète régulière nécessaire à l’équilibrage de certaines cellules au lithium et laisser peu de capacité de réserve en cas de panne du réseau.
Fonctionnement
BatteryLife gère automatiquement l’état de charge minimal autorisé afin que la batterie soit régulièrement rechargée à un niveau élevé.
Si la batterie n’atteint pas un état de charge suffisamment élevé au cours de la journée, BatteryLife considère que la consommation d’énergie est supérieure à ce que la production PV parvient à compenser et augmente l’état de charge minimum de 5 % pour le jour suivant. L’augmentation de l’état de charge minimum réduit la quantité d’énergie prélevée sur la batterie pendant la nuit. Une plus grande partie de la consommation est donc couverte par le réseau, et la batterie commence la journée suivante avec un état de charge plus élevé. Ce processus se poursuit, à raison de 5 % par jour, jusqu’à ce que l’énergie solaire disponible soit suffisante pour recharger la batterie à au moins 85 %.
Lorsque la production solaire augmente de nouveau et que la batterie atteint un état de charge de 95 %, BatteryLife commence à abaisser l’état de charge minimum, à raison de 5 % par jour, jusqu’à ce qu’il revienne à la valeur configurée. Une plus grande part de la capacité de la batterie redevient alors disponible pour une utilisation pendant la nuit.
Exemple
L’exemple suivant illustre le comportement de BatteryLife pendant une période de mauvais temps, avec un état de charge minimum configuré à 20 %.
Pendant les journées présentant un bilan énergétique négatif, la batterie ne parvient pas à atteindre 85 % à la fin de la journée. BatteryLife augmente donc l’état de charge minimum de 5 % par jour, le faisant passer de 20 % à 55 %. À mesure que l’état de charge minimum augmente, la batterie se décharge moins pendant la nuit, une plus grande part de la consommation est couverte par le réseau et la batterie reste à un état de charge progressivement plus élevé.
Lorsque la production solaire augmente de nouveau et que la batterie atteint à nouveau 85 %, l’augmentation quotidienne s’arrête. Une fois que la batterie atteint 95 %, BatteryLife commence à abaisser l’état de charge minimum de 5 % par jour, de 55 % à 35 %, puis jusqu’à la valeur configurée de 20 % au cours des jours suivants. À mesure que l’état de charge minimum revient à sa valeur configurée, une plus grande part de la capacité de la batterie redevient disponible pour une utilisation pendant la nuit.
BatteryLife maintient ainsi la batterie dans une plage d’état de charge appropriée, même lorsque l’énergie solaire est temporairement insuffisante. Des interventions fréquentes de BatteryLife indiquent que la consommation quotidienne dépasse régulièrement la production solaire disponible.
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États de BatteryLife
L’état actuel de BatteryLife est affiché dans le menu ESS et indique ce que fait le système à un moment donné :
Autoconsommation : fonctionnement normal. La batterie se décharge pour alimenter les consommateurs jusqu’à la limite d’état de charge active.
Décharge désactivée : la batterie a atteint la limite d’état de charge active et n’est plus déchargée à des fins d’autoconsommation. La décharge reprend dès que l’état de charge dépasse cette limite de 5 %.
Charge lente : la batterie est restée en dessous de la limite d’état de charge active pendant plus de 24 heures. Le système la recharge lentement à partir du réseau jusqu’à cette limite afin d’éviter qu’elle reste trop longtemps à un faible état de charge.
Maintien : le convertisseur/chargeur est passé en mode de maintien après que la batterie a atteint la tension de coupure dynamique pendant la décharge. Voir Coupure dynamique et Maintien.
Recharge : l’état de charge est tombé à plus de 5 % en dessous de l’état de charge minimum configuré et le système recharge la batterie à partir du réseau jusqu’à ce qu’elle repasse au-dessus de ce niveau.
6.2. Coupure dynamique
La fonction Coupure dynamique détermine le moment où le système cesse de décharger la batterie en fonction de sa tension. Au lieu d’utiliser un seuil fixe unique de basse tension, elle tient compte du courant prélevé sur la batterie.
Fonctionnement
La tension à laquelle le système cesse de décharger la batterie dépend du courant de décharge. Lorsque le courant de décharge est élevé, la tension de coupure est plus faible ; lorsqu’il est faible, elle est plus élevée. La tension de coupure est définie pour quatre taux de décharge, et les valeurs par défaut dépendent du type de batterie :
Taux de décharge | LiFePO4 (16S)(1) | LiFePO4 (15S) | Électrolyte gélifié ou AGM(1) | OPzS ou OPzV(1) |
|---|---|---|---|---|
0,005 C | 52,00 V | 48,80 V | 48,00 V | 48,00 V |
0,25 C | 50,00 V | 46,90 V | 46,60 V | 45,00 V |
0,7 C | 49,20 V | 46,10 V | 45,60 V | 42,20 V |
2 C | 48,00 V | 45,00 V | 44,80 V | 40,00 V |
Note
(1) : ces valeurs s’appliquent à un système 48 V. Pour un système 24 V, divisez-les par deux ; pour un système 12 V, divisez-les par quatre.
Cela permet de compenser la résistance interne de la batterie. Sous charge, la tension aux bornes de la batterie diminue proportionnellement au courant prélevé et à sa résistance interne. Un seuil de tension fixe donnerait donc une indication erronée de l’état réel de la batterie. En ajustant la tension de coupure en fonction du courant, la coupure dynamique permet d’utiliser la tension de la batterie comme un indicateur plus fiable du moment où celle-ci atteint un niveau de décharge critique.
La courbe courant de décharge/tension de coupure est configurée pour chaque type de batterie dans l’ESS Assistant et peut y être ajustée.
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Remarques
La fonction de coupure dynamique est particulièrement utile pour les batteries présentant une résistance interne élevée, telles que les batteries OPzV et OPzS. Elle est moins importante pour les batteries LiFePO4, dont la résistance interne est faible ; leur courbe courant de décharge/tension de coupure est beaucoup plus plate.
Les trois paramètres de basse tension d’entrée CC de l’onglet Convertisseur (arrêt, redémarrage et préalarme) ne sont pas utilisés. Ils sont remplacés par les seuils de coupure dynamique et les seuils de redémarrage correspondants, tous configurés dans l’ESS Assistant.
La coupure dynamique est active aussi bien lorsque le réseau est disponible que pendant une panne du réseau, lorsque le système fonctionne en mode convertisseur.
6.3. Soutien
Objectif
Le mode Maintien évite les dommages pouvant résulter du maintien prolongé d’une batterie dans un état de décharge profonde. Une fois que la batterie a été signalée comme déchargée, le mode Maintien la maintient à une tension sûre au lieu de la laisser à l’état déchargé.
Fonctionnement
Le mode Maintien est activé une fois que la batterie a été signalée comme déchargée. Il est déclenché lorsque l’une des conditions suivantes est remplie :
la tension de la batterie est tombée en dessous du seuil de coupure dynamique, ou
un signal de cellule faible est reçu du VE.Bus BMS.
Tant que le mode Maintien est actif, la tension de la batterie est maintenue au niveau de tension de maintien. Ce niveau dépend du type de batterie et de la tension du système :
Système 12 V | Système 24 V | Système 48 V | |
|---|---|---|---|
Batteries au lithium | 12,5 V | 25 V | 50 V |
Autres batteries, pendant les premières 24 heures | 11,5 V | 23 V | 46 V |
Autres batteries, après 24 heures | 12,5 V | 25 V | 50 V |
Si la tension de la batterie descend en dessous du niveau de maintien, elle est rechargée jusqu’à ce niveau à partir du réseau lorsque cela est nécessaire. Le courant de charge maximal utilisé à cet effet est de 5 A par unité, quelle que soit la tension du système. L’excédent d’énergie solaire est également utilisé pour la charge.
Le mode Maintien prend fin lorsque la charge solaire a fait remonter la tension de la batterie au-dessus du niveau de maintien de 0,1 V dans un système 12 V, de 0,2 V dans un système 24 V ou de 0,4 V dans un système 48 V. Le fonctionnement normal reprend alors, la batterie fournissant de la puissance lorsque l’énergie produite par le parc PV est insuffisante.
6.4. Codes de motif relatifs à la batterie
Outre les états du chargeur Bulk, Absorption et Float, le système affiche des codes de motif pour les états Décharge et Maintien. Ils apparaissent sur la page Vue d’ensemble du dispositif GX et permettent de voir d’un coup d’œil pourquoi la batterie est en cours de charge ou de décharge, ou pourquoi elle ne l’est pas.
Codes de motif : Les codes de motif et leur signification sont les suivants :
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