SAPVS

Un système photovoltaïque autonome (SAPVS) est une installation solaire hors réseau qui génère, stocke et fournit de l'énergie électrique indépendamment de tout réseau de distribution. Contrairement aux systèmes raccordés au réseau qui réinjectent le surplus d'énergie dans les lignes électriques, un SAPVS doit être entièrement autosuffisant: il capte l'énergie solaire, la stocke dans des batteries et la fournit à une charge lorsque la lumière du soleil n'est pas disponible. Le système dépend entièrement de ses propres ressources, ce qui rend les marges de conception et la fiabilité des composants non négociables.

Un SAPVS complet comprend un champ photovoltaïque, un régulateur de charge, un parc de batteries et généralement un onduleur pour convertir le courant continu en courant alternatif. La taille du champ et la capacité de la batterie sont dimensionnées ensemble pour gérer le pire des scénarios: généralement les jours nuageux consécutifs les plus longs attendus à cet endroit, souvent modélisés comme une période d'autonomie de trois à cinq jours. Un SAPVS correctement conçu dans une zone tempérée pourrait utiliser un champ 1,5 à 2 fois plus grand qu'un système raccordé au réseau de même production quotidienne, pour assurer la recharge de la batterie même par mauvais temps. Le choix de la batterie détermine la durée de vie et la fiabilité; les batteries au plomb-acide restent courantes pour des raisons de coût, mais le lithium fer phosphate est devenu la norme dans les installations rurales et éloignées critiques où le remplacement est difficile et coûteux.

L'adéquation à la charge et la régulation de tension sont absolument essentielles

Le régulateur de charge régule la tension de charge pour protéger la batterie et empêche la surcharge; les régulateurs PWM (modulation de largeur d'impulsion) sont simples et bon marché, tandis que les régulateurs MPPT (suivi du point de puissance maximale) extraient plus d'énergie du champ et coûtent plus cher à l'achat, mais sont rentables dans les applications à enjeux élevés. L'onduleur doit être dimensionné non seulement pour la consommation de puissance moyenne, mais aussi pour le courant d'appel des moteurs et des compresseurs de réfrigération, qui dépasse souvent la demande en régime permanent de 200 pour cent ou plus. Un onduleur mal sous-dimensionné provoque une chute de tension, des arrêts intempestifs et une défaillance prématurée des charges sensibles.

Les systèmes SAPVS sont déployés partout où l'extension du réseau est non économique: cliniques et écoles éloignées, stations de pompage d'eau, répéteurs de télécommunications, entreposage frigorifique agricole et électrification rurale de foyers isolés. Le coût du système par kilowattheure livré est beaucoup plus élevé que l'approvisionnement par le réseau, mais amorti sur 15 à 20 ans de fonctionnement sans frais de carburant ni maintenance de groupe électrogène diesel, le SAPVS devient le seul choix pratique. Les modes de défaillance sont bien compris: sulfatation de la batterie ou décollement des plaques dans les systèmes au plomb-acide, dessèchement des condensateurs de l'onduleur dans les climats chauds et connexions corrodées dues à l'infiltration d'humidité sont les problèmes récurrents. Les programmes d'entretien préventif, même sur des sites éloignés, prolongent la durée de vie du système de plusieurs années.

Le terme SAPVS a gagné en popularité dans les programmes d'électrification rurale et les contextes de développement où l'indépendance vis-à-vis du réseau était la caractéristique déterminante, distincte des systèmes solaires à l'échelle des services publics et des systèmes de toiture pour consommateurs. Les spécifications techniques des systèmes SAPVS sont couvertes par la norme IEC 61427 (batteries secondaires pour applications solaires) et les codes de réseau locaux ne s'appliquent pas puisqu'il n'y a pas de réseau à synchroniser. Le propriétaire du système est responsable de tous les aspects de la conception, de l'installation et de la maintenance à long terme sans surveillance ni soutien du service public.