SPVS

Un système photovoltaïque autonome (SPVS) est une installation solaire qui fonctionne indépendamment de tout réseau électrique, produisant et stockant de l'énergie pour son propre usage. Contrairement aux systèmes connectés au réseau qui réinjectent l'excédent de production dans le réseau, un SPVS est autonome, ce qui le rend essentiel pour les endroits éloignés où le raccordement au réseau est peu pratique ou impossible. Cela inclut les habitations rurales, les stations météorologiques, les stations de relais de télécommunications et les installations de pompage dans les zones agricoles.

Les composants principaux sont les panneaux photovoltaïques, un parc de batteries pour le stockage, un régulateur de charge pour réguler le flux de courant et un onduleur pour convertir le courant continu en courant alternatif pour les appareils standard. Le parc de batteries est la différence essentielle par rapport aux systèmes connectés au réseau. Il doit être dimensionné pour couvrir la demande pendant les heures nocturnes et les périodes nuageuses. Les batteries au plomb sont standard depuis des décennies, bien que les batteries au lithium LiFePO4 soient de plus en plus courantes malgré un coût initial plus élevé, en raison d'une durée de vie plus longue et d'une meilleure tolérance à la profondeur de décharge.

Dimensionnement et gestion de la charge

Un SPVS doit être soigneusement adapté à son profil de charge prévu. Si un système est sous-dimensionné, il ne peut pas répondre à la demande de pointe ou stocker suffisamment d'énergie pour les variations saisonnières. Le surdimensionnement ajoute des coûts inutiles en panneaux et en capacité de batterie. Cela nécessite un calcul détaillé de la consommation d'énergie quotidienne, des données sur les ressources solaires locales et des jours d'autonomie acceptables, c'est-à-dire le nombre de jours consécutifs pendant lesquels le système doit fonctionner sans apport solaire. Les systèmes distants visent souvent sept à dix jours d'autonomie pour faire face à de longues périodes de mauvais temps.

La tension du système varie selon l'application. Les petites installations SPVS utilisent souvent des systèmes 12V ou 24V CC, qui sont plus sûrs et suffisants pour les charges de faible puissance comme l'éclairage, la réfrigération et le pompage de l'eau. Les installations plus grandes peuvent utiliser 48V CC pour réduire les pertes résistives dans le câblage, ou générer directement une sortie CA via des onduleurs plus grands. Les systèmes hybrides peuvent combiner la production photovoltaïque avec des éoliennes ou des générateurs diesel pour améliorer la fiabilité dans les endroits où l'ensoleillement est marginal.

Les exigences de maintenance diffèrent de celles des systèmes connectés au réseau. Les niveaux d'électrolyte des batteries au plomb nécessitent une vérification périodique. La corrosion aux bornes et aux connecteurs doit être évitée par une étanchéité et une ventilation appropriées. Les régulateurs de charge peuvent tomber en panne en raison d'une infiltration d'eau ou de coups de foudre. Le remplacement des composants est plus fréquent dans les environnements difficiles, et le propriétaire du système doit comprendre le dépannage de base, car le service professionnel peut être éloigné. Les équipements de surveillance, allant des simples compteurs analogiques aux systèmes d'enregistrement de données, aident les opérateurs à suivre les performances et à diagnostiquer les pannes.

Le terme SPVS est apparu pour distinguer les systèmes solaires véritablement indépendants des systèmes interactifs avec le réseau qui sont devenus plus courants à partir des années 1990. Il reste utilisé par les ingénieurs et les services publics, bien que « solaire hors réseau » soit maintenant plus courant dans les contextes grand public. Le SPVS reste la seule option d'alimentation pratique pour de nombreuses installations éloignées et représente une part importante du déploiement solaire dans les pays ayant des populations dispersées ou une infrastructure de réseau peu fiable.