Si vous avez déjà rêvé de la véritable indépendance énergétique, vivre hors réseau n'est plus hors de portée. Que vous construisiez une maison en région éloignée, amélioriez un chalet ou vous prépariez à de futures pannes de courant, rester confortable sans dépendre du réseau est désormais une possibilité tangible. Avec la thermopompe solaire d'Ecosolaris, vous pouvez profiter d'un chauffage et d'une climatisation fiables où que vous soyez, entièrement hors réseau.
La thermopompe solaire Ecosolaris offre la possibilité de fonctionner entièrement via un système de batterie dédié. En stockant l'énergie solaire pendant la journée, le système peut assurer votre confort 24h/24 et 7j/7 sans dépendre des combustibles fossiles ou du réseau lorsque le soleil se couche. Que vous soyez hors réseau ou que vous souhaitiez simplement une autonomie énergétique, le mode d’alimentation par batterie de la thermopompe solaire Ecosolaris vous assure une indépendance totale des sources d’énergie externes.
Gardez à l'esprit que cet article focus sur le fonctionnement alimenté par batterie et peut ne pas s'appliquer à d'autres modes de fonctionnement des thermopompes, tels que le mode solaire uniquement, hybride (solaire + réseau) ou réseau uniquement. Et notez que la batterie peut également être chargée par d'autres sources que l'énergie solaire.
Autonomie totale : le plein potentiel du mode à batterie
Pour ceux qui évaluent des solutions hors réseau pour rafraîchir ou chauffer leur espace, sachez que la thermopompe solaire d'Ecosolaris peut être entièrement alimentée par un système de batterie, où la thermopompe fonctionne uniquement avec l'énergie stockée dans une banque de batteries de 48V.
Dans ce mode, les panneaux solaires chargent la batterie tout au long de la journée, et la thermopompe tire exclusivement son énergie de cette banque de batteries, jamais directement des panneaux (ou du réseau). Chaque cycle de chauffage ou de climatisation tire de l'énergie solaire stockée, faisant de la batterie le cœur d'un système entièrement indépendant.
Comment ça fonctionne : un regard plus approfondi sur le fonctionnement alimenté par batterie
La synergie opérationnelle entre la thermopompe solaire et son système de batterie est brillante et innovante. Voici comment le système maintient un confort continu, jour et nuit:
1) Capturer l'énergie solaire
Panneaux solaires
- Une installation photovoltaïque, totalisant entre 2000 W et 4000 W, selon la capacité de stockage de la batterie et la puissance en BTU de la thermopompe, convertit la lumière du soleil en électricité CC (courant continu).
- Ces panneaux alimentent tout d'abord un interrupteur de déconnexion CC photovoltaïque (installé pour l'entretien et la sécurité) avant d'atteindre le contrôleur de charge solaire MPPT.
Contrôleur de charge solaire MPPT (Maximum Power Point Tracking)
- Un contrôleur de charge solaire recueille l'énergie de votre système solaire et la stocke dans votre batterie. Le MPPT ajuste constamment son point de fonctionnement pour extraire la puissance maximale des panneaux.
- Lorsque la demande de votre thermopompe est faible ou inexistante, le MPPT continue de diriger toute l'énergie solaire vers la batterie 48 V, la chargeant efficacement tout en alimentant toute charge active à partir de la batterie.
2) Stockage de l'énergie dans une banque de batteries de 48V
Objectif de la batterie
- La batterie de 48V stocke l'énergie solaire, qui est ensuite utilisée pour faire fonctionner la thermopompe. Parce que toute l'énergie doit d'abord passer par la batterie, cette configuration nécessite plus d'énergie solaire, donc plus de panneaux solaires.
- La batterie fournit une énergie stable à tout moment et chaque fois que la production PV diminue lors d’une couverture nuageuse, crépuscule ou fonctionnement nocturne.
Logique de chargement
- Étant donné que toute l'énergie solaire circule à travers la batterie, le MPPT la charge en continu chaque fois qu'il y a suffisamment de tension et de courant PV, quelle que soit la demande de la thermopompe. La batterie doit atteindre un niveau de charge suffisant avant de pouvoir alimenter la thermopompe.
- Ce processus se poursuit jusqu'à ce que la batterie atteigne sa tension de pleine charge (généralement environ 54V pour une banque de 48V).
3) La batterie comme source d'alimentation unique
La thermopompe tire toujours son énergie de la batterie, il n'y a pas d'alimentation directe des panneaux au compresseur. Voici comment cela fonctionne:
Alimentation en continue par batterie
- Le contrôleur de charge MPPT envoie toute la production solaire dans la banque de batteries de 48V.
- Le compresseur et les commandes de la thermopompe tirent exclusivement de la batterie, jamais directement des panneaux.
Dispositif de protection contre la décharge de la batterie (BatteryProtect)
- Si la tension de la batterie chute près d'un niveau critique, un dispositif de protection contre la décharge de la batterie est installé pour préserver la santé de la batterie.
- Selon le seuil établi, le dispositif de protection déconnecte automatiquement toutes les charges pour éviter une décharge profonde, protégeant ainsi la batterie et assurant une réserve d’énergie suffisante pour démarrer la thermopompe.
4) Conversion de la tension pour le compresseur
Le compresseur CC des thermopompes solaires Ecosolaris fonctionne à environ 240V CC. Une batterie de 48V seule ne peut pas fournir cette tension nativement, nous installons donc un survolteur CC (convertisseur CC-CC):
Survolteur CC (CC 48V → CC 80-350V)
- Convertit 48V de la batterie à la tension précise dont l'électronique du compresseur a besoin à chaque étape de fonctionnement, que ce soit au démarrage ou à performance maximale.
- Fournit une alimentation CC haute tension stable et continue, même si la tension de la batterie diminue graduellement pendant la décharge.
Puissance instantanée
- Chaque fois que la thermopompe initie un cycle de climatisation ou un chauffage, le survolteur CC puise exclusivement dans la batterie, il n’y a aucun recours direct aux panneaux solaires.
- Parce que la batterie est toujours chargée en premier par les panneaux, le survolteur peut réagir en temps réel sans aucun délai ni interruption.
5) Protection de la thermopompe : protecteur de surtension et disjoncteur
Avant que la tension convertie n'atteigne l'unité extérieure, elle doit passer par un interrupteur combiné d’un protecteur de surtension et d’un disjoncteur CC:
Protection contre les surtensions CC
- Il protège l'électronique du compresseur contre les pics de tension, que ce soit de la foudre ou des transitoires soudaines.
Disjoncteur CC
- Il permet une déconnexion manuelle pour l'entretien ou un arrêt d'urgence.
- Il garantit que si une panne est détectée (surintensité, court-circuit), le circuit se déclenche avant que des dommages ne puissent survenir à la thermopompe.
6) Alimentation de la thermopompe solaire
- Le compresseur CC de la thermopompe fonctionne directement sur l'alimentation CC de la batterie, évitant toute perte de conversion CA et rendant le compresseur très efficace pour les systèmes alimentés par batterie.
- La thermopompe tire toute son énergie de la batterie (même si la batterie est rechargée simultanément). Puisque la thermopompe n’est jamais alimentée directement par les panneaux solaires, il n’existe aucun basculement entre panneaux et batterie. La batterie est constamment la seule source qui alimente la thermopompe.
En résumé :
- Les panneaux solaires produisent de l'énergie CC.
- Le contrôleur MPPT charge une batterie de 48V.
- Le survolteur CC élève la tension de la batterie à ce dont l'électronique du compresseur a besoin.
- Le compresseur CC de la thermopompe s’alimente directement à partir de la batterie en tout temps.
- Les dispositifs de protection électrique permettent de sécuriser et isoler l’ensemble des composantes du système : panneaux solaires, batterie et thermopompe.
Ce que vous devez savoir: considérations essentielles
Avant de sélectionner votre équipement, tenez compte de vos besoins quotidiens en chauffage et en climatisation, du nombre de jours nuageux consécutifs que vous souhaitez couvrir et du budget total que vous pouvez allouer.
Sous-dimensionner une des composantes du système, que ce soit le nombre de panneaux solaires, le format de la batterie ou les dispositifs de protection, risque des temps d'arrêt inattendus, une durée de vie plus courte de la batterie ou des performances insuffisantes.
Dimensionnement du champ photovoltaïque : pourquoi un système avec batterie exige une capacité solaire accrue
Dans ce mode d’opération, toute l'énergie solaire circule via la banque de batteries, il n'y a pas de connexion directe entre les panneaux et la thermopompe. Étant donné que la thermopompe tire exclusivement son énergie de la batterie, 24h/24 et 7j/7, votre système solaire doit être dimensionné pour:
- Alimenter la thermopompe pendant la journée tout en chargeant simultanément la batterie, et
- Stocker suffisamment d'énergie pour un fonctionnement la nuit ou pendant de longues périodes nuageuses.
Adapter la production des panneaux à la demande en BTU
La thermopompe solaire Ecosolaris 12 000 BTU consomme environ 900 W (modes chauffage et refroidissement confondus), tandis que l'unité de 18 000 BTU consomme environ 1,3 kW. Naturellement, un nombre de BTU plus élevés nécessitent un champ PV plus grand pour répondre à la demande énergétique.
Banques de batterie plus grande = Champs PV plus grand
Par exemple, charger et entretenir une batterie de 48V 10 kWh nécessitera une entrée solaire plus importante qu'une banque de 5 kWh. Une plus grande capacité de stockage de batterie exige une production solaire plus constante en termes de puissance.
Les facteurs géographiques ne doivent pas être négligés
Le nombre exact de panneaux solaires, ou la puissance solaire totale en watts requise, dépendra également de facteurs tels que l'emplacement géographique et l'exposition solaire.
Dimensionnement de la banque de batterie
La taille de votre banque de batterie a un impact direct sur la durée de fonctionnement de votre système sans soleil. Vous devez donc opter pour une taille de batterie qui correspond à vos besoins. Vous trouverez ci-dessous des configurations typiques de batteries 48V avec des durées de fonctionnement estimées basées sur la consommation moyenne du compresseur.
À noter que même lorsque la thermopompe est en marche, le compresseur ne tire pas constamment de l'énergie. Le compresseur fonctionne jusqu’à atteindre la température cible, puis s’arrête pendant que le ventilateur maintient la pièce avec une faible consommation. Les durées ci-dessous (en heures) indiquent uniquement le temps de fonctionnement du compresseur, pas celui du système complet.
- 48V 100Ah → 5.12 kWh
- Fournit environ 8 à 12 heures de fonctionnement du compresseur. Convient pour des séjours courts ou des situations où la climatisation/le chauffage n'est pas nécessaire en continu.
- 48V 200 h → 10 kWh
- Couvre environ 12 à 18 heures de fonctionnement du compresseur. Idéal pour les chalets de week-end ou les zones avec un apport solaire incohérent.
- 48V 300Ah → 15.36 kWh
- Fournit environ 18 à 24 heures de fonctionnement du compresseur. Convient bien pour une utilisation hors réseau à temps plein ou pour des périodes plus longues sans soleil.
Pourquoi choisir une batterie au lithium?
Les batteries lithium-ion permettent une décharge sécuritaire jusqu’à 90 % de leur capacité, assurent entre 2 000 et 5 000 cycles, et fournissent les courants de pointe nécessaires au démarrage des compresseurs.
Toutefois, elles ne se rechargent pas sous 0 °C et ne doivent pas être stockées sous -20 °C ou au-dessus de 60 °C, d’où l’importance de privilégier une installation intérieure.
Protéger le système
Maintenir un fonctionnement hors réseau fiable commence par la protection de chaque composante contre les risques courants.
Les batteries peuvent subir des dommages permanents si elles sont profondément déchargées, il est donc crucial d'intégrer un moyen de déconnecter toutes les charges avant que la tension ne chute trop pour préserver la capacité.
De même, les systèmes solaires sont vulnérables aux défauts de câblage, aux coups de foudre ou aux surtensions soudaines, les chaînes non mises à la terre ou non fusibles peuvent entraîner des pannes coûteuses.
S'assurer que vous disposez d'une protection contre les surtensions et d’un moyen clair d'isoler la batterie empêche les petits problèmes de se propager et d'entraîner une panne complète du système.
Protéger la thermopompe elle-même est tout aussi important : installez des parasurtenseurs et des disjoncteurs appropriés sur son entrée d'alimentation afin de pouvoir l'arrêter en toute sécurité en cas de défaut électrique ou de surcharge.
Le coût total du déploiement n’est pas négligeable
L'installation d'un système de thermopompe solaire entièrement hors réseau et alimenté par batterie implique plus que l'achat de la batterie. Une fois que vous tenez compte de toutes les composantes et de l'installation, l'investissement total peut varier de 10 000 à 15000 $CAD.
Cela dit, le coût initial apporte de nombreux avantages à long terme. Vous éliminez les factures d'électricité mensuelles, évitez la hausse des tarifs des services publics et devenez plus résilient face aux pannes de courant.
Dans les régions éloignées, les régions aux climats froids ou les endroits où les tarifs des services publics sont élevés, le retour sur investissement peut être atteint en seulement 5 à 10 ans. Pour ceux qui recherchent une véritable indépendance énergétique, le retour sur investissement à long terme justifie amplement l'investissement initial.
Conclusion
Atteindre l’indépendance énergétique avec une thermopompe solaire alimentée par un système de batterie dédié transforme la façon dont vous expérimentez le confort, où que vous soyez. Ce guide a éclairé la synergie complexe mais intelligente entre les panneaux solaires, les banques de batterie et la thermopompe solaire elle-même, démontrant comment l'énergie solaire stockée peut fournir un chauffage et une climatisation fiables 24h/24 et 7j/7, sans dépendre du réseau.
De la compréhension du rôle crucial de la batterie de 48V et du survolteur CC au dimensionnement de votre système solaire et de votre banque de batterie, chaque composante joue un rôle vital pour assurer un fonctionnement hors réseau sans faille. Nous avons souligné l'importance de dispositifs de protection robustes pour protéger votre investissement et avons détaillé les coûts complets impliqués, soulignant que la dépense initiale se traduit par des économies à long terme inestimables, une résilience et une autonomie énergétique inégalée.
Prêt à faire le grand saut vers un avenir de confort durable ?
Imaginez-vous vous réveiller avec des températures parfaitement régulées, sachant que votre énergie provient uniquement du soleil, stockée et prête à être utilisée à tout moment.
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