En Suisse - Système solaire hybride de 110 kW avec stockage par batterie de 100 kWh

Le système solaire hybride de 110 kW avec stockage par batterie de 100 kWh en Suisse est une solution énergétique intégrée, hautement efficace, stable et à faible émission de carbone, spécialement conçue pour le climat alpin suisse, le réseau électrique performant et les exigences strictes de la transition énergétique. Utilisant l'énergie solaire comme source principale et associée à une batterie de stockage de 100 kWh, le système surmonte les limitations de la production solaire intermittente dues aux conditions météorologiques alpines, telles que les chutes de neige et la faible durée d'ensoleillement en hiver. Il assure ainsi un fonctionnement intégré de l'énergie solaire, du stockage d'énergie, du raccordement au réseau et de la régulation intelligente. Ce système répond aux besoins énergétiques, quelles que soient les conditions météorologiques, des établissements industriels et commerciaux de taille moyenne, des résidences de luxe, des hôtels de montagne, des domaines ruraux et des services publics en Suisse, tout en contribuant à la réduction des émissions de carbone du pays, au respect de son engagement de neutralité carbone et à l'optimisation de sa structure énergétique propre.

I. Adaptabilité du système central : Adaptation au statu quo régional et énergétique de la Suisse

La Suisse bénéficie d'un climat alpin et maritime tempéré, avec un ensoleillement abondant dans la plupart de ses régions (durée annuelle moyenne d'ensoleillement : 1 600 à 2 200 heures, intensité solaire journalière moyenne : 3,5 à 5 kWh/m²), notamment dans le sud et le centre, régions au potentiel solaire exceptionnel. Cependant, elle doit relever certains défis, tels que d'importantes variations saisonnières d'ensoleillement (jours d'ensoleillement courts et chutes de neige plus importantes en hiver, entraînant une baisse de la production d'énergie photovoltaïque), des objectifs nationaux stricts de réduction des émissions de carbone et des exigences élevées en matière de stabilité du réseau électrique et d'efficacité énergétique. Le système solaire hybride de 110 kW, associé à un stockage par batterie de 100 kWh, répond précisément à ces problématiques : il exploite pleinement l'abondante ressource solaire suisse pour produire une énergie propre, et la batterie de 100 kWh permet de stocker le surplus d'énergie solaire en été et de compenser l'insuffisance de production en hiver. Par ailleurs, ce système est parfaitement compatible avec le réseau intelligent suisse, assurant une interaction optimale entre le système et le réseau, ce qui le rend parfaitement adapté au contexte énergétique, climatique et réglementaire de la Suisse.

II. Configuration de base du système et paramètres techniques

Le système adopte une architecture intégrée composée de modules photovoltaïques, de batteries de stockage d'énergie de 100 kWh, d'un onduleur hybride et d'un contrôleur intelligent. Tous les composants principaux sont sélectionnés parmi des produits à haute fiabilité, à haut rendement et à faibles émissions de carbone, adaptés au climat alpin suisse, résistants aux basses températures et à la pression de la neige, et conformes aux normes d'efficacité énergétique de l'UE. La configuration spécifique est la suivante :

Modules photovoltaïques (unité centrale de production d'énergie)

178 modules photovoltaïques monocristallins en silicium de 620 W à haut rendement sont utilisés (puissance totale d'environ 110 kW). Ces modules intègrent la technologie avancée TOPCon de type N et une technologie anti-dégradation PID, ce qui leur permet de s'adapter aux basses températures (-20 °C à 30 °C) et à l'humidité élevée des régions alpines suisses. Ils offrent d'excellentes performances de production d'énergie en faible luminosité, compensant ainsi les courtes journées d'hiver. Leur surface est recouverte d'un verre trempé à haute transmittance, résistant aux chocs et antireflet, assurant une bonne étanchéité à la neige, à l'eau et aux UV. Le cadre des modules est fabriqué en alliage d'aluminium haute résistance et anticorrosion, capable de résister à la pression de la neige et aux vents violents des zones alpines. Leur durée de vie est supérieure à 30 ans et leur taux d'atténuation de la production d'énergie est inférieur à 10⁻³T sur 25 ans, réduisant ainsi les coûts de maintenance ultérieurs.

Batterie de stockage d'énergie (unité de stockage d'énergie : 100 kWh)

Équipée d'une batterie de stockage d'énergie au lithium fer phosphate (LFP) d'une capacité totale de 100 kWh, parfaitement adaptée à la puissance photovoltaïque de 110 kW, cette installation répond aux besoins d'écrêtement des pointes de consommation, de remplissage des creux de consommation et de compensation de la production d'électricité en Suisse. Les batteries LFP présentent une sécurité élevée (absence de risque d'emballement thermique), une longue durée de vie (≥ 6 000 cycles), une résistance aux basses températures (fonctionnement normal jusqu'à -10 °C) et un rendement de charge/décharge élevé (≥ 951 TP3T). Elles stockent le surplus d'énergie solaire produit en journée et en été, et restituent l'énergie électrique la nuit, en hiver ou lors des pics de consommation, garantissant ainsi une alimentation électrique continue et stable. Associée à un système de gestion de batterie (BMS) intelligent conforme aux normes de sécurité européennes, cette batterie surveille en temps réel la tension, le courant, la température et l'état de charge (SOC) afin de prévenir la surcharge, la décharge excessive et la surchauffe, prolongeant ainsi sa durée de vie et assurant un fonctionnement sûr.

Onduleur hybride (noyau de conversion d'énergie)

Équipé d'un onduleur hybride isolé haute fréquence de 110 kW conforme aux normes suisses de raccordement au réseau (VDE-AR-N 4105), ce système prend en charge l'accès à plusieurs sources d'énergie : photovoltaïque, stockage d'énergie de 100 kWh et réseau. Il offre une conversion d'énergie bidirectionnelle, assurant une conversion efficace du courant continu solaire en courant alternatif (rendement ≥ 97,51 % TP3T). Il coordonne les modes de fonctionnement des différentes sources d'énergie, permettant une commutation fluide entre le mode connecté au réseau (autoconsommation, injection du surplus d'énergie sur le réseau) et le mode hors réseau (alimentation par stockage en cas de coupure de courant). L'onduleur présente une large plage de tension d'entrée et une excellente adaptabilité à la tension stable du réseau suisse. Il intègre également des protections contre la foudre, les surtensions, les surintensités, les courts-circuits et le fonctionnement en îlotage, et a obtenu la certification européenne de compatibilité électromagnétique (CEM), garantissant une grande stabilité de fonctionnement et un faible impact environnemental.

Contrôleur intelligent (noyau de planification du système)

Doté d'un contrôleur de gestion énergétique intelligent haute performance, utilisant des algorithmes de planification intelligents suisses de pointe, ce système surveille en temps réel la production d'énergie photovoltaïque, l'état de charge (SOC) de la batterie de 100 kWh, la charge du réseau et les prix de l'électricité, et optimise automatiquement les stratégies de gestion de l'énergie. Il privilégie l'énergie solaire pour répondre à la demande locale, stocke le surplus d'énergie dans la batterie et l'injecte dans le réseau une fois celle-ci chargée. En hiver ou en cas de production photovoltaïque insuffisante, il puise automatiquement dans la batterie pour compenser le déficit de charge, réduisant ainsi la dépendance au réseau. Compatible avec le réseau intelligent suisse, il permet la gestion de la demande et améliore l'efficacité énergétique globale du système.

Équipement auxiliaire

Ce système comprend des systèmes de montage photovoltaïques, des boîtes de jonction, des compteurs intelligents, des systèmes de protection contre la foudre et de mise à la terre, etc., assurant une protection complète pour un fonctionnement sûr, efficace et conforme aux normes. Le système de montage photovoltaïque utilise des supports au sol ou en toiture en alliage d'aluminium à angles réglables, optimisables en fonction de la latitude des différentes régions de Suisse afin de maximiser la captation d'énergie solaire. La conception des supports prend en compte le déneigement et la résistance à la pression de la neige. La boîte de jonction bénéficie d'un indice de protection IP65, adapté aux environnements alpins extérieurs. Le compteur intelligent est conforme aux normes suisses de comptage d'électricité, permettant un suivi précis de la production, de la consommation et de l'injection d'énergie sur le réseau. Le système de protection contre la foudre et de mise à la terre répond aux exigences de protection contre la foudre en milieu alpin, évitant ainsi efficacement les dommages matériels causés par les orages et les tempêtes de neige.

III. Scénarios d'application typiques

Établissements industriels et commerciaux de taille moyenne : usines de mécanique de précision, supermarchés haut de gamme, hôtels de luxe et stations de ski, par exemple. Ce système permet de couvrir les besoins énergétiques quotidiens des équipements de production, de l’éclairage, de la climatisation et des infrastructures des stations de ski, de réduire les coûts d’électricité (notamment pendant les périodes de forte demande en Suisse) et d’éviter les pertes d’exploitation dues aux coupures de réseau.

Résidences de prestige et manoirs ruraux : les résidences de prestige et les manoirs ruraux suisses exigent une alimentation électrique stable et à faible émission de carbone. Le système peut répondre aux besoins énergétiques des appareils électroménagers, du chauffage et du matériel de jardinage. La batterie de stockage d’énergie de 100 kWh garantit une alimentation électrique continue en cas de coupure de réseau, améliorant ainsi le confort de vie et l’autonomie énergétique.

Infrastructures de services publics : hôpitaux de montagne, écoles rurales et centres de services communautaires, par exemple. Ce système garantit une alimentation électrique continue pour les équipements médicaux et pédagogiques, l’éclairage de secours et les systèmes de chauffage, notamment dans les zones montagneuses isolées, améliorant ainsi la fiabilité des services publics et réduisant les coûts d’exploitation.

Bases agricoles et d'élevage : telles que les pâturages alpins et les vergers. L'énergie solaire peut alimenter les systèmes d'irrigation, les équipements d'alimentation et les machines de transformation des produits, tandis que les batteries de stockage d'énergie compensent les baisses de production hivernales, réduisant ainsi les coûts énergétiques et favorisant un développement durable.

IV. Installation et maintenance du système

Pour l'installation, le choix se porte sur la toiture ou au sol, en fonction des conditions du site et de la réglementation suisse d'urbanisme : l'installation sur toiture, de type réparti, n'occupe pas d'espace supplémentaire et convient aux bâtiments urbains et aux hôtels ; l'installation au sol, de type centralisé, est idéale pour les domaines ruraux, les stations de ski et autres lieux disposant d'un terrain suffisant. L'angle des supports est ajustable en fonction de l'ensoleillement saisonnier. L'installation est réalisée dans le strict respect des normes suisses de construction et de sécurité électrique et dure environ 20 à 25 jours. Une équipe de professionnels propose une solution clé en main, de la conception personnalisée à la mise en service, en passant par l'étude d'impact environnemental, la construction et le raccordement au réseau (y compris les démarches d'autorisation de raccordement au réseau suisse).

Pour la maintenance, le système présente un haut degré d'intelligence et une grande facilité d'entretien. Il est nécessaire de déneiger et de dépoussiérer régulièrement les modules photovoltaïques (en particulier en hiver, un simple déneigement permet de rétablir l'efficacité de la production d'énergie) ; de vérifier mensuellement l'état de fonctionnement de la batterie et de l'onduleur ; et de procéder à une inspection et une maintenance complètes tous les six mois, incluant le serrage des supports, l'état du câblage et le système de protection contre la foudre. Les composants principaux bénéficient d'une longue période de garantie et des équipes de maintenance professionnelles en Suisse assurent un service après-vente réactif afin de garantir un fonctionnement stable et durable du système.

V. Résumé

Le système solaire hybride suisse de 110 kW avec stockage par batterie de 100 kWh est une solution énergétique verte composite haut de gamme, parfaitement adaptée au climat alpin suisse, au réseau électrique performant et aux exigences strictes de développement bas carbone. Grâce à sa conception intégrée « photovoltaïque + stockage d'énergie de 100 kWh + régulation intelligente », il atteint de multiples objectifs : production d'énergie propre et efficace, alimentation électrique stable, écrêtement des pointes et lissage de la consommation en creux, et réduction des émissions de carbone. Ce système résout efficacement les problèmes d'intermittence de la production photovoltaïque liés aux variations climatiques saisonnières et au coût élevé de l'électricité en Suisse, tout en s'inscrivant parfaitement dans la stratégie nationale suisse de neutralité carbone et de développement des réseaux intelligents. Il constitue un choix énergétique idéal pour les PME industrielles et commerciales, les résidences haut de gamme, les services publics et les exploitations agricoles et d'élevage alpines en Suisse. Il présente une valeur économique (réduction des coûts d'électricité et obtention de subventions pour les énergies vertes), sociale (promotion de la sécurité énergétique) et environnementale (réduction des émissions de carbone) extrêmement élevée.