Stockage d'énergie industrielle : différence de coût entre haute et basse tension et considérations cruciales relatives au raccordement au réseau.

Le choix de la méthode de raccordement au réseau est-il crucial dans la construction et l'exploitation des centrales photovoltaïques (PV) ?

L'année dernière, la State Grid Hubei Electric Power Company a publié un avis concernant les « Règles détaillées pour les services de raccordement au réseau des installations photovoltaïques distribuées (mise en œuvre à titre expérimental) », qui a eu un impact significatif sur les entreprises photovoltaïques du Hubei. Un point essentiel : auparavant, seuls les projets photovoltaïques de 2 à 6 MW nécessitaient un raccordement au réseau haute tension de 10 kV, mais le nouveau document étend explicitement cette plage à 400 kW. Cela signifie qu'un grand nombre de projets photovoltaïques distribués du Hubei, d'une capacité comprise entre 400 kW et 2 MW, devront passer d'un réseau haute tension de 10 kV à un réseau haute tension de 10 kV. Raccordement du réseau basse tension 380 V au réseau haute tension 10 kV connexion.

L'impact le plus direct de ce changement est une augmentation significative du coût de raccordement au réseau pour Projets photovoltaïques distribués de 400 kW à 2 MW Comparativement aux raccordements au réseau basse tension, les projets photovoltaïques utilisant un raccordement au réseau haute tension devront faire face à des coûts d'équipement et des frais de manutention plus élevés.

De même, dans le stockage d'énergie industriel et commercial Dans ce secteur, il existe des raccordements au réseau à haute et basse tension, et le choix de la méthode de raccordement appropriée est également crucial.

Qu'est-ce qu'un raccordement au réseau haute et basse tension ?

Le choix du mode de raccordement au réseau pour systèmes de stockage d'énergie Il est impératif de choisir une tension adaptée aux besoins énergétiques et à l'architecture de distribution de l'entreprise. Le choix du niveau de tension pour le raccordement des systèmes de stockage d'énergie commerciaux et industriels au réseau constitue un projet d'ingénierie complexe, prenant en compte les caractéristiques de la charge de l'utilisateur, la capacité de distribution et des considérations économiques.

Le raccordement au réseau haute tension désigne généralement un système de stockage d'énergie utilisant un transformateur pour élever la tension de sortie à un niveau élevé, typiquement 10 kV ou plus, avant d'être injecté dans le réseau. Cette méthode convient aux grands consommateurs commerciaux et industriels ainsi qu'aux parcs industriels, répondant ainsi à la demande en stockage d'énergie de grande capacité.

Le raccordement au réseau basse tension désigne le raccordement direct du système de stockage d'énergie au réseau basse tension, généralement à un niveau de tension inférieur ou égal à 400 V. Cette méthode convient aux petites et moyennes entreprises et aux industries.

D'un point de vue technique, systèmes à haute tension connectés au réseau Ces systèmes se composent principalement de batteries de stockage d'énergie, d'onduleurs, de transformateurs et d'appareillages de commutation haute tension. Les batteries convertissent le courant continu (CC) en courant alternatif (CA) via un onduleur, puis le transformateur élève la tension à un niveau élevé. Enfin, les appareillages de commutation haute tension raccordent le système au réseau haute tension. Les systèmes raccordés au réseau haute tension exigent un haut niveau de technologie et des normes de sécurité strictes afin de garantir un fonctionnement stable et la sécurité du réseau.

Les systèmes basse tension raccordés au réseau se composent principalement de batteries de stockage d'énergie, d'onduleurs et d'appareillages de commutation basse tension. Les batteries convertissent le courant continu (CC) en courant alternatif (CA) via un onduleur, puis se connectent directement au réseau basse tension par l'intermédiaire d'un appareillage de commutation basse tension. Ces systèmes présentent une structure relativement simple et sont plus faciles à installer et à entretenir, mais leur impact sur le réseau est plus important, ce qui nécessite des mesures de protection adaptées.

Du point de vue des applications, les deux solutions diffèrent également. Le raccordement au réseau haute tension convient aux grands utilisateurs industriels et commerciaux, ainsi qu'aux parcs industriels, tels que les grandes entreprises manufacturières, les centres de données et les grands complexes commerciaux. Ces utilisateurs ont généralement une forte consommation d'électricité et des exigences élevées en matière de stabilité et de fiabilité du réseau électrique. Le raccordement au réseau haute tension peut répondre à leurs besoins importants en stockage d'énergie et leur fournir une alimentation électrique stable.

Le raccordement au réseau basse tension convient aux petites et moyennes entreprises industrielles et commerciales, telles que les petites entreprises manufacturières, les petits et moyens complexes commerciaux et les immeubles de bureaux. Ces utilisateurs ont une consommation d'électricité relativement faible et des exigences moindres en matière de réseau électrique. Le raccordement au réseau basse tension répond à leurs besoins de base en stockage d'énergie et présente l'avantage d'une installation simple et d'un coût réduit.

Où le coût augmente-t-il avec le raccordement au réseau à haute tension ?

Dans le secteur photovoltaïque industriel et commercial, comparé au raccordement au réseau basse tension, l'utilisation d'un raccordement au réseau haute tension entraînera des coûts d'équipement et des frais de manutention plus élevés.

Selon Wang Shujuan, fondatrice de « Smart Photovoltaics », prenant pour exemple un projet photovoltaïque distribué industriel et commercial de 5,57 MW en 2023, l'investissement total s'élevait à 25,19 millions de yuans, avec un ratio de capacité de 1,225:1. La capacité totale côté CC était de 6,825 MWc et la capacité côté CA de 5,57 MW.

Sur la base de la structure des coûts du projet, le coût de la station de suralimentation et du système de contrôle était d'environ 3,89 millions de yuans, soit l'équivalent de 0,6 yuan/W.

Cela représente un surcoût de plusieurs centaines de milliers de yuans pour un projet photovoltaïque de 1 MW, ce qui aura un impact significatif sur les investissements dans les projets photovoltaïques distribués locaux.

Cela amène inévitablement certains à se demander s'il existe une différence de coût similaire entre le raccordement au réseau haute et basse tension pour le stockage d'énergie industriel et commercial.

En réalité, la différence est négligeable. Pour le stockage d'énergie industriel et commercial, l'analyse économique des méthodes de raccordement au réseau exige une étude approfondie. Les principales différences résident dans trois segments de coûts : Équipements : L'accès au réseau haute tension nécessite des transformateurs élévateurs, des appareillages de commutation haute tension (chaque unité coûte plus de 50 000 yuans), des compteurs dédiés et des systèmes de protection par relais, ce qui augmente l'investissement en équipements de 40 % à 60 % par rapport aux solutions basse tension ; Construction : L'accès au réseau haute tension implique souvent la construction de nouveaux postes de transformation ou l'agrandissement des postes existants, ce qui engendre des coûts fonciers, de génie civil et de pose de câbles haute tension (plus de 200 000 yuans par kilomètre), la complexité accrue des travaux entraînant des délais de construction plus longs ; Exploitation et maintenance : Les systèmes haute tension requièrent du personnel qualifié, avec des coûts de main-d'œuvre 30 % à 50 % plus élevés que pour les équipes basse tension.

Choisir la tension de raccordement au réseau ne se résume pas à « choisir la plus basse », mais exige une analyse approfondie des contraintes du projet. Pour les systèmes de grande envergure dont la consommation journalière dépasse 800 kWh, un raccordement au réseau haute tension permet de réduire les coûts unitaires grâce aux économies d'échelle. En revanche, pour les projets de petite et moyenne taille utilisant un raccordement au réseau basse tension, la conception du tracé des câbles doit être optimisée afin de limiter les pertes de puissance dues au transport sur de longues distances. La décision finale doit prendre en compte l'investissement initial, les difficultés d'exploitation et de maintenance, ainsi que les avantages sur le cycle de vie, afin d'optimiser la rentabilité.

Par ailleurs, les normes nationales et locales définissent clairement les exigences relatives au niveau de tension des systèmes de stockage d'énergie raccordés au réseau. Par exemple, la norme GB/T 36547-2018 recommande un raccordement à 0,4 kV pour les systèmes de stockage d'énergie d'une puissance inférieure ou égale à 1 000 kW ; les directives de la province du Zhejiang relatives aux technologies de stockage électrochimique de l'énergie côté utilisateur (2023) stipulent qu'un raccordement à 10 kV ne doit pas excéder 6 000 kW. De plus, les normes et exigences relatives à la tension de raccordement varient selon les régions ; il est donc impératif de tenir compte des normes locales et de la réglementation des fournisseurs d'électricité pour chaque projet.

Ces dernières années, le développement à grande échelle de l'énergie photovoltaïque distribuée a engendré des problèmes connexes, tels que l'insuffisance de capacité du réseau et les retards dans la gestion de l'exploitation et de la maintenance, ouvrant ainsi des perspectives de croissance pour le marché du stockage d'énergie industriel et commercial. Les données sectorielles de 2024 montrent que plus de 1 600 nouveaux projets de stockage d'énergie raccordés au réseau, destinés aux utilisateurs industriels et commerciaux, ont été mis en service à l'échelle nationale, totalisant 3,9 GW/8,8 GWh, soit 8 % de la croissance annuelle du marché du stockage d'énergie (en GWh). Le nombre important de projets a fait de ce segment l'un des plus dynamiques du stockage d'énergie cette année-là. Plus d'un millier de développeurs ont fait leur entrée sur le marché, entraînant une croissance explosive des projets raccordés au réseau et des projets en construction.

Toutefois, le processus décisionnel relatif aux niveaux d'accès au réseau pour les systèmes de stockage d'énergie exige une prise en compte multidimensionnelle : le niveau de tension de la ligne d'entrée du réseau détermine le point de raccordement ; la capacité du système doit correspondre à la capacité d'absorption du réseau ; les calculs de coûts doivent couvrir l'acquisition des équipements, les travaux de génie civil, ainsi que les frais d'exploitation et de maintenance à long terme ; et le strict respect de la réglementation locale en matière d'accès au réseau est essentiel. En pratique, une conception sur mesure, adaptée aux conditions du site et à la topologie du réseau, est nécessaire. Seule une sélection rigoureuse permet un fonctionnement sûr et efficace, optimisant ainsi les coûts d'électricité grâce au système de stockage et favorisant la transition énergétique des entreprises vers des pratiques intelligentes et bas carbone.