Une batterie domestique peut être entièrement chargée lorsque le réseau public tombe et ne pas être prête pour autant à alimenter immédiatement les circuits secourus. L’énergie stockée n’est qu’une partie du problème. Avant que ces circuits puissent être alimentés en sécurité, le système doit reconnaître que les conditions réseau ne sont plus acceptables, séparer la partie protégée de la maison du réseau public, établir une source électrique locale, puis alimenter les charges réellement situées dans le système de secours. Un commutateur de transfert, ou un équipement assurant la même fonction de transfert, aide à contrôler cette limite entre fonctionnement normal connecté au réseau et secours intentionnel.La partie secourue de la maison doit devenir un îlot intentionnel
Les systèmes solaires et de stockage connectés au réseau fonctionnent normalement aux côtés du réseau public. Lorsque l’alimentation du réseau disparaît, ils ne peuvent pas simplement continuer à alimenter le même réseau électrique sans changement. La partie de l’installation qui restera alimentée doit d’abord être délibérément séparée du réseau public. La documentation de secours batterie de SMA fournit un exemple concret : lors d’une panne réseau, un dispositif automatique de commutation de transfert déconnecte le système de secours du réseau public avant que l’onduleur n’établisse un réseau local de secours. Le principe de sécurité derrière cette séparation est l’anti-îlotage. Une production interactive avec le réseau ne doit pas maintenir involontairement sous tension une section externe du réseau après la perte de l’alimentation publique. (UL) (SMA)
Cela crée une distinction importante entre îlotage non souhaité et secours intentionnel. L’anti-îlotage vise à empêcher la production locale de continuer à alimenter le côté réseau après une panne. Le fonctionnement de secours fait l’inverse du côté protégé d’un point de séparation vérifié : une fois isolé, un onduleur compatible secours peut établir la tension et la fréquence nécessaires aux charges locales. Le U.S. Department of Energy décrit des systèmes solaires avec stockage qui détectent la perte de puissance réseau et passent en mode îloté pendant les pannes. L’îlot, dans ce cas, est le système côté client délibérément séparé, pas une extension accidentelle du réseau défaillant. (U.S. Department of Energy)
La séquence exacte de commutation dépend de l’équipement, il est donc utile de distinguer la fonction générale de la mise en œuvre d’un fabricant. Dans la conception documentée par SMA, l’onduleur détecte une panne réseau, l’interrupteur de couplage déconnecte le système de secours du réseau public, et une surveillance de retour d’état confirme l’état de commutation avant que les charges de secours connectées soient alimentées. D’autres systèmes peuvent regrouper ces fonctions différemment, mais l’exigence sous-jacente est similaire : la source de secours ne doit pas alimenter les circuits protégés comme un îlot intentionnel tant que la séparation requise du réseau public n’a pas été établie. (SMA)
La fonction de transfert ne prend pas toujours la forme d’un boîtier autonome conventionnel étiqueté « ATS ». Tesla, par exemple, utilise des dispositifs tels que Backup Gateway, Backup Switch et Gateway 3 pour détecter les pannes et activer le secours batterie dans différentes configurations Powerwall. L’architecture matérielle peut donc varier même lorsque la fonction électrique reste reconnaissable : détecter des conditions réseau anormales, maintenir le point de séparation requis et soutenir la transition vers l’alimentation locale. (Tesla)
Cette transition explique aussi pourquoi un système de secours par batterie ne doit pas être automatiquement assimilé à un UPS. Une interruption réelle peut survenir pendant que le système détecte la panne, modifie son état de commutation et établit l’alimentation de secours. SMA indique qu’une de ses configurations résidentielles de secours laisse les charges sans alimentation pendant environ cinq à sept secondes lors du transfert et précise explicitement que cette configuration ne répond pas aux exigences UPS; les charges qui ne tolèrent pas cette interruption ont besoin d’une protection UPS séparée. Le chiffre de cinq à sept secondes appartient à ce système documenté, pas aux systèmes de secours en général, mais il montre pourquoi « avoir une batterie » et « avoir une alimentation sans interruption » sont deux affirmations différentes. (SMA)
La limite de secours décide ce qui peut être alimenté
Une fois la section protégée séparée du réseau public, l’emplacement physique de la limite de secours devient visible de manière pratique. Une configuration pour toute la maison peut placer le tableau principal de distribution du côté secouru. Une conception partielle peut au contraire utiliser un Backup Panel dédié ne contenant que certains circuits. Tesla publie les deux types de configuration Powerwall. Dans une configuration partielle, les circuits situés hors du Backup Panel ne deviennent pas soudainement éligibles à l’alimentation par batterie simplement parce qu’il reste de l’énergie dans la batterie. (Tesla)
C’est pourquoi deux maisons équipées de la même batterie peuvent se comporter différemment lors de la même panne. Une installation peut avoir la plupart des circuits domestiques derrière le dispositif de secours, tandis qu’une autre peut ne protéger que la réfrigération, l’éclairage, les communications ou d’autres charges sélectionnées. L’architecture de transfert détermine quels circuits sont électriquement connectés au système local de secours. La question de savoir si la batterie et l’onduleur peuvent réellement supporter toutes ces charges en même temps, et pendant combien de temps, relève séparément de la puissance et de l’énergie.
Au niveau fonctionnel, la transition lors d’une panne peut donc être comprise sans supposer que chaque produit utilise la même machine d’états interne. Les conditions réseau deviennent inacceptables, la partie protégée de l’installation est séparée du réseau public, une source locale est établie, puis les circuits derrière cette limite peuvent être alimentés. Ce qui compte n’est pas que chaque système effectue des actions de relais identiques en millisecondes identiques, mais que le secours intentionnel dépende d’une limite électrique vérifiée plutôt que du simple début de décharge de la batterie.
Le retour de l’alimentation réseau doit également être contrôlé. Un système de secours ne doit pas reconnecter la section protégée simplement parce qu’une tension acceptable apparaît un instant. SMA documente une période de surveillance du réseau après le retour de l’alimentation publique; une fois cette surveillance terminée avec succès, le fonctionnement de secours prend fin et le système se reconnecte au réseau public. Le délai d’attente requis dépend des réglages pays et exigences applicables. (SMA)
La situation de départ apparaît maintenant différemment. Une batterie pleine ne rend pas à elle seule une maison prête au secours à l’instant où le réseau disparaît. Le système doit d’abord créer une limite électrique sûre, établir l’alimentation locale et servir uniquement les circuits qui appartiennent à cette limite. Un commutateur de transfert compte parce qu’il aide à rendre délibéré ce changement d’état électrique. La batterie fournit l’énergie stockée; l’architecture de transfert détermine quand et où cette énergie peut être utilisée pendant une panne.
