Sunny Island en installation Off Grid et Backup

Sunny Island en installation Off Grid et Backup Serge COMMUNAL SMA France

Contenu 1. Introduction SMA Off-Grid 2. Fonctions 3. Composants 4. Installation 5. Technologie de Batterie 6. Communication 7. Dimensionnement 2

Introduction concept SMA Off-Grid 3

Solution Off-Grid 4

Couplage DC > Raccordement des modules PV et des charges via un bus DC Exemple 1: pompage solaire(sans batterie) bus DC Installation PV Charge Exemple 2: petit système résidentiel (avec batterie) Batterie bus DC Charge controller bus DC Installation PV Charge 5

Couplage AC > Raccordement des modules PV et des charges via un bus AC Exemple 1: l onduleur PV alimente le bus AC (système connecté réseau) Installation PV Onduleur PV Bus AC Source Charge 6

Couplage AC > Raccordement des modules PV et des charges via un bus AC Exemple 2: Système off-grid SMA (micro grid/mini grid) Batterie Installation PV Onduleur Batterie Onduleur PV Bus AC Charge 7

Avantages du Couplage AC > Alimentation indépendante (autosuffisant) > Choix libre des sources d énergie et des consommateurs (flexible) > Simple à étendre même après plusieurs années (extensible) > Longue distance entre les différents composants (décentralisé) Batterie Installation PV Onduleur Batterie Onduleur PV AC power bus Charge 8

Sunny Island Installation standard 9

Sunny Island Extensible 10

Sunny Island Conception modulaire 11

Sunny Island Multiple sources d énergie 12

Sunny Island Réseau de qualité 13

General data Features / function DC AC Données techniques Sunny Island ( 230V/50Hz) Technical data SI 8.0H SI 6.0H AC power 30 min 8000 W 6000 W Rated power 6000 W 4600 W Rated input voltage 48 V 48 V Rated DC charging current 115 A 90 A 1~ paral. 3~ Multicluster Mixed systems Easy to Use SOC SOH Display SRC-20 SRC-20 Operation temperature range -25 C... +60 C -25 C... +60 C Protection class IP54 IP54 14

Interface utilisateur Sunny Island Sunny Remote Control > Le système SI est configuré avec Sunny Remote Control > Raccordement au Sunny Island 6.0 H via un câble RJ45 (longueur max. 20 m) > Afficheur sur 4 lignes des données de fonctionnement > Slot carte SD > Chargement et sauvegarde des paramètres > Historique des évènements et défauts > Mise à jour du Firmware 15

Taches de base Sunny Island > Création du réseau > Fourniture et contrôle de la fréquence > Fourniture et contrôle de la tension > Fourniture de puissance > Fourniture de puissance active > Fourniture de puissance réactive > Transfert et conversion d énergie > Conversion de AC vers DC pour charge des batteries > Conversion de DC vers AC pour fourniture au réseau [f] [U] [P] [Q] ~ = 16

Catalogue Produits 6 12 36 SI 4548-US SI 6.0H SI 6048-US SI 8.0H MC-Box-6 MC-Box-12 (U) MC-Box-36 8,4 (1 Min) 6,8 (5 Min) 8,4 (1 Min) 9,1 (5 Min) 55 110 328 kw 1Min. AC-Output at 25 ºC 5,3 6,0 7,0 8,0 48 96 288 kw 30Min.AC-Output at 25 ºC 4,5 4,6 6,0 6,0 36 72 216 kw Nominal AC-Output at 25 ºC 17

Sunny Island, gestionnaire du système Off-Grid 18

Exemples d utilisation Système Off-Grid simple Installation PV Onduleur PV Onduleur Batterie Charge > Le Sunny Island crée et contrôle le réseau (gestion des batteries, des sources et des charges) > Les modules PV et les onduleurs PV alimentent le réseau (couplage AC) en électricité > La batterie stocke l énergie électrique > L autonomie dépend de la capacité de la batterie Batterie 19

Exemples d utilisation Système Off-Grid et groupe électrogène Installation PV Onduleur PV Générateur Onduleur Batterie Charge > Sunny Island crée et contrôle le réseau (gestion des batteries, des sources et des charges) > Modules PV et onduleurs PV alimentent le réseau (couplage AC) en électricité > Les batteries stockent l énergie électrique > Quand la batterie est vide, le générateur alimentent les consommateurs et recharge la batterie Batterie 20

Exemples d utilisation Système Off-Grid et réseau public Installation PV Onduleur PV Réseau public Onduleur Batterie Charge > Sunny Island crée et contrôle le réseau (gestion des batteries, des sources et des charges) > Modules PV et onduleurs PV alimentent le réseau (couplage AC) en électricité > Les batteries stockent l énergie électrique > Quand la batterie est vide, le réseau public alimentent les consommateurs et recharge la batterie. Batterie 21

Exemples d utilisation Système Backup Réseau public Onduleur Batterie Charge > En fonctionnement normal, le réseau public alimentent les consommateurs et recharge la batterie > En cas de panne réseau, le Sunny Island crée le réseau (en 30 ms max.) et alimente les consommateurs > L autonomie dépend de la capacité de la batterie Batterie 22

Fonctions 23

Principe de base du système à batterie 24

Système Off-Grid avec PV PPV < PCharge 25

Système Off-Grid avec PV PPV > PCharge 26

Système Off-Grid avec PV et générateur PPV < PCharge 27

Système Off-Grid avec PV et générateur PPV < PCharge 28

FSPC - Frequency Shift Power Control 51,1 51,2 51,3 51,4 51,5 51,6 51,7 51,8 51,9 50 52 Hz 100 90 80 70 60 50 40 30 20 % 100 90 80 70 60 50 % PPV >> = Pdemandée 100 50 60 70 80 90 % 29

Gestion des sources : limitation de la puissance par variation de la fréquence > Grace à la variation de fréquence, le Sunny Island peut limiter la puissance des onduleurs PV de manière à éviter une surcharge de la batterie Batterie chargée Production élevée demande basse f= 50 Hz f= (50+ f) Hz 30

Frequency Shift Power Control > Pas de câble de communication nécessaire > L augmentation de fréquence diminue la puissance des onduleurs Sunny Boys et Sunny Tripower (avec le réglage OffGrid) P AC [%] F AC -Delta- (4,5Hz) F AC -Start Delta (1Hz) 100 F AC -Limit Delta (2Hz) 50 F AC -Delta+ (4,5Hz) -4-3 -2-1 f0 +1 +2 +3 +4 F AC [Hz] 31

Composants 32

Composants & Fonctions AC 2 AC1 Réseau public Batterie Installation PV Petit éolien Petit hydraulique Générateur Gaz/Diesel Onduleur Batterie Bidirectionnel Consommation Onduleur PV Windy Boy Hydro Boy Charge 33

Onduleurs PV en système Off-Grid > Tous les onduleurs SMA peuvent être utilisés en off-grid * > Sunny Boys avec transformateur > Sunny Boys sans transformateur > Sunny Mini Central > Sunny Tripower TL-10 > Sunny Tripower TL-20 * réglage OffGrid obligatoire 34

BatFuse > Boitier fusible externe, le BatFuse protège les câbles de batterie et permet l ouverture du circuit DC (hors charge uniquement) Sunny Island Sunny Island Charger BatFuse-B.03 Contacteur de délestage Coffret protection SIC 40 ex. disjoncteur 63 A Batterie 35

BatFuse > Boitier fusible multipolaire à monter près de la batterie > Fusibles NH (basse tension, forte puissance) > Fusible fournis (+ fusible de rechange) > Toujours nécessaire > BatFuse-B.01 > Pour un Sunny Island (monophasé) > BatFuse-B.03 > Pour trois Sunny Island (triphasé, parallèle) 36

Relais Multi-Fonction > Plusieurs fonctions de contrôle interne et externe > Deux relais intégrés dans le Sunny Island (contacts libres de potentiel) > Configuration : menu #241 > 241.01 Rly1Op > 241.02 Rly2Op > Fonctions/contacteur/affichage de défaut > Fonctions: délestage et démarrage du générateur par défaut NC NO C 37

Relais Multi-Fonction 38

Gestion des charges : délestage > Le contact du relais interne commande un contacteur de puissance externe (contacteur de délestage) > Fonction de sécurité pour éviter une décharge profonde de la batterie AC power contactor Low energy generation High energy demand High energy demand Fully discharged Batterie DC power contactor 39

Seuils ajustables de charge batterie SOC SOC2 seuil pour délestage Réglage 50% (par exemple) Délestage SOC 100% 70% 50% 40% Défaut Générateur! 40

Gestion des charges : délestage > Exemple : Le délestage peut ne pas être actif la nuit (de 18h à 6.h) si possible; dans ce cas la batterie pourra être déchargée jusqu à SOC= 30% avant d activer le délestage. 41

Contacteurs de délestage > Pour différentes puissances > 45A et 100A > 48 V DC > Contacteur 3 Phases > Toutes les charges peuvent être raccordées au contacteur pour éviter une décharge de la batterie > Un délestage sélectif peut être réalisé pour un groupe de charge (circuit prioritaire, circuit secondaire) 42

Gestion du générateur > Le Sunny Island permet l intégration de sources externes > L intégration d un groupe électrogène ou du réseau public se fait via le bornier AC-2 > Monophasé ou triphasé > En fonction de la charge batterie, le générateur peut être démarré ou arrêté > Caractéristiques importantes pour un fonctionnement avec Sunny Island: > Fourniture réseau ou fonctionnement parallèle > Démarrage manuel ou à distance > Démarrage avec un ou deux contacts 43

Seuils ajustables de charge batterie SOC SOC1 Seuil pour démarrage générateur Réglage à 70% (exemple) Démarrage générateur demandé SOC 100% 70% 50% 40% 44

Démarrage manuel du générateur > Dans ce cas, le Sunny Island ne peut pas démarrer le générateur directement. > La demande de démarrage et faite par un voyant lumineux. Le générateur est démarré manuellement. > En surveillant l entrée générateur AC-2, le Sunny Island détermine si la tension et la fréquence se trouvent dans les limites admises, puis se synchronise et se connecte. Sunny Island Réseau isolé Générateur sans démarrage automatique Générateur 45

Démarrage automatique du générateur > Dans ce cas, le Sunny Island peut démarrer le générateur directement. Il demande le démarrage du générateur par le signal GnReq. > Si la tension et la fréquence se trouvent dans les limites admises, l appareil se synchronise et se connecte. Sunny Island GnReq signal Réseau isolé Générateur avec démarrage automatique 46

Démarrage automatique du générateur > Exemple: Le générateur peut ne pas être actif la nuit.. > De 6h à 18h, le générateur démarre lorsque le SOC atteint 40%. > De 18h à 6h la batterie pourra être déchargée jusqu à SOC= 30% avant d activer le générateur. 47

Sunny Island Charger SIC50» Meilleur rendement énergétique grâce au MPP-Tracker intégré» Optimisé pour les systèmes Sunny Island 48

eta in % Couplage DC avec SIC > Pour systèmes off-grid en 12/24/48 V (630/1250/2400W) > Raccordement en parallèle jusqu à 4 appareils > Gestion de charge pour batterie OPzS and OPzV > Bus de communication SMA > Rendement > 98% 50 Batterie Installation PV 100 95 90 85 80 75 70 65 60 55 0 200 400 600 800 1000 1200 1400 1600 1800 2000 2200 2400 PPV in W C-Muster@70V C-Muster@85V C-Muster@100V Sunny Island Sunny Boy Générateur Sunny Island Charger Charge 49

Données techniques SI Charger 50

Shunt de mesure de courant > Shunt pour mesure de courant batterie coté DC. > En cas d utilisation de générateurs DC et/ou charges DC, le Sunny Island ne peut pas mesurer correctement ces puissances et le SOC batterie ne peut pas être déterminé de façon précise. > Calibres 200 et 600 A. > Le shunt doit être installé sur le pole négatif de la batterie. > Compatible avec Sunny Island 6.0H, 8.0H Sunny Island DC - BatCur + BatCur - Batterie DC - 51

Multicluster Box > Les Multicluster Box permettent des installations Off-grid simples de 30 à 300 kw > De deux à douze clusters triphasés constitués de trois SI 6.0H ou 8.0H peuvent être connectés en parallèle > Les Multicluster Box sont spécialement conçus comme des centres de distribution AC pour le raccordement de générateurs et de charges à alimenter. 52

Catalogue produits 6 12 36 SI 4548-US SI 6.0H SI 6048-US SI 8.0H MC-Box-6 MC-Box-12 (U) MC-Box-36 8,4 (1 Min) 6,8 (5 Min) 8,4 (1 Min) 9,1 (5 Min) 55 110 328 kw 1Min. AC-Output at 25 ºC 5,3 6,0 7,0 8,0 48 96 288 kw 30Min.AC-Output at 25 ºC 4,5 4,6 6,0 6,0 36 72 216 kw Nominal AC-Output at 25 ºC 53

Multicluster Box 54

Données techniques MC-Box 55

Données techniques MC-Box 56

Vue intérieure du Multicluster Box 6 > Un bus de communication permet la synchronisation entre les Sunny Island et le Multicluster Box 57

Multiclusterbox 58

Système Sunny Island Monophasé parallèle Comments: Live wire Neutral wire Earth wire (PE) Negative DC wire Positive DC wire Communication wire Solar modules optional Further options: Instead of using a generator the public grid (TN type only) can be connected to the system The Sunny Island can control different operations automatically depending on SOC, power, time,... Sunny Island Sunny Boy, Sunny Mini Central Load shedding contactor e.g. Automatic generator start, load shedding Master Slave 1 Slave 2 optional optional Sunny Remote Control RCD Sunny WebBox Loads optional Synchronous Generator Equipotential bar with foundation earth Solar modules Battery fuse Sunny Island Charger 50 Battery optional 59

Système Sunny Island Triphasé Comments: Live wire Neutral wire Earth wire (PE) Negative DC wire Positive DC wire Communication wire Further options: Instead of using a generator the public grid (TN type only) can be connected to the system. The Sunny Island can control different operations automatically depending on SOC, power, time e.g. Automatic generator start, load shedding Sunny Island Solar modules Sunny Boy, Sunny Mini Central, Sunny Tripower Load shedding contactor Sunny Remote Control Master Slave 1 Slave 2 optional RCD Sunny WebBox Loads Synchronous generator optional Equipotential bar with foundation earth Solar modules Battery Battery fuse Sunny Island Charger 50 optional 60

Alimentation d un village (>100 kw) Comments: Live wire Neutral wire Earth wire (PE) Negative DC wire Positive DC wire Communication wire Solar modules Sunny Boy, Sunny Mini Central, Sunny Tripower Further options: Instead of using a generator the public grid (TN type only) can be connected to the system External Communication The Sunny Island can control different operations automatically depending on SOC, power, time,... e.g. Automatic generator start, load shedding PV Unterverteilung / PV Subdistribution Box RCD AC - Service Panel Multicluster Box 6, 12 or 36 Synchronous Generator (optional) Generator contactor Loadshedding RCD Loads Sunny Island (not for MC-Box 6) USBCOM NETCOM SMACOM REPORT MEMORY Sunny WebBox from Cluster x SYSTEM to Cluster 3 External Communication POWER Sunny Remote Control Loads Sunny Webbox optional Battery fuse Solar modules Battery fuse Battery fuse Battery fuse Solar modules Solar modules Solar modules Equipotential bar with foundation earth Sunny Island Charger 50 optional Battery Battery Battery Cluster 1 optional optional Cluster 2 Cluster y optional Battery Cluster z 61

Technologie de Batterie 62

Batterie en Système Off-Grid > Le rôle de la batterie est d assurer l équilibre entre la fourniture et la demande d énergie > Tout système Sunny Island a besoin d une batterie > C est l un des composants les plus importants du système Off-Grid Batterie Sunny Island 63

Type de Batterie VRLA / OPzV Valve Regulated Lead Acid : Batterie fermée Plomb-acide avec électrolyte gélifiée ou sur mat de verre (e.g., OPzV) FLA / OPzS Flooded Lead Acid : Batterie fermée Plomb-acide avec électrolyte liquide (e.g., OPzS). Lithium - Ion Lithium-Ion : Différentes technologies de batterie Li-Ion comme Lithium Iron Phosphate (LFP) Lithium Manganese Oxide (LMO) Lithium Nickel Manganese Cobalt Oxide (NMC) Lithium Titanate Oxide(LTO) 64

Batterie en Système Off-Grid > La surcharge ou la décharge profonde de la batterie réduisent sa durée de vie > Le gestionnaire de batterie SMA peut empêcher les dommages batterie > Le gestionnaire de batterie SMA peut augmenter la durée de vie de la batterie Dommage Batterie : Situation : Mesures à prendre : Corrosion Irréversible Eviter surcharge Sulfatation Irréversible Eviter décharge profonde Stratification Réversible Charge d équilibrage et/ou circulation mécanique Divergence Tension de cellules (V) Réversible Charge sélective et répartie Dépôt, colmatage Irréversible Eviter surcharge, Eviter décharge profonde Dessiccation Irréversible Eviter surcharge 65

Durée de vie batterie 66

Available capacity in Ah Temps de décharge Batterie 10 OPzS 1250 1600 1400 1200 1000 800 600 400 200 0 5 10 15 20 25 30 35 40 45 50 55 60 65 70 75 80 85 90 95 100 Discharge time in h 67

Capacité de la batterie > La capacité nominale est toujours donnée pour un temps de décharge noté C n (n = nombre d heures) Type C 100 /1.85 V Ah C 50 /1.85 V Ah C 24 /1.83 V Ah C 10 /1.80 V Ah C 5 /1.77 V Ah Max. weight kg Length L mm Width B mm Height H mm 4 OPzV solar.power 250 250.0 225.0 225.6 207.0 188.5 20.0 105 208 420 A 5 OPzV solar.power 310 310.0 285.0 278.4 259.0 235.5 24.0 126 208 420 A 6 OPzV solar.power 370 370.0 340.0 336.0 310.0 283.0 28.0 147 208 420 A 5 OPzV solar.power 420 440.0 440.0 436.8 391.0 347.0 31.0 126 208 535 A 6 OPzV solar.power 520 560.0 530.0 525.6 469.0 416.0 37.0 147 208 535 A 7 OPzV solar.power 620 660.0 620.0 612.0 548.0 484.5 42.0 168 208 535 A 6 OPzV solar.power 750 810.0 745.0 739.2 682.0 595.0 50.0 147 208 710 A 8 OPzV solar.power 1000 1080.0 995.0 981.6 910.0 795.0 68.0 215 193 710 B 10 OPzV solar.power 1250 1350.0 1245.0 1228.8 1140.0 990.0 82.0 215 235 710 B 12 OPzV solar.power 1500 1570.0 1490.0 1476.0 1370.0 1190.0 97.0 215 277 710 B 12 OPzV solar.power 1700 1720.0 1675.0 1658.4 1520.0 1275.0 120.0 215 277 840 B 16 OPzV solar.power 2300 2320.0 2235.0 2210.4 2030.0 1695.0 165.0 215 400 815 C 20 OPzV solar.power 2900 2930.0 2795.0 2760.0 2540.0 2125.0 200.0 215 490 815 D 24 OPzV solar.power 3500 3540.0 3350.0 3312.0 3050.0 2545.0 240.0 215 580 815 D C 100, C 50, C 24, C 10, nd C 5 = capacity at 100, 50, 24, 10 and 5 hours of discharge time Fig. 68

Capacité batterie dans le système Sunny Island > La capacité batterie doit être indiquée au Sunny Island comme la capacité nominale pour un taux de décharge de 10h : C10 (paramètre #221.02) > Si cette capacité n est pas spécifiée par le fabricant, il est possible de l estimer à l aide du tableau suivant, en se basant sur les données pour d autres taux de décharges : C10 C10 C10 C10 C10 C10 C1/0.61 C5/0.88 C10 C20/1.09 C100/1.25 C120/1.28 69

Termes batterie utilisés SOC State of Charge : Etat de la charge Le SOC fait référence a la capacité de batterie disponible actuelle par rapport à la capacité maxi DOD Depth of Discharge : Profondeur de décharge Le DOD est une autre façon d afficher la capacité disponible SOH State of Health : Etat de santé Le SOH fait référence a la capacité de batterie disponible maxi par rapport à la capacité nominale C n Nombre de cycle Un cycle batterie est un cycle complet de charge/décharge de la batterie 70

Termes batterie utilisés : Cn > La capacité nominale spécifié par le constructeur est réellement disponible seulement lorsque la batterie est neuve. > (e.g., capacité nominale 1000 Ah a C 10 et 20 ºC) 2 V 2 V 1000 Ah 1000 Ah 71

Termes batterie utilisés : SOH > Avec le temps, la capacité disponible peut de manière temporaire ou définitive diminuée d une valeur significative Cell condition: "New" Cell condition: "Used" 100% Nominal capacity 90% current, max. Capacity 0% 0% Current max. capacity SOH Nominal capacity ( used) ( new) 72

Termes batterie utilisés : SOH and SOC > Le Sunny Island utilise une procédure adaptée pour déterminer l état réelle de la batterie. > Temps nécessaire : 4 à 8 semaines environ Cell condition: "New" Cell condition: "Used" 100% 100% SOC SOC 0% 0% 73

Termes batterie utilisés : DOD and SOC Cell condition: "New" Cell condition: "Used" 100% DOD 100% DOD SOC SOC SOC SOC 0% 0% 100% x.capacity ) ( currentma DOD SOC 74

Termes batterie utilisés : Maximum Depth of Discharge Cell condition: "New" Cell condition: "Used" 100% DOD DOD SOC SOC SOC 0% 100% 100% DOD DOD SOC SOC SOC 0% 100% ( currentma x.capacity ) DOD Max SOC Min 75

Durée de vie en cycles 76

Température de la batterie > La température de la batterie est prise en compte dans le calcul de la tension de charge > La capacité disponible pour le Sunny Island est automatiquement ajustée en fonction de la température Capteur de température Batterie 77

Tension de charge par cellule Tension de charge Tension de charge fonction de température ambiante Température ambiante 78

Détermination du SOC > Le Sunny Island réalise un calcul très précis du SOC ("120.01 BatSoc" display value) basé sur trois différentes méthodes : > 1. Equilibrage des Ampères-heures > 2. Calibration par mesure de tension batterie (la nuit) > 3. Calcul des pertes internes et des pertes du au dégazage > Les deux premières méthodes s auto-adaptent en fonction de la batterie au fil du temps (4 à 8 semaines environ) Ah Ah 79

Procédé de charge 80

Procédé de charge 81

Mode Préservation Batterie > Ce mode est prévu pour empêcher, autant que possible, les décharges profondes de la batterie quand l énergie disponible est faible, et donc d éviter un défaut du système et un endommagement de la batterie. > Le premier niveau passe l onduleur en mode standby lorsqu'il n y a pas de demande urgente (ex. la nuit). Par exemple : SOC < 20% Level 1: "223.05 BatPro1Soc" parameter For example: SOC limit < 20% Standby Operation Standby 4W 4W 0h 6h 12h 18h 24h BatPro1TmStp BatPro1TmStp 82

Mode Préservation Batterie > Le deuxième niveau redémarre l onduleur toutes les deux heures dans une fenêtre de temps où l énergie est attendue afin de de recharger la batterie. > Pour un installation PV, la période d ensoleillement. Level 2: "223.03 BatPro2TmStr" parameter. For example: 8 a.m. Energy supply Standby Regular starts Standby 4W 4W 0h 6h 12h 18h 24h BatPro2TmStp BatPro2TmStr Charging the Batterie 83

Mode Préservation Batterie > Le troisième niveau protège la batterie en arrêtant complètement l onduleur Level 3: "223.07 BatPro3Soc" parameter. Par exemple: SOC < 10% Automatic shutdown 0 W 0h 6h 12h 18h 24h 84

Exemples de batterie - 24 x 2V (cellules 2 V) 85

Exemples de batterie raccordement parallèle 86

Parc Batteries : mauvais 87

Parc Batteries : bon 88

Installation 89

Connexions DC système monophasé avec 1 Sunny Island Sunny Island Fusible Batterie > Taille de câble recommandée 70mm² > Cosse M8 > Même longueur pour les deux câbles > Couple de serrage 5-6 NM Bat + Bat - Batterie 48 V + - 90

Connexions DC système monophasé avec 3 Sunny Island parallèle Master Slave 1 Slave 2 Bat + Bat - Fusible Batterie Batterie 48 V + - > Taille de câble recommandée 70mm² Sunny Island > Taille de câble recommandée 185mm² BatFsue-B.03 > Cosse M8 > Même longueur pour les deux câbles > Couple de serrage 5-6 NM 91

Connexions DC système triphasé / Multi Cluster system Master (L1) Slave 1 (L2) Slave 2 (L3) > Taille de câble recommandée 70mm² Fusible Batterie Sunny Island > Taille de câble recommandée 185mm² BatFsue-B.03 > Cosse M8 > Même longueur pour les deux câbles Bat + Bat - Batterie 48 V + - > Couple de serrage 5-6 NM 92

Connexions AC système monophasé avec 1 Sunny Island Connexion obligatoire Charges Générateur Equipotentiel 93

Connexions AC système monophasé avec 3 Sunny Island parallèle Master Slave 1 Slave 2 Connexion obligatoire Equipotentiel Générateur Charges 94

Connexions AC système triphasé Master (L1) Slave 1 (L2) Slave 2 (L3) Connexion obligatoire Equipotentiel Générateur Charges 95

Système Multi Cluster MC-Box-6.3 MC-Box-12.3 Dimension 760*760*210 1000*1400*300 (W*H*D in mm) Weight (in kg) 60 kg 140 kg Diameter Bolt clamps 6mm 10mm Max torque bolt clamps 3-6 Nm 10-20 Nm Fuse for Gen / Charges 80A 160A Max cable dimension 35qmm 120qmm 96

Connexions AC Multi Cluster - Main Cluster MC-BOX-6 From main cluster 97

Connexions AC Multi Cluster - Main Cluster MC-BOX-12 Main Cluster Master (L1) Slave 1 (L2) Slave 2 (L3) 98

Connexions AC Multi Cluster - Extension Cluster MC-BOX-6 From Extension cluster 99

Connexions AC Multi Cluster - Extension Cluster MC-BOX-12 Extension Cluster 1 100

Connexions AC Multi Cluster - Générateur MC-BOX-12 From Generator 101

Connexions AC Multi Cluster - Charges MC-BOX-12 Connection necessary To Charges 102

Connexions AC Multi Cluster Mise à la terre MC-BOX-12 MC-BOX-6 To Equipotential-bar To Equipotential-bar 103

Connexions AC Multi Cluster - Sunny Boy/Sunny Mini Central Sunny Boy (L1) Sunny Boy (L2) Sunny Boy (L3) From other Sunny Boys From other Sunny Boys Distribution 104

Communication interne - système monophasé avec 3 Sunny Island Master Slave 1 Slave 2 Resistor Bus communication CAN > Transfert d information > Synchronisation > Mesures > Mise à jour Software 105

Communication interne - système monophasé / Multi Cluster Master (L1) Slave 1 (L2) Slave 2 (L3) Resistor Bus communication CAN > Transfert d information > Synchronisation > Mesures > Mise à jour Software 106

Communication interne - Multi Cluster Box 107

108 108

Communication interne - Multi Cluster box - Main Cluster L3 L2 L1 Master (L1) to Extension Cluster Slave 1 (L2) Slave 2 (L3) MC-BOX-12 Sync VtgCur SysCAN Main Cluster Resistor 109

Communication interne - Multi Cluster box - Extension Cluster Either resistor or to Extension Cluster 2 to Main Cluster Master (L1) Slave 1 (L2) Slave 2 (L3) MC-BOX-12 Sync SysCAN Extension Cluster Resistor 110

Communication dans le système Sunny Island 111

Carte SD > La carte SD contient le firmware, les paramètres, et les mesures > Les données de fonctionnement de la batterie, de l onduleur, des sources et des charges sont stockés de manière cyclique > Les évènement et erreurs sont stockés à leur apparition > Les données stockées peuvent être restituées sous forme de tableau pour utilisation MMC/SD card Sunny Island 5048 Attention, lors de la manipulation de la carte, l utilisateur doit se décharger à la terre (protection ESD) Sunny Remote Control 112

Carte SD > Grâce aux données de la carte SD envoyées par mail ou courrier, le service en ligne SMA peut rapidement vous aider en cas de dysfonctionnement. > La mise à jour du firmware se fait simplement à l insertion de la carte. Data/information MMC/SD card Analyses/solutions Sunny Remote Control MMC/SD card 113

Communication Erläuterung / Discription: AC-Netz / AC Grid DC-Netz / DC Grid Kommunikationsleitungen / Communication Messleitungen / Measurement wires Steuerleitung / Control wire *) Lastschütz/ Loadshedding contactor Sunny WebBox PV Sunny Boy PV Sunny Boy PV Sunny Boy N PE PE N L1 L2 L3 PE N PE N PE N PE N Dieselgenerator N PE N PE N PE Master Slave1 Slave2 Verbraucher / Loads AC1 AC1 AC1 AC2 ComSMA In Com Sync In AC2 ComSMA In Com Sync In AC2 ComSMA In Com Sync In Com DigIn SMA In Display Com Relay1/2 SMA In Display Com Relay1/2 SMA In Display Relay1/2 Bat Tmp DigIn AC2 BatCur DC Relay1/2 Bat VtgOut DigIn Com Sync Out Bat Tmp AC2 BatCur DC Relay1/2 Bat VtgOut DigIn Com Sync Out Bat Tmp AC2 BatCur DC Relay1/2 Bat VtgOut *) SRC-1 Batterie Temperatursensor / Battery temperature sensor BATFUSE-B.03 + I Batterie / Battery SI2224_181209 www.sma.de Sonnenallee 1 34266 Niestetal Germany Tel. +49 561 9522 0 Fax +49 561 9522 100 114

Dimensionnement 115

1. Questionnaire 116

Données projet > Production spécifique pour estimation du projet > E PV en kwh/a/kwp 117

Demande en énergie > E a : consommation moyenne annuelle kwh/a 118

Profil de charge > P max sur 30 min 119

Données électriques Batterie Gas generator PV Wind CHP 120

Quel Sunny Island? 6 12 36 SI 6.0H SI 8.0H MC-Box-6 MC-Box-12 MC-Box-36 6,8 (5 Min) 9,1 (5 Min) 55 110 328 kw 1Min. AC-Output at 25 ºC 6,0 8,0 48 96 288 kw 30Min.AC-Output at 25 ºC 4,6 6,0 36 72 216 kw Nominal AC-Output at 25 ºC 121

2.1 Nombre de Sunny Islands N SI P P max SI P SI P max N SI P max Nombre de Sunny Islands Puissance maximum AC pour moins de 30 minutes et à 25 ºC [kw] P SI Puissance maximum AC du Sunny Island pour moins de 30 minutes et à 25 ºC [kw] 122

3. Quelle capacité batterie (C 10 )? C 10 C 10 ( E a η /365) N d U Batt P Batt d [Ah] η Batt = 80 90% E a C 10 Capacité Batterie (décharge sur 10h) E a Consommation moyenne annuelle [kwh/a] η Batt Rendement stockage Batterie P d Profondeur de décharge maximum U Batt Tension Batterie [48V] N d Nombre de jour d autonomie [d] 123

Valeurs recommandées N d Temps N d (jour) Type de Batterie ex. coût Batterie Backup (bon réseau) 0.5 OPzV ~ 260 /kwh Backup (réseau faible) 1.0 OPzV ~ 280 /kwh Système avec PV 4.0 OPzS ~ 200 /kwh Système avec PV + diesel 2.0 OPzS ~ 200 /kwh Système avec petit hydraulique 0.5 OPzS ~ 200 /kwh 124

Valeurs recommandées P d 125

Capacité batterie dans le système Sunny Island >La capacité batterie doit être indiquée au Sunny Island comme la capacité nominale pour un taux de décharge de 10h : C10 (paramètre #221.02) Type C 100 /1.85 V Ah C 50 /1.85 V Ah C 24 /1.83 V Ah C 10 /1.80 V Ah C 5 /1.77 V Ah Max. weight kg Length L mm Width B mm Height H mm 4 OPzV solar.power 250 250.0 225.0 225.6 207.0 188.5 20.0 105 208 420 A 5 OPzV solar.power 310 310.0 285.0 278.4 259.0 235.5 24.0 126 208 420 A 6 OPzV solar.power 370 370.0 340.0 336.0 310.0 283.0 28.0 147 208 420 A 5 OPzV solar.power 420 440.0 440.0 436.8 391.0 347.0 31.0 126 208 535 A 6 OPzV solar.power 520 560.0 530.0 525.6 469.0 416.0 37.0 147 208 535 A 7 OPzV solar.power 620 660.0 620.0 612.0 548.0 484.5 42.0 168 208 535 A 6 OPzV solar.power 750 810.0 745.0 739.2 682.0 595.0 50.0 147 208 710 A 8 OPzV solar.power 1000 1080.0 995.0 981.6 910.0 795.0 68.0 215 193 710 B 10 OPzV solar.power 1250 1350.0 1245.0 1228.8 1140.0 990.0 82.0 215 235 710 B 12 OPzV solar.power 1500 1570.0 1490.0 1476.0 1370.0 1190.0 97.0 215 277 710 B 12 OPzV solar.power 1700 1720.0 1675.0 1658.4 1520.0 1275.0 120.0 215 277 840 B 16 OPzV solar.power 2300 2320.0 2235.0 2210.4 2030.0 1695.0 165.0 215 400 815 C 20 OPzV solar.power 2900 2930.0 2795.0 2760.0 2540.0 2125.0 200.0 215 490 815 D 24 OPzV solar.power 3500 3540.0 3350.0 3312.0 3050.0 2545.0 240.0 215 580 815 D C 100, C 50, C 24, C 10, and C 5 = capacity for 100, 50, 24, 10 and 5 hour discharge Fig. 126

4. Quelle puissance PV? P PV P PV Ea x SF E x η PV System [kwp] η System 70% E a P PV Puissance crête Installation PV [kwp] E a Consommation moyenne annuelle [kwh/a] SF Fraction solaire η System Rendement du système E PV Production spécifique PV[kWh/a/kWp] 127

Production spécifique E PV 680 800 930 1100 1200 1400 1450 1700 1700 2000 kwh/ kwp kwh/m² x anno Source: DGS 128

Irradiation en kwh/kwp/a Production spécifique (E PV ) kwh/a/kwp Fraction solaire (SF) Allemagne 800 900 50 70% Europe du Sud 1300 1450 60 90% Afrique 1450 1700 60 100% Arabie Saoudite 1800 2000 70 100% 129

Irradiation en kwh/m 2 /d http://eosweb.larc.nasa.gov/sse/retscreen/ Month Air temperature Relative humidity Daily solar radiation - horizontal Atmospheric pressure Wind speed Earth temperature Heating degree-days Cooling degree-days C % kwh/m 2 /d kpa m/s C C-d C-d January 22.1 59.3% 5.57 88.2 3.3 22.7 0 375 February 22.8 57.2% 5.79 88.2 3.5 23.6 0 361 March 22.0 70.3% 5.53 88.2 3.5 22.9 0 376 April 21.1 79.1% 5.20 88.2 3.4 21.7 0 337 May 21.0 74.9% 5.00 88.4 3.3 21.2 0 343 June 21.5 62.7% 4.89 88.5 3.5 21.9 0 342 July 21.9 55.1% 4.91 88.5 3.3 22.7 0 362 August 22.1 59.6% 4.99 88.5 3.3 23.1 0 369 September 21.4 70.9% 5.15 88.4 3.3 22.2 0 342 October 20.6 79.9% 4.80 88.3 3.3 21.3 0 333 November 20.5 79.1% 4.78 88.3 3.1 20.9 0 319 December 21.0 70.1% 5.18 88.3 3.0 21.2 0 345 Annual 21.5 68.2% 5.15 88.3 3.3 22.1 0 4204 Très basse irradiation = pire cas! 130

5. Quel onduleur? Sunny Boy Sunny Boy Sunny Boy TL-20 Sunny Mini Central 1,2 3,8 5,0 11,0 kw 131

5. 1 Sunny Design > Localisation du projet partout dans le monde > Données météo précises > Base de données modules > Conception des systèmes PV simplifié 132

5. 2 Critères de sélection pour onduleur PV P 2 SB P SI P SI P SB P SI P SB Puissance nominale Sunny Island [W] Puissance nominale Sunny Boy [W] 133

6. Quel générateur? 0.8 P SI < P Gen < 1.2 P SI P Gen P SI P SI P Gen Puissance nominale Sunny Island [W] Puissance nominale générateur [W] 134

Sunny Island dans le système Smart Home

Système SMA Flexible Storage Sunny Boy inverter Home Manager Sunny Island Controllable Appliance Washing machine Controllable Appliance Heat pump Controllable Appliance e.g. tumble dryer Controllable Appliance Heater (water boiler) 136

Système SMA Flexible Storage > Flexibilité maximum en terme de performance de stockage, de type de batterie, et de capacité de batterie > Eléments clés : > Onduleur Sunny Island > Sunny Home Manager > Onduleur SMA PV > Nombre de batteries > SMA Energy Meter La solution Flexible Storage pour une indépendance maximum 137

Système SMA Flexible Storage > Flexible Capacité et type de batterie Taille d installation et onduleurs PV Nouvelle installation ou modification > Efficace Self-consumption is maximized through adjustment in line with the three-phase aggregate power Rendement élevé des équipements Augmentation de l autoconsommation grâce à une limitation de puissance au point d injection 138

Sunny Island avec système PV monophasé 139

Sunny Island avec système PV monophasé > Production PV 4 kw > Consommation totale sur 3 phases 0 kw > Charge batterie 4 kw > Injection réseau 0 kw 140

Sunny Island avec système PV monophasé > Production PV 4 kw > Consommation totale sur 3 phases 0 kw > Batterie chargée 0 kw > Injection réseau 4 kw 141

Sunny Island avec système PV monophasé > Production PV 4 kw > Consommation totale sur phases L1 et L2 2 kw > Charge batterie 2 kw > Injection réseau 0 kw 142

Sunny Island avec système PV monophasé > Production PV 4 kw > Consommation totale sur 3 phases 6 kw > Décharge batterie 2 kw > Injection réseau 0 kw 143

Sunny Island avec système PV monophasé > Production PV 0 kw > Consommation totale sur 3 phases 4 kw > Décharge batterie 4 kw > Injection réseau 0 kw 144

Sunny Island avec système PV triphasé 145

Sunny Island avec système PV triphasé > Production PV 6 kw > Consommation totale sur 3 phases 9 kw > Décharge batterie 3 kw > Injection réseau 0 kw 146

Sunny Island avec système PV triphasé > Production PV 6 kw > Consommation totale sur 3 phases 4 kw > Charge batterie 2 kw > Injection réseau 0 kw 147

Fonction Backup > Le système PV reste utilisable en cas de panne réseau > SMA a 10 ans d expérience avec les systèmes backup > Système sûr, certifié par Industrial Trade Association > Utilisable avec tout type de réseau > Coût additionnel minime pour une installation en autoconsommation, nouvelle ou existante > Très courte interruption au moment de la panne (5 sec env.) 148

Fonction Backup + = 2 choix possibles : > Grâce à la documentation complète (liste de composants, schéma de câblage), l installateur peut créer son propre coffret de distribution Backup 149

Batterie Backup Function Fonction Backup > L onduleur PV est raccordé directement sur le réseau et fonctionne selon la norme VDE-AR-N 4105 > La VDE-AR-N 4105 a un fonctionnement proche du mode Offgrid > 3 fonctions sont réalisées par le coffret Backup > Découplage réseau selon VDE-AR-N 4105 > Couplage de phase > Mise à la terre P(f) function in VDE-AR-N 4105 150

Fonction Backup 151

Fonction Backup 152

Fonction Backup Conditions de fonctionnement > Avec un système backup monophasé, un Sunny Tripower ne peut pas fonctionner en Offgrid > Solution possible : remplacer STP8000TL par 2 x SB4000TL par exemple > Puissance max. onduleur PV raccordé sur un système backup > 9.2 kw max. par Sunny Island 6.0H > 12 kw max. par Sunny Island 8.0H 153

Fonction Backup 154

Système Backup triphasé Sunny Tripower Sunny Portal Sunny Home Manager Router SMA Speedwire SMA Energy Meter > Système Autoconsommation/Backup triphasé avec 3 x SI6.0H 3 x SI8.0H > Pas de monophasé parallèle Adapté aussi aux installations type «commercial» 155

Système Backup triphasé > Beaucoup d installations ont besoin de protection contre les coupures de réseau > Elevages > Immeubles de bureau > Magasins > Coupures de réseau signifient pertes financières > L augmentation du coût de l électricité justifie également dans ces cas le stockage d énergie > La batterie est utilisée pour deux fonctions > Autoconsommation > Backup 156

Ladezustand SOC [%] Fonction Hiver intelligente 100 Increased self-consumption (Usable Batterie capacity) 50 Reserve for Batterie backup Deep discharge protection 0 Winter Summer Winter 157

Fonction Hiver intelligente > Réduire l autoconsommation en hiver > La batterie conserve un SOC élevé pendant les mois d hiver > Durée de vie augmentée* > Un stockage disponible en cas de panne supérieur pour les longues nuits d hiver > Augmenter l autoconsommation en été > Meilleur taux d autoconsommation et d autosuffisance > Un stockage disponible en cas de panne suffisant pour les courtes nuits d été *Durée de vie réduite des batteries Pb acide si le SOC reste bas sur de grandes périodes 158

Fonction Hiver intelligente 159

Utilisation On-Grid et Off-Grid avec le même firmware > Dans la version précédente, il y avait 2 firmwares différents pour On-grid et Off-grid > Avec la version 3.0, l installateur a le choix de l utilisation pendant la configuration* > Désormais, le fonctions Autoconsommation et Backup utilisent le même firmware Logistique simplifiée pour économie de temps et d argent *For internal statistics, they still appear separately in the price list for the time being 160

Rendement en hausse 6% = 36 W Sunny Island > Rendement optimisé à 95.8% > Meilleur rendement Sunny Island + onduleur PV SMA comparé à la concurrence 600 Competitor > Exemple, sur une décharge de batterie de 600 W, le rendement du SI6.0H est supérieur de 6% (36 W de perte en moins) Data: discharging the Batterie at minimum Batterie voltage 161

Pays concernés > Germany disponible > Austria disponible > Denmark disponible > Belgium disponible > Australia disponible > Switzerland disponible > France disponible > United Kingdom - disponible > Italy Q4 2014 > Voir documentation. 162

Système SMA Flexible Storage > Un taux d autoconsommation augmenté de 30 à 65 %* > Utilisation du solaire 24 heures par jour possible > Une facture d électricité diminuée jusqu à 65 %* > Toute l énergie produite peut être utilisée, même dans le cas de limitation d injection imposée. > Exemple : limitation à 70% ou 60% de la puissance PV dans le Renewable Energy Sources Act (EEG) > Peut être utilisé pour améliorer tout système PV existant *All figures are based on annual PV generation and power consumption of 5,000 kwh, a usable Batterie capacity of 5 kwh, and use of the Sunny Home Manager. 163

Résumé > Un système de backup, certifié par the Industrial Trade Association > 3 x SI6.0H ou 3 x SI8.0H pour triphasé commercial > Un mode Hiver pour optimiser l utilisation de la batterie > Un seul et même firmware pour toute application > Un rendement amélioré 164

Sunny Island 3.0 et 4.4

Sunny Island 3.0 et 4.4 Name 30-min. power Meme design que SI6.0H/8.0H Continuous AC power Batterie voltage SI 3.0M-11 3000 W 2100 W 48 V SI 4.4M-11 4400 W 3300 W 48 V Applications: off-grid + autoconsommation + fonction backup M pour Medium (medium power/medium functionality) L utilisation de batteries Lithium-ion exige un changement de tension de 24 volts à 48 volts DC 166

Similitudes / SI6.0H/8.0H Même coffret / même design Mêmes raccordements Mêmes accessoires Mêmes applications (off-grid systems, self-consumption, Batterie backup) 167

Différences / SI6.0H/8.0H Poids : 44 kg Pas de barre de transport (ailettes de refroidissement différentes) Appareils pour MOW, pas pour U.S. (no UL certification) Installations : possibilités ci-dessous : Single-phase Single-phase parallel Three-phase Multicluster With 1 device max. Not possible 3 identical devices max. Not possible 168

Accessoires Optional with the order SMA accessories Off-grid systems SMA self-consumption accessories External Batterie backup accessories Sunny Remote Control Load-shedding contactor Energy meter Sunny Island Charger Sunny Home Manager Automatic transfer switch ENWI-etec Speed Wire data module Sunny Web Box BatFuse LV/HRC fuse link for BatFuse B.01/B.03 For SI 3.0 = 63 A, for SI 4.4 = 100 A 169

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