SOLAIRE Électricité hors réseau dans les kits de maison TUFF
Vue d'ensemble et architecture
Maison à courant continu direct (conversion minimale en courant alternatif) : Le courant continu provenant des panneaux/batteries est distribué aux charges compatibles avec le courant continu (éclairage LED, appareils à courant continu, électronique via les alimentations à courant continu intégrées). Le rendement est très élevé pour ces charges ; il faut concevoir ou remplacer de nombreux appareils ménagers pour qu'ils soient compatibles avec le courant continu.
Micro-réseau à courant continu avec conversion locale en courant alternatif : PV → contrôleur de charge MPPT → bus de batterie CC (typiquement 48 V ou plus) → onduleur(s) requis uniquement là où le CA est nécessaire.
Le courant continu est le plus courant dans les systèmes hors réseau et hybrides ; il réduit le temps de fonctionnement de l'onduleur, améliorant ainsi l'efficacité et la fiabilité.
Maison à courant alternatif complet avec PV/onduleur : PV → onduleur → panneau de courant alternatif de la maison ; conventionnel, plus facile à intégrer avec les appareils et le réseau existants, mais entraîne des pertes de conversion.
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Composants clés d'une maison à courant continu
Réseau photovoltaïque avec régulateurs de charge MPPT dimensionnés en fonction de la charge de la maison et de l'emplacement.
Banc de batteries conçu pour la tension du bus CC (24 V, 48 V, 120 V CC ou plus). Les batteries au lithium sont recommandées pour leur densité énergétique et leur durée de vie.
Bus de distribution DC et panneau de disjoncteurs : Fils, connecteurs, fusibles, disjoncteurs et interrupteurs d'isolement homologués pour le courant continu. La protection des circuits à courant continu doit être conçue pour les arcs continus à courant continu.
Convertisseurs DC-DC pour fournir des tensions standard aux appareils (5 V, 12 V, 24 V, 48 V, 54 V, 120 V DC) selon les besoins.
Onduleur(s) uniquement si des appareils à courant alternatif ou des exportations/importations de réseau sont nécessaires.
Dispositifs de surveillance, de mise à la terre, de protection contre les surtensions et de sécurité conçus pour les systèmes à courant continu.
Appareils ou rénovations fonctionnant au courant continu : Éclairage LED à courant continu, pompes à chaleur à air avec compresseurs à courant continu, réfrigérateurs à courant continu, régulateurs CVC à courant continu, chargeurs de VE à courant continu (ou chargeur à courant alternatif avec onduleur).
Efficacité, coût et praticité
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Efficacité : Chaque conversion AC/DC ou DC/AC ajoute une perte. L'élimination des onduleurs et redresseurs inutiles améliore l'efficacité du système.
Coût et disponibilité : Les appareils ménagers compatibles avec le courant continu sont désormais disponibles sur le marché des véhicules récréatifs. Il convient d'évaluer les coûts de la batterie et de la distribution du courant continu par rapport aux économies réalisées grâce à la réduction du nombre d'heures de fonctionnement de l'onduleur.
Maintenance : Les systèmes à courant continu nécessitent des techniciens familiarisés avec la sécurité du courant continu et l'entretien des batteries.
SOLAR DC Résumé
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Il est techniquement possible et plus efficace de faire fonctionner une maison en grande partie avec du courant continu produit par le système photovoltaïque solaire pour les charges natives du courant continu, en choisissant des tensions continues appropriées, en utilisant des protections adaptées au courant continu et en utilisant des appareils conçus pour le courant continu.
Une alternative pratique pour ceux qui souhaitent une alimentation standard de 110V ou 240V est un bus de batterie DC avec une distribution DC sélective et un onduisant pour les charges AC restantes ;
Les maisons entièrement en béton armé sont plus performantes dans les nouvelles constructions où le choix des appareils et la sécurité sont planifiés dès le départ. C'est ce que proposent les maisons TUFF+.
En savoir plus sur SOLAR...
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Un SIP est un panneau de construction préfabriqué composé d'un noyau isolant pris en sandwich entre deux façades structurelles, utilisé pour les murs, les toits et les planchers, offrant un système de construction solide, économe en énergie et rentable qui ne nécessite pas de poteaux en bois.
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Construction :Les panneaux SIP sont fabriqués en usine, ce qui garantit le contrôle de la qualité et la précision, puis transportés sur le chantier pour y être assemblés.

Les parements structurels utilisés par TUFF+ sont normalement des panneaux de MgO (oxyde de magnésium), qui ont une longue histoire et sont expliqués ci-dessous.
L'isolation intérieure SIP peut être constituée d'une large gamme de mousses ou de matériaux isolants rigides :
- Le polyisocyanurate (polyiso) est une mousse isolante rigide à cellules fermées largement utilisée dans la construction de bâtiments commerciaux et résidentiels, connue pour sa grande efficacité thermique, sa résistance au feu et sa résistance à l'humidité.
- PU - Polyuréthane
- L'isolation en laine de roche, également appelée laine de pierre ou laine minérale, est un type d'isolation thermique fabriqué à partir de roches fondues et de scories recyclées, qui offre une excellente résistance au feu, une absorption acoustique et une grande durabilité.
- L'isolant XPS, ou polystyrène extrudé, est un matériau isolant rigide en mousse à cellules fermées.
- L'EPS ou polystyrène extrudé est très couramment utilisé comme isolant SIP.
Les panneaux SIP sont préfabriqués dans une usine de haute technologie.
et expédiés sur le site de construction, où ils peuvent être rapidement assemblés pour former une enveloppe de bâtiment étanche et économe en énergie.
Il existe aujourd'hui de nombreux types de SIP - TUFF+ se concentre sur les faces structurelles en MgO en raison de leur résistance et de leurs avantages.


Mesures pratiques de mise en œuvre (technique)
Vérifier les charges : dresser la liste des appareils, des puissances nominales, des cycles d'utilisation ; distinguer les charges compatibles avec le courant continu de celles qui ne le sont qu'avec le courant alternatif.
Choisissez une tension de bus CC qui minimise le courant tout en restant sûre et compatible avec l'équipement (48 V est un point de départ courant).
Dimensionner l'installation photovoltaïque et la capacité de la batterie en fonction des objectifs d'énergie et d'autonomie.
Concevoir la distribution du courant continu avec des disjoncteurs, un câblage et une protection contre les surtensions adaptés au courant continu.
Choisissez des appareils fonctionnant en courant continu lorsque cela est rentable ; n'utilisez des onduleurs à haut rendement que pour les charges en courant alternatif inévitables.
Installer selon le code local avec des professionnels agréés ; inclure un plan de surveillance et d'entretien.
Cas d'utilisation typiques
Maisons hors réseau : Le bus de batteries CC avec onduleur de secours est courant pour minimiser le temps de fonctionnement de l'onduleur et maximiser l'efficacité.
Maisons à consommation zéro ou raccordées au réseau : PV avec onduleur, batterie de secours et distribution sélective de courant continu pour les charges critiques (éclairage, communications, pompes).
Petites maisons, véhicules de loisirs, bateaux : ils fonctionnent souvent principalement en courant continu (12-48 V) parce que les charges sont plus petites et conçues pour le courant continu.
Sites télécoms/industriels éloignés : utiliser systématiquement des bus CC haute tension pour des raisons d'efficacité.
Compatibilité et adaptation des appareils
L'électronique et l'éclairage LED acceptent souvent le courant continu en interne ; de nombreux appareils tels que les téléphones et les ordinateurs utilisent déjà le courant continu en interne après la conversion AC-DC.
Les charges résistives (chauffe-eau électriques, fours) fonctionnent en courant continu mais nécessitent des commandes en courant continu.
Moteurs et compresseurs : la plupart des moteurs à courant alternatif ont besoin d'onduleurs ; les systèmes modernes de CVC et de réfrigération utilisent de plus en plus des moteurs à courant continu sans balais qui peuvent fonctionner efficacement en courant continu grâce à des variateurs appropriés.
La cuisine, les sèche-linge et la plupart des gros appareils sont désormais disponibles en courant continu - les exceptions sont plus difficiles à convertir ; il est souvent plus facile de les conserver en courant alternatif et d'utiliser un petit onduleur ou une approche hybride si nécessaire.
Sécurité du courant continu et implications
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Un SIP est un panneau de construction préfabriqué composé d'un noyau isolant pris en sandwich entre deux façades structurelles, utilisé pour les murs, les toits et les planchers, offrant un système de construction solide, économe en énergie et rentable qui ne nécessite pas de poteaux en bois.
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Construction :Les panneaux SIP sont fabriqués en usine, ce qui garantit le contrôle de la qualité et la précision, puis transportés sur le chantier pour y être assemblés.

Les parements structurels utilisés par TUFF+ sont normalement des panneaux de MgO (oxyde de magnésium), qui ont une longue histoire et sont expliqués ci-dessous.
L'isolation intérieure SIP peut être constituée d'une large gamme de mousses ou de matériaux isolants rigides :
- Le polyisocyanurate (polyiso) est une mousse isolante rigide à cellules fermées largement utilisée dans la construction de bâtiments commerciaux et résidentiels, connue pour sa grande efficacité thermique, sa résistance au feu et sa résistance à l'humidité.
- PU - Polyuréthane
- L'isolation en laine de roche, également appelée laine de pierre ou laine minérale, est un type d'isolation thermique fabriqué à partir de roches fondues et de scories recyclées, qui offre une excellente résistance au feu, une absorption acoustique et une grande durabilité.
- L'isolant XPS, ou polystyrène extrudé, est un matériau isolant rigide en mousse à cellules fermées.
- L'EPS ou polystyrène extrudé est très couramment utilisé comme isolant SIP.
Les panneaux SIP sont préfabriqués dans une usine de haute technologie.
et expédiés sur le site de construction, où ils peuvent être rapidement assemblés pour former une enveloppe de bâtiment étanche et économe en énergie.
Il existe aujourd'hui de nombreux types de SIP - TUFF+ se concentre sur les faces structurelles en MgO en raison de leur résistance et de leurs avantages.


Composants clés d'une maison à courant continu
Réseau photovoltaïque avec régulateurs de charge MPPT dimensionnés en fonction de la charge de la maison et de l'emplacement.
Banc de batteries conçu pour la tension du bus CC (24 V, 48 V, 120 V CC ou plus). Les batteries au lithium sont recommandées pour leur densité énergétique et leur durée de vie.
Bus de distribution DC et panneau de disjoncteurs : Fils, connecteurs, fusibles, disjoncteurs et interrupteurs d'isolement homologués pour le courant continu. La protection des circuits à courant continu doit être conçue pour les arcs continus à courant continu.
Convertisseurs DC-DC pour fournir des tensions standard aux appareils (5 V, 12 V, 24 V, 48 V, 54 V, 120 V DC) selon les besoins.
Onduleur(s) uniquement si des appareils à courant alternatif ou des exportations/importations de réseau sont nécessaires.
Dispositifs de surveillance, de mise à la terre, de protection contre les surtensions et de sécurité conçus pour les systèmes à courant continu.
Appareils ou rénovations fonctionnant au courant continu : Éclairage LED à courant continu, pompes à chaleur à air avec compresseurs à courant continu, réfrigérateurs à courant continu, régulateurs CVC à courant continu, chargeurs de VE à courant continu (ou chargeur à courant alternatif avec onduleur).
Sécurité des bâtiments et code
Le courant continu se comporte différemment du courant alternatif : les arcs sont plus difficiles à éteindre, la polarité doit être gérée avec soin et l'équipement doit être adapté au courant continu.
Codes électriques : Le NEC (États-Unis) et les codes nationaux/locaux réglementent l'installation, le stockage des batteries, l'interconnexion des onduleurs et la mise en œuvre des bus CC. Certaines juridictions exigent des électriciens agréés et des inspections.
L'isolation et les déconnexions d'urgence sont obligatoires. Les considérations relatives à la lutte contre l'incendie et à l'intervention des premiers secours doivent être prises en compte.
Choix et implications de la tension continue
Courant continu basse tension (12 V, 24 V) : facile pour les petites charges, courants élevés pour l'alimentation domestique - gros conducteurs en cuivre, pertes plus élevées ; meilleur pour l'éclairage, les petits appareils.
CC moyenne tension (48-60 V) : compromis commun - plus sûr (en dessous des seuils de risque très faible/élevé, variables selon les juridictions), courant plus faible, norme de batterie commune.
TUFF+ n'utilise pas de courant continu haute tension (120-400 V+) : réduction des courants et de la taille des conducteurs, ce qui nécessite une isolation et une sécurité plus strictes, ainsi que des équipements adaptés au courant continu ; le bus 120-380 VDC est utilisé dans les micro-réseaux avancés et dans les télécommunications/industries.
Efficacité, coût et praticité
Les frais de fonctionnement sont faibles et peuvent même être nuls !
Dans un climat tropical ou ensoleillé, l'électricité produite et stockée dans un bloc de batteries domestiques TUFF+ peut suffire à faire fonctionner les lumières, les appareils électroménagers et la climatisation toute la journée et toute la nuit.
TUFF+ convertit l'excès de chaleur en refroidissement et en fonctionnement de la maison.
NOTE Efficacité : Chaque conversion AC/DC ou DC/AC ajoute des pertes. L'élimination des onduleurs et redresseurs inutiles améliore l'efficacité du système. TUFF+ utilise l'alimentation électrique DC solaire directe sans conversion inefficace.
Coût et disponibilité : Les appareils ménagers compatibles avec le courant continu sont désormais disponibles sur le marché des véhicules récréatifs. Il convient d'évaluer les coûts de la batterie et de la distribution du courant continu par rapport aux économies réalisées grâce à la réduction du nombre d'heures de fonctionnement de l'onduleur.
Maintenance : Les systèmes à courant continu nécessitent des techniciens familiarisés avec la sécurité du courant continu et l'entretien des batteries.

