Cette revue de projet a été rédigée par les ingénieurs qui ont conçu et mis en service le système. Elle explique pourquoi ce système de stockage d'énergie par batterie a été construit tel quel : à quoi ressemblait le profil de charge du client, pourquoi l'alimentation existante n'était plus satisfaisante, comment le système de stockage d'énergie C&I a été dimensionné et ce qui a changé après sa mise en service.
Le client est une entreprise de fabrication de métaux située dans un parc industriel de la province de Binh Duong, au Vietnam. Elle produit des pièces de tôlerie de précision, des composants découpés au laser et des ensembles soudés pour des OEM de CVC et d'ascenseurs, principalement pour l'exportation. L'usine fonctionne en deux équipes de production du lundi au samedi, avec une équipe de nuit plus petite sur les lignes de soudage. La base d'équipements comprend des machines de poinçonnage et de découpe laser CNC, des presses plieuses, des cellules de soudage robotisées, une ligne de revêtement en poudre et un système d'air comprimé centralisé.
Nous avons d'abord rendu visite au client après qu'il ait reçu un devis de la compagnie d'électricité pour une mise à niveau du transformateur et qu'il ait souhaité un second avis ; l'audit qui a suivi est devenu la base du projet de stockage.
Nous avons commencé par enregistrer la charge réelle de l'usine. Un analyseur de puissance temporaire côté basse tension du transformateur principal a enregistré trois semaines de données, dont deux semaines de production complètes.
Pendant l'équipe du matin, la charge se situait entre 450 et 650 kW, a augmenté après le déjeuner et a atteint son maximum entre environ 13h30 et 16h30, lorsque les machines CNC, les presses plieuses, les compresseurs et le four de revêtement fonctionnaient ensemble. La moyenne la plus élevée sur 15 minutes enregistrée était d'environ 980 kW, contre une charge diurne moyenne d'environ 620 kW — un écart bien plus important que ce que l'équipe de production avait réalisé.
Ce profil a eu deux conséquences. Le tarif provincial comprend une charge de puissance basée sur la demande moyenne la plus élevée sur 15 minutes chaque mois, de sorte que le pic de l'après-midi a gonflé la partie fixe de la facture. Et le pic continuait de croître : une nouvelle ligne de découpe laser était déjà commandée.
L'usine est alimentée par un seul transformateur de 22/0,4 kV d'une puissance nominale de 1 250 kVA. À 980 kW et un facteur de puissance mesuré d'environ 0,92, il supportait environ 1 065 kVA — soit plus de 85 % de sa puissance nominale. Ce n'était pas une surcharge immédiate, mais il n'y avait aucune marge, et cela expliquait deux plaintes du responsable de la maintenance.
Premièrement, la tension : pendant le pic de l'après-midi, l'extrémité éloignée du jeu de barres de l'usine s'affaissait, et les contrôleurs CNC se déclenchaient occasionnellement en sous-tension pendant les mois les plus chauds. Deuxièmement, la capacité : la nouvelle ligne laser aurait poussé le transformateur près de sa limite en moins d'un an.
La compagnie d'électricité a proposé un nouveau transformateur de 2 000 kVA et une reconfiguration du sous-station — un délai de livraison long et un coût de capital important. Nous avons abordé le problème différemment : le transformateur n'était sollicité que deux à trois heures par jour et avait une marge suffisante le reste du temps. Cette asymétrie est exactement ce que le stockage corrige, donc au lieu de mettre à niveau le transformateur pour répondre à un pic de trois heures, nous avons proposé un système de stockage d'énergie (ESS) qui écrête le pic et laisse l'infrastructure existante en place.
Le périmètre convenu était un système de stockage d'énergie par batterie connecté au réseau avec trois fonctions : écrêtage des pics l'après-midi, décalage de charge en chargeant la nuit lorsque le tarif est plus bas, et secours pour une liste définie de charges critiques en cas de défauts du réseau. Le résultat a été un système AC de 500 kW avec 1 075 kWh de capacité nominale LiFePO4 dans cinq armoires extérieures. Le tableau résume les paramètres ; les sections ci-dessous expliquent pourquoi chaque valeur a été choisie.
| Paramètre | Valeur |
|---|---|
| Capacité du transformateur (existant) | 1 250 kVA, 22/0,4 kV |
| Charge diurne moyenne | ~620 kW |
| Charge de pointe enregistrée (moyenne sur 15 min) | ~980 kW |
| Puissance nominale de l'ESS | 500 kW AC (5 × 100 kW) |
| Capacité de la batterie | 1 075 kWh nominal, LiFePO4 |
| Plage de fonctionnement SOC | 10–90 %, avec réserve de secours configurable |
| Fenêtre de charge | 22:30–06:30, puissance limitée par le EMS |
| Fenêtre de décharge | 13:30–16:30, limite de demande 850 kW |
| Refroidissement | Refroidi par air, ventilateurs à commande par onduleur |
| Enceinte | Armoire extérieure, IP54, socle en béton |
| Communication | Modbus TCP vers PCS/BMS, LAN du site avec secours 4G |
| Connexion au réseau | Basse tension, derrière le compteur, pas d'exportation |
Le LiFePO4 a été sélectionné pour deux raisons spécifiques au site : il tolère bien l'environnement extérieur chaud (les températures ambiantes atteignent régulièrement 35–37 °C), et l'équipe électrique du client n'avait aucune expérience du lithium, donc la sécurité et le vieillissement prévisible étaient plus importants que les performances de pointe.
Le chiffre de 1 075 kWh n'a pas été pris dans un catalogue. Maintenir la limite de demande à 850 kW pendant un après-midi typique nécessite un déchargement moyen d'environ 130 kW sur deux à trois heures, donc la capacité nominale a été fixée bien au-dessus pour maintenir le cycle quotidien dans une profondeur de décharge confortable. La plage SOC est de 10–90 % : la limite supérieure ralentit le vieillissement par temps chaud, la limite inférieure protège contre la décharge profonde, et le EMS ajoute une réserve de secours configurable pendant les heures de travail, de sorte que l'écrêtage des pics ne vide jamais la batterie jusqu'au niveau minimum.
Cinq armoires de 100 kW / 215 kWh de notre gamme d'armoires ESS industrielles et commerciales ont remplacé ce qui aurait autrement été un conteneur, car le seul espace disponible près du complexe de transformateurs était long et étroit. La disposition modulaire offre également une voie d'expansion facile : si la nouvelle ligne laser fait monter le pic, une ou deux armoires peuvent être ajoutées sans toucher au reste du système.PCS et EMSChaque armoire possède son propre PCS bidirectionnel de 100 kW, soit 500 kW AC au total, gérant la synchronisation du réseau, le contrôle du courant et la détection d'îlotage. La conversion distribuée correspond aux blocs de batteries modulaires, permet d'isoler une unité pour la maintenance sans arrêter le système, et simplifie le câblage AC.
Système de refroidissement et de sécuritéLes armoires sont refroidies par air, délibérément. Les taux de fonctionnement restent à 0,5C ou moins, dans la capacité de refroidissement par air. Le refroidissement liquide aurait permis un contrôle plus précis de la température des cellules et un taux C continu plus élevé, mais il ajoute des boucles de liquide de refroidissement, des pompes et une charge de maintenance que la petite équipe du client supporterait pendant des années.Chaque armoire est IP54, montée à l'extérieur sur un socle en béton à environ 300 mm au-dessus du sol, à l'abri des éclaboussures de pluie et de la poussière de la route. Des filtres d'admission accessibles figurent sur la liste de maintenance mensuelle du client. La surveillance de la tension et de la température au niveau des cellules se fait via chaque BMS, avec des capteurs de fumée et de surchauffe capables de déclencher un arrêt contrôlé ; les côtés DC et AC ont des disjoncteurs indépendants et la rangée dispose d'un arrêt d'urgence clairement marqué.
Installation et mise en service
La mise en service a pris environ dix jours ouvrables : tests d'isolation et de continuité de terre, vérifications de couple, et vérification de la polarité des TC et de la séquence de phase en comparant les lectures EMS avec le compteur de la compagnie d'électricité sur une journée complète. Une charge complète a suivi, permettant au BMS d'équilibrer les cellules et de corriger la référence SOC — si le EMS pense que la batterie est plus pleine qu'elle ne l'est, chaque décision de dispatch dérive.
Les tests de protection étaient les plus importants pour le client. Nous avons testé l'anti-îlotage en ouvrant le disjoncteur utilitaire en amont et en confirmant que le PCS arrêtait d'exporter dans le délai requis par le code réseau local. Nous avons ensuite testé le secours : avec le disjoncteur principal ouvert, le PCS est passé en mode îlot et a alimenté le bus critique — contrôles CNC, PLC du compresseur, panneau de la ligne de revêtement et éclairage de secours. Le critère d'acceptation était simple : les PLC et les contrôleurs CNC ne devaient pas redémarrer. Ils ne l'ont pas fait, et ce test a convaincu le responsable du site qu'il s'agissait plus qu'un outil de facturation.
Fonctionnement de l'ESS pendant une journée de travail typique
Par une journée de semaine normale, le système suit un rythme que les électriciens du client reconnaissent maintenant d'un coup d'œil.
La charge se fait la nuit. Le EMS démarre à 22h30 — délibérément après la fin de l'équipe de nuit de soudage vers 22h15 — et se termine normalement bien avant 06h30, limitant la puissance de charge à environ 200–250 kW pour maintenir un chargement modéré du transformateur et manipuler la batterie en douceur. Une nuit typique fait passer le SOC d'environ 15 % à la limite de 90 % : environ 600–650 kWh.
Le matin, la charge reste en dessous de la limite et l'ESS se repose. Après le déjeuner, lorsque la charge approche de la limite de 850 kW, le EMS se décharge et module la sortie pour maintenir l'apport total à la limite, en faisant tourner le dispatch entre les armoires pour maintenir les états de charge équilibrés. La plupart des jours, la décharge dure deux à trois heures et la batterie termine l'après-midi près de sa réserve, pas au niveau minimum.
Résultats opérationnels
Le système fonctionne depuis plusieurs cycles de facturation. Les performances de stockage sont souvent surestimées, nous ne rapportons donc que ce que montrent les données de surveillance et les enregistrements du client.
La limite de demande a été maintenue. Depuis le début de l'écrêtage actif des pics, la demande la plus élevée sur 15 minutes les jours ouvrables est restée à 850 kW configurés, contre le pic d'environ 980 kW mesuré lors de l'audit. Le client s'attendait à ce que la charge de puissance diminue en conséquence, et les données de fonctionnement initiales indiquent que cette attente était réaliste, bien qu'une comparaison complète sur douze mois soit nécessaire avant de pouvoir citer une économie ferme.
La fonction de secours s'est également avérée utile. À deux reprises au cours des premiers mois, l'alimentation a échoué, ce que la compagnie d'électricité a attribué à des travaux de construction externes. Lors de l'événement le plus long, le réseau a été absent pendant environ 25 minutes ; l'ESS a alimenté le bus critique pendant toute la durée et a terminé au-dessus du niveau de réserve. Pas un seul programme CNC n'a été perdu — auparavant un risque mensuel pendant la saison des tempêtes, a déclaré le client.
Leçons tirées du projet
Plusieurs leçons méritent d'être transmises à quiconque planifie une installation similaire.
Premièrement, la courbe de charge est la base. Le client a dit « le transformateur est trop petit » ; les mesures ont montré un pic de trois heures sur un transformateur par ailleurs sain. Dimensionner sur la base d'une description au lieu de données, c'est ainsi que les projets obtiennent un mauvais rapport kW/kWh.
Deuxièmement, le tarif détermine la valeur. Ce projet est rentable car la charge de puissance est basée sur le pic de 15 minutes ; sans cela, le même système aurait un retour sur investissement beaucoup plus long — nous l'avons dit lors de l'audit.
Quatrièmement, les capacités locales sont plus importantes que les caractéristiques matérielles. Nous avons choisi le refroidissement par air, une topologie de communication simple et un EMS documenté en partie parce que l'équipe du client vivra avec ce système pendant des années.
Enfin, prévoyez du temps pour la paperasse de la compagnie d'électricité : l'approbation de la connexion au réseau a pris plus de temps que l'installation.
Pourquoi cette configuration ESS a été sélectionnée
Chaque choix majeur remonte à une contrainte du site. 500 kW couvrent l'écart entre le pic enregistré et la limite cible avec une marge pour moduler en douceur. 1 075 kWh couvrent la fenêtre de l'après-midi sans cyclage profond, protégeant la durée de vie dans un climat chaud. Le LiFePO4 convient à la chaleur et aux capacités de maintenance du client ; le refroidissement par air convient au taux C modéré ; cinq armoires modulaires conviennent à la disposition du site et au plan d'expansion ; et le fonctionnement connecté au réseau avec secours a été choisi plutôt qu'un micro-réseau complet car seul un bus critique défini nécessitait une opération en îlot — la différence de coût était significative.
Le client n'a pas acheté le plus grand système proposé, et nous n'en avons pas poussé un. Nous avons présenté la logique de dimensionnement avec les données de charge, et ils ont choisi la configuration qui correspondait à leur pic mesuré, à leur plan d'expansion et à leur budget.
Conclusion
Lors de la remise, le client a déclaré que le système se comportait comme une partie prévisible de l'infrastructure électrique de l'usine, pas comme une expérience — pour une installation de stockage d'énergie commerciale, le meilleur résultat possible. L'usine discute maintenant d'un ajout Solaire + Stockage ; le BESS a été spécifié de telle sorte que l'ajout de PV ne nécessite qu'une nouvelle capacité d'onduleur et une mise à jour de l'EMS.
Produits ESS recommandés pour l'écrêtage des pics industriels
Armoire ESS industrielle et commerciale LiFePO4 de 241 kWh
La classe d'armoires utilisée dans la configuration de batterie modulaire de ce projet, conçue pour l'écrêtage des pics en usine avec alimentation de secours.Onduleur de stockage d'énergie commercial de 500 kWL'unité de conversion de puissance correspondant à la puissance nominale AC de 500 kW de ce projet, prenant en charge les opérations connectées au réseau et en îlot.
Une alternative à plus haute tension, à bloc unique, pour les sites où une rangée d'armoires ne convient pas à l'espace disponible.
