5 kW Solaire Domestique : PV Monophasé 220 V + BESS 5 kW/10 kWh Autoconsommation Analyse Approfondie
5 kWc PV · BESS domestique de 5 kW/10 kWh (2 h) · 220 V monophasé · anti-injection (zéro export)
1 · TL;DR Conclusion
Conclusion : cette maison de 5 kW fonctionne avec un système monophasé de 220 V avec 5 kWc de PV + une batterie domestique de 5 kW/10 kWh en mode autoconsommation (zéro export) — total du configurateur ≈ 17 678 $, EPC ≈ 5 500 $, retour sur investissement en 4 ans, TRI de 25,51 %, ROI de 514 % sur 25 ans, 3,01 t de CO2 évitées/an (niveau de faisabilité).
- •Alimentation BT monophasée 220 V ; 5 kW installés → 4 kW de demande, stdKva 4, part renouvelable 100 %
- •5 kWc de PV ≈5 016 kWh/an (P50), 0,8 d'autoconsommation → 4 013 kWh autoconsommés + 1 003 kWh excédentaires
- •BESS de 5 kW/10 kWh (2 h, 768 VDC) + dispositif anti-retour (export zéro) — secours + écrêtement des pointes
- •Économie : 5 500 $ EPC, retour sur investissement de 4 ans, TRI de 25,51 %, ROI de 514 % sur 25 ans, LCOE de 0,1137 $/kWh, VAN ≈ -532 $ (marginal)
- •Attention : chute de tension V1 de 5–7 % (monophasé), stockage V8 de 2 h < base d'écrêtement des pointes de 4 h
2 · Solution Overview
Un système solaire domestique de 5 kW est la plus petite échelle du configurateur : une connexion monophasée de 220 V, un PV en toiture dimensionné pour la charge du foyer et une batterie domestique pour décaler l'énergie solaire du jour vers le soir. L'autoconsommation avec zéro injection (anti-retour) est la configuration par défaut dans le cadre des restrictions d'injection résidentielle.
| Source | Role | Share kW | Share |
|---|---|---|---|
| Grid 0.22 kV | base | 0 kW | 0% |
| Solar PV 5 kWp | variable | 4 kW | 100% |
| BESS 5 kW / 10 kWh | variable | 0 kW | 0% |
3 · Design Process & Rationale
1. Identification des besoins
Charge domestique de 5 kW (éclairage 1,5 kW + appareils 3,5 kW), alimentation monophasée 220 V, moteur le plus puissant 1,5 kW.
2. Charge et classification
Aucune charge critique/classifiée ; demande 4 kW (facteur de simultanéité 0,8).
3. Dimensionnement PV
5 kWc en toiture ≈ 5 016 kWh/an (1 200 heures équivalent pleine puissance, PR 0,836).
4. Dimensionnement du BESS
Batterie domestique 5 kW/10 kWh (2 h), 768 VDC, pour décalage d'autoconsommation + secours.
5. Zéro injection
antiExport=yes → protection anti-retour (puissance inverse) ajoutée automatiquement.
6. Raccordement au réseau
220 V monophasé, anti-îlotage + comptage selon le code réseau local (en attente d'approbation).
Pain Points → Solution → Evidence
L'injection réseau est limitée ou non rentable
Autoconsommation + anti-retour zéro export
antiExport=yes; dispositif anti-retour ajouté automatiquement ($1,800)
Le solaire culmine à midi mais la maison consomme le soir
BESS de 10 kWh décale 2 h de solaire
storageHours 2; l'effacement V24 économise $949/an (écart $0.13)
Chute de tension monophasée et limites de petit câble
Câble 16 mm² + correction du FP
V1 avertit d'une chute de 5–7% — augmenter le câble ou améliorer le FP
Les petits systèmes semblent marginaux sur le papier
Économie honnête : la valeur est la résilience + l'autoconsommation
Retour sur 4 ans, TRI 25.51%, VAN ≈ -$532 — subventions/TOU l'améliorent
4 · Key Parameter Deep-Read
| Parameter | Value | Basis | Impact & Boundary |
|---|---|---|---|
| Capacité PV | 5 kWc | 5 016 kWh/an (P50), PR 0,836 | 100 % renouvelable, alimente 4 kW Limité par la surface du toit / l'ombrage |
| Capacité BESS | 5 kW / 10 kWh (2 h) | Autoconsommation + secours | 768 VDC, cellules 280 Ah V8 : 2 h < 4 h base d'écrêtement des pointes — agrandir pour l'arbitrage TOU |
| Autoconsommation | 0,8 | selfUseRatio par défaut | 4 013 kWh autoconsommés, 1 003 kWh excédentaires Plus élevé avec une batterie plus grande |
| Zéro export | antiExport=yes | Restriction d'injection | Anti-retour ajouté automatiquement Comptage net autorisé → définir antiExport=no |
| Économie | 5 500 $ EPC | Périmètre PV + BESS | Retour sur 4 ans, TRI 25,51 % Marginal à 5 kW — subventions/TOU améliorent |
| Chute de tension | 5–7 % (V1 avertissement) | 220 V monophasé 5 kW | Terminal 0,975 pu Agrandir le câble / améliorer le FP / triphasé |
| CO2 évité | 3,01 t/an | 5 016 kWh × carbone du réseau | ≈3 t évitées Dépend du mix réseau |
5 · Drawing Deep-Read
The following drawings are shown for reference (full set in the configurator “View design document”):
6 · Operation Demo (Deep-Read)
Flux énergétique
En journée, 5 kW de PV alimentent d'abord la maison de 4 kW, le surplus charge la batterie ; le soir, la décharge de la batterie + le réseau comblent le manque ; l'anti-retour garantit zéro export — autoconsommation en un coup d'œil.
Économie
5 016 kWh/an; le PV économise 1 491 $ (écrêtement BESS inclus); 5 500 $ EPC, 4 ans de retour, TRI 25,51 %, LCOE 0,1137 $/kWh, VAN ≈ -532 $, 3,01 t CO2 évitées/an.
Qualité de l'énergie
Chute monophasée de 220 V de 5–7 % (V1 avertissement), terminal 0,975 pu ; la compensation réactive relève le PF — le point clé de qualité de l'énergie pour les petits systèmes.
Secours et résilience
La batterie de 10 kWh assure ~2 h de la demande de 4 kW en cas de perte du réseau ; un onduleur hybride est nécessaire pour un véritable îlotage hors réseau.
Other views (shown): Profil de tension · Caractéristiques du schéma · LCC (coût du cycle de vie) · Environnemental
7 · Economics & Payback
EPC ≈ 5 500 $ (5 kWc PV + 5 kW/10 kWh BESS). L'autoconsommation photovoltaïque permet d'économiser ≈1 491 $/an (à 0,12 $/kWh) (écrêtement BESS inclus); globalement, un retour sur investissement de 4 ans, un TRI de 25,51 %, un ROI sur 25 ans de 514 %, un LCOE de 0,1137 $/kWh, une VAN ≈ -532 $ (proche de l'équilibre), 3,01 t de CO2 évitées/an. À l'échelle résidentielle, c'est marginal sans subventions — la valeur principale réside dans la résilience de secours + l'autoconsommation.
8 · FAQ
Quelle puissance solaire pour une maison de 5 kW ?
Quelle taille de batterie ?
Monophasé ou triphasé ?
Puis-je vendre l'excédent au réseau ?
Combien cela coûte-t-il et quel est le retour sur investissement ?
Cela maintient-il l'éclairage lors d'une coupure ?
Et l'anti-îlotage ?
Combien de CO2 cela permet-il d'économiser ?
Pourquoi la VAN est-elle légèrement négative ?
Special Considerations
- V1 signale une chute de tension cumulative de 5–7 % en 220 V monophasé — agrandissez le câble d'alimentation ou améliorez le facteur de puissance avant la validation.
- V8 : base de stockage de 2 h < 4 h d'écrêtement des pointes ; pour l'arbitrage tarifaire heures creuses/heures pleines, agrandissez la batterie.
- Le mode zéro export ajoute automatiquement un dispositif anti-retour ; si la mesure nette est disponible, réglez antiExport=no pour vendre le surplus d'environ 1 003 kWh/an.
- VAN ≈ -532 $ (proche de l'équilibre) à 0,12 $/kWh + 0,06 $/kWh de tarif d'injection — les subventions ou un écart TOU plus élevé l'améliorent sensiblement.
- Niveau de faisabilité ; approbation de raccordement au réseau (anti-îlotage + comptage) en attente selon le code de réseau local.
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