Qu'est-ce qu'un skid PCS ? Ce que contient le conteneur PCS d'un stockage par batteries

Un skid PCS réunit en un seul ensemble le système de conversion de puissance (PCS) d'un stockage d'énergie par batteries (BESS) et son transformateur élévateur moyenne tension (HTA). Logé dans une enveloppe de type conteneur, cet ensemble devient un conteneur PCS. À la décharge, le PCS convertit en courant alternatif le courant continu fourni par les batteries, et le transformateur l'élève à la tension du réseau HTA interne du site ; à la charge, l'énergie circule en sens inverse.

Les exemples qui suivent viennent de Richborough Energy Park, dans le Kent (Royaume-Uni), où ETENZ a fabriqué les 20 conteneurs PCS pour NR Electric : 18 unités high cube de 40 pieds et 2 unités high cube de 20 pieds. Le projet est présenté dans l'étude de cas conteneurs PCS pour BESS au Royaume-Uni.

Ce que contient un conteneur PCS

Les équipements principaux sont le PCS et le transformateur élévateur. Le PCS, aussi appelé onduleur de stockage, est bidirectionnel : à la décharge, il convertit le courant continu des batteries en courant alternatif ; à la charge, il convertit le courant alternatif du réseau en courant continu. Dans ce type d'unité, le PCS délivre du courant alternatif en basse tension (BT), que le transformateur élève à la moyenne tension. La composition est fixée par le fournisseur des équipements, et certains conteneurs PCS abritent aussi un tableau BT et une cellule de boucle HTA.

Le refroidissement et l'accès pour la maintenance déterminent la disposition des portes. À Richborough, chaque unité de 40 pieds compte quatre portes grillagées au milieu du grand côté, face au compartiment transformateur. Elles le ventilent en service et s'ouvrent en grand pour la maintenance ; les autres portes sont pleines.

Conteneur PCS et conteneur batterie : quelle différence ?

Un conteneur batterie abrite les racks de batteries et le système de gestion des batteries (BMS) ; il se dimensionne en énergie, en MWh, comme les 143 enveloppes BESS de 5 MWh fabriquées pour Zhongwei, dans le Ningxia. Un conteneur PCS n'abrite aucune batterie et se dimensionne en puissance, en MW : à Richborough, chaque unité de 40 pieds abrite un ensemble de conversion de puissance et d'élévation de 5,5 MW.

Leur refroidissement diffère. Les batteries sont sensibles à la température : le conteneur batterie est clos et les maintient dans une plage de température étroite, par refroidissement liquide ou par climatisation ; côté enveloppe, voir les exigences de conception d'une enveloppe BESS. Dans un conteneur PCS, la chaleur vient du PCS et du transformateur, et le compartiment transformateur est ventilé par des portes grillagées ou des persiennes. Un PCS refroidi par liquide demande en outre un refroidisseur de liquide pour onduleurs PCS, dont l'implantation, les traversées de tuyauteries et l'alimentation auxiliaire se conçoivent en même temps que l'enveloppe.

Deux autres équipements sont souvent comparés au conteneur PCS. Une enveloppe qui n'abrite que le transformateur élévateur et l'appareillage HTA/BT, le PCS étant installé ailleurs, est un poste de transformation : c'est le cas de l'enveloppe de poste de transformation préfabriqué pour BESS de 20 pieds, avec ses compartiments HTA, transformateur et BT. Le poste élévateur, lui, se trouve au point de raccordement : chaque conteneur PCS d'un site élève la tension à la moyenne tension, puis la puissance collectée rejoint le réseau haute tension par ce poste.

40 ou 20 pieds : adapter le conteneur à la puissance

L'enveloppe suit l'équipement. Le fournisseur du PCS et du transformateur fixe la puissance et l'implantation, et le fabricant de l'enveloppe construit selon les exigences techniques de ce fournisseur. À Richborough, les conteneurs PCS utilisent deux formats de conteneur high cube :

L'unité de 20 pieds abrite la moitié de la puissance de l'unité de 40 pieds, sur environ la moitié de la longueur. Les deux formats mesurent 2 438 mm de large et 2 896 mm de haut, partagent la même section et portent des pièces de coin standard et un numéro de conteneur. Les caractéristiques et le périmètre de fourniture de l'unité de 40 pieds sont détaillés sur la page du conteneur PCS 40 pieds.

Ce que fournit le fabricant de l'enveloppe

Le fournisseur des équipements apporte le PCS, le transformateur et les exigences techniques ; le fabricant de l'enveloppe réalise l'enveloppe et ses systèmes auxiliaires. Pour Richborough, ETENZ a réalisé en usine, selon les exigences techniques de NR Electric :

• Enveloppe : structures high cube de 40 et de 20 pieds, portes grillagées de ventilation du compartiment transformateur, serrures et joints.
• Éclairage : luminaires LED marqués CE et éclairage de sécurité de 90 minutes.
• Détection incendie et évacuation : détecteurs de fumée et signalisation d'évacuation.
• Ambiance et alimentation : chauffages, régulateurs de température et d'humidité à interface en anglais, prises aux normes britanniques.
• Extérieur : peinture aux couleurs du projet, si bien que chaque conteneur est arrivé sur site avec l'identité visuelle commune du parc.

NR Electric a fourni les PCS et les transformateurs. Les fabricants de PCS et de transformateurs et les intégrateurs de BESS peuvent confier à ETENZ la fabrication de l'enveloppe et le montage des systèmes auxiliaires, réalisés autour de leurs propres équipements et de leur marque : voir Enveloppes BESS : fabrication et intégration.

Skid PCS, skid MV ou conteneur PCS

PCS est le sigle anglais de power conversion system, le système de conversion de puissance. Un skid est le châssis en acier sur lequel des équipements sont préassemblés, puis transportés d'un seul bloc : un skid PCS est donc le PCS et son transformateur élévateur montés en un seul ensemble. Dans une enveloppe de type conteneur, ce même ensemble devient un conteneur PCS, le terme qu'emploie ETENZ.

Les fournisseurs n'emploient pas ces termes de la même façon : tel skid MV (moyenne tension) comprend le PCS, tel autre ne porte que le transformateur et l'appareillage HTA. Pour savoir ce que contient une unité, sa liste d'équipements est plus fiable que son nom.

Richborough Energy Park : 20 conteneurs PCS

Richborough Energy Park, dans le Kent (Royaume-Uni), est un parc de stockage par batteries de 100 MW / 100 MWh, raccordé au réseau de transport d'électricité par le poste 400 kV de National Grid à Richborough. ETENZ a fabriqué ses 20 conteneurs PCS pour NR Electric : 18 unités high cube de 40 pieds, qui abritent chacune un ensemble de conversion de puissance et d'élévation de 5,5 MW, et 2 unités high cube de 20 pieds, qui en abritent chacune un de 2,75 MW.

Livrés en juillet 2022, les conteneurs sont arrivés sur site en octobre de la même année. Le parc a été raccordé au réseau en décembre 2023 et est en exploitation commerciale. La livraison et le détail des enveloppes sont présentés dans l'étude de cas Richborough.

Questions fréquentes

Quelle différence entre un conteneur PCS et un conteneur batterie ?

Un conteneur batterie abrite les racks de batteries et le BMS, se dimensionne en MWh et régule la température et l'humidité intérieures. Un conteneur PCS abrite le PCS et le transformateur élévateur, mais aucune batterie ; il se dimensionne en MW et ventile son compartiment transformateur.

Que signifie PCS dans un BESS ?

Power conversion system, c'est-à-⁠dire système de conversion de puissance : le convertisseur bidirectionnel placé entre les batteries et le réseau. Le conteneur PCS est l'enveloppe qui l'abrite avec le transformateur élévateur.

Un conteneur PCS est-il un poste de transformation ?

Un poste de transformation pour BESS n'abrite que le transformateur élévateur et l'appareillage HTA/BT, le PCS étant installé à part. Un conteneur PCS abrite en plus le PCS.

Quelle taille de conteneur pour un skid PCS ?

La taille suit l'équipement. À Richborough Energy Park, chaque high cube de 40 pieds (12 192 × 2 438 × 2 896 mm) abrite un ensemble de conversion de puissance et d'élévation de 5,5 MW, et chaque high cube de 20 pieds (6 058 × 2 438 × 2 896 mm) abrite 2,75 MW.

Un skid PCS est-il la même chose qu'un skid MV ?

Cela dépend du fournisseur. Certains skids MV comprennent le PCS ; d'autres ne portent que le transformateur et l'appareillage HTA, le PCS étant installé à part. La liste des équipements permet de le vérifier.

Pour faire construire une enveloppe autour de votre PCS et de votre transformateur, envoyez à ETENZ l'implantation des équipements et vos exigences techniques, puis demandez un devis.