Batterie de secours domestique pour réfrigérateurs, pompes et équipements de communication

Lorsqu'une panne de courant survient, un réfrigérateur, une pompe à eau et une connexion Internet peuvent s'avérer plus importants que la plupart des circuits de la maison. Mais ils ne posent pas le même problème de conception. Un réfrigérateur fonctionne par cycles et peut exiger une demande de démarrage au niveau du compresseur. Une pompe peut consommer un courant beaucoup plus élevé au démarrage de son moteur. Un routeur ou un appareil de communication peut consommer peu d'énergie, mais devoir fonctionner pendant de nombreuses heures.

Le bon plan de secours commence par une distinction entre l'énergie, la puissance et la priorité des charges critiques. Une batterie possédant suffisamment de kWh peut toujours échouer à démarrer une pompe si l'onduleur ne peut pas gérer l'appel de courant du moteur. Un onduleur avec suffisamment de kW peut toujours épuiser l'énergie stockée si la batterie est dimensionnée uniquement à partir d'une estimation rapide de la plaque signalétique. La batterie, le BMS, l'onduleur, l'équipement de transfert et les circuits sélectionnés doivent être considérés ensemble.

Ce guide montre comment préparer cette vérification avant d'acheter une batterie domestique ou de demander une configuration. Les chiffres donnés en exemple sont des calculs illustratifs, et non des spécifications produit AmpBird ou une garantie qu'un appareil particulier démarrera.

Réponse rapide

Pour la sauvegarde d'un réfrigérateur, d'une pompe et des communications :

1. Listez uniquement les circuits qui doivent rester sous tension pendant une panne.

2. Mesurez ou estimez l'énergie quotidienne de chaque charge en Wh ou kWh.

3. Enregistrez séparément la puissance de fonctionnement et le comportement au démarrage/appel de courant.

4. Dimensionnez l'onduleur pour les charges susceptibles de fonctionner en même temps, y compris le démarrage des moteurs.

5. Dimensionnez l'énergie utile de la batterie pour la durée de panne requise, la réserve et les pertes de conversion.

6. Vérifiez le courant du BMS, la tension de la batterie, les câbles, la protection, l'équipement de transfert et les exigences d'installation locales.

La première question la plus utile n'est pas « Combien de kWh dois-je acheter ? », mais :

Quelles charges doivent fonctionner, pour combien de temps, et quel est l'événement de puissance le plus élevé lorsqu'elles démarrent ensemble ?

L'énergie et la puissance sont des vérifications différentes

La capacité d'une batterie est généralement exprimée en kWh. La demande d'un appareil est souvent indiquée en W ou en kW.

• La puissance (W ou kW) est le débit auquel l'électricité est utilisée à un instant T.
• L'énergie (Wh ou kWh) est la puissance accumulée au fil du temps.
• La puissance de démarrage ou appel de courant est une demande de courte durée qui peut être plus élevée que la puissance de fonctionnement.

Un réfrigérateur peut faire fonctionner son compresseur pendant une partie de l'heure, puis s'arrêter. Une pompe peut fonctionner pendant dix minutes, mais avoir une demande de démarrage élevée. L'équipement de communication peut fonctionner en continu à un faible niveau de puissance. Traiter les trois comme « watts × 24 heures » sans mesurer le cycle de service peut conduire à un résultat surévalué ou sous-dimensionné.

L'onduleur doit répondre à l'événement de puissance. La batterie doit transporter l'énergie sur la période requise. Les deux vérifications sont nécessaires.

Étape 1 : Établir une liste des charges critiques

Commencez par les circuits qui comptent en cas de panne. Une liste utile sépare généralement :

| Groupe de charge | Pourquoi est-ce critique | Que noter |

|---|---|---|

| Réfrigérateur ou congélateur | Conservation des aliments et contrôle de la température | Puissance de fonctionnement, comportement au démarrage du compresseur et énergie quotidienne mesurée |

| Puits, pompe de surpression ou de refoulement | Alimentation en eau et pression | Plaque signalétique du moteur, demande au démarrage, puissance de fonctionnement et durée de fonctionnement prévue |

| Pompe de puisard ou de drainage | Prévention des inondations ou des dégâts des eaux | Demande au démarrage, cycle de service et nécessité d'un fonctionnement automatique |

| Routeur, terminal de réseau optique, modem ou passerelle cellulaire | Communications et télésurveillance | Puissance continue combinée et durée de sauvegarde requise |

| Sécurité, alarme ou contrôle d'accès | Surveillance de la propriété et accès | Énergie continue ou en veille et comportement au redémarrage |

| Éclairage sélectionné | Déplacement sécurisé et travaux essentiels | Puissance du circuit, heures et comportement au démarrage des pilotes LED |

| Équipement médical ou essentiel | Besoins personnels ou opérationnels | Exigences de sauvegarde du fabricant et avis professionnel |

Tout le reste doit être marqué comme non critique, facultatif ou à commande manuelle. Le chauffage électrique, la production d'eau chaude, la cuisine, la recharge de véhicule et les grandes charges de climatisation peuvent dominer à la fois l'énergie et la puissance. Ils ne doivent pas être inclus dans un petit plan de charges critiques simplement parce qu'ils sont connectés à la maison.

Étape 2 : Mesurer l'énergie de fonctionnement plutôt que de deviner

Pour un réfrigérateur ou une installation de communication, un compteur d'énergie enfichable ou un moniteur de circuit sur une période représentative est généralement plus utile que de multiplier la puissance maximale indiquée sur l'étiquette par 24 heures. Enregistrez :

• le total de Wh ou kWh sur la période d'observation ;
• la puissance de fonctionnement maximale observée ;
• si la mesure a capturé un démarrage de compresseur ou de moteur ;
• la température extérieure ou ambiante si elle affecte sensiblement le cycle de service ; et
• comment la charge change au cours de la journée.

Pour une pompe, utilisez les données électriques du fabricant et, le cas échéant, la mesure d'un électricien qualifié. Enregistrez le courant de fonctionnement, le comportement au démarrage, la tension, la fréquence, le cycle de service et si d'autres moteurs peuvent démarrer en même temps. La hauteur manométrique, le besoin en débit et la méthode de contrôle d'une pompe peuvent modifier son comportement opérationnel.

Ne remplacez pas les mesures manquantes par une valeur universelle semblant exacte. Marquez le chiffre comme étant estimé et gardez une marge jusqu'à ce que la combinaison appareil et onduleur ait été vérifiée.

Sauvegarde du réfrigérateur : vérifier le cycle et le démarrage du compresseur

Un réfrigérateur soulève deux questions distinctes :

1. Quelle quantité d'énergie consomme-t-il pendant la panne ?

2. L'onduleur peut-il démarrer son compresseur lorsqu'il est sollicité ?

Le compresseur ne fonctionne pas nécessairement en continu. Les ouvertures de porte, la température ambiante, les réglages du thermostat, les cycles de dégivrage ainsi que l'âge ou l'état de l'appareil peuvent modifier l'énergie quotidienne. Utilisez les Wh/jour mesurés si possible.

Le moteur du compresseur peut également créer une demande de démarrage de courte durée qui n'est pas évidente à partir du chiffre moyen d'énergie. L'exigence exacte de démarrage dépend de l'appareil et de la méthode de démarrage. Demandez au fabricant de l'appareil ou utilisez une mesure appropriée plutôt que de copier un chiffre générique de « surtension de réfrigérateur » provenant d'un blog.

Lors de l'évaluation d'un système de batterie, confirmez :

• la puissance de sortie continue de l'onduleur ;
• la puissance de crête (surge) de l'onduleur et sa durée ;
• le comportement au démarrage du compresseur spécifique ;
• si le réfrigérateur peut démarrer pendant qu'une pompe ou une autre charge fonctionne ;
• le temps de transfert pendant une panne ; et
• si le système de contrôle du réfrigérateur redémarre correctement après la transition.

La capacité en kWh d'une batterie ne peut pas répondre seule à ces questions de démarrage de l'onduleur.

Sauvegarde de la pompe : le démarrage du moteur est souvent la partie la plus difficile

Les pompes à eau nécessitent une étude de puissance plus minutieuse que de nombreuses charges électroniques. Une pompe peut être une pompe de puits, une pompe de surpression, une pompe de puisard, une pompe de circulation ou tout autre appareil motorisé. La taille, le type de moteur, l'électronique de contrôle, les conditions de pression et la méthode de démarrage ont tous leur importance.

Notez le modèle exact de la pompe et demandez :

• la tension et la fréquence ;
• le courant de fonctionnement ou la puissance d'entrée ;
• les informations sur le démarrage ou le rotor bloqué si disponibles ;
• si un démarreur progressif, un variateur de fréquence ou un autre contrôleur est installé ;
• la durée de fonctionnement minimale et maximale ;
• les exigences de démarrage automatique ; et
• si la pompe peut démarrer pendant que le réfrigérateur ou d'autres moteurs fonctionnent.

Un onduleur peut avoir une sortie CA élevée annoncée, mais avoir une limite de démarrage moteur spécifique au modèle. La batterie et le BMS doivent également fournir le courant CC temporaire sans déclencher la protection. Une pompe qui fonctionne sur le réseau électrique n'est pas automatiquement compatible avec tous les onduleurs de secours.

Pour les pompes de puisard ou de drainage, la question de conception peut être la fiabilité pendant un fonctionnement sans surveillance plutôt que la consommation quotidienne moyenne en kWh. Incluez la possibilité de démarrages répétés lors de fortes pluies ou d'un autre événement au lieu de dimensionner uniquement pour un cycle court.

Équipement de communication : faible charge, longue autonomie

Les routeurs, terminaux de réseau optique, modems, passerelles cellulaires, commutateurs PoE et dispositifs de surveillance consomment souvent moins d'énergie que les moteurs, mais ils peuvent avoir besoin de fonctionner en continu pendant toute la durée de la panne.

Combinez les équipements qui doivent rester actifs et enregistrez :

• la puissance de fonctionnement normale ;
• les charges des accessoires PoE ou USB ;
• la puissance en veille par rapport à la puissance active ;
• les heures ou jours de fonctionnement requis ; et
• si un onduleur local ou une sauvegarde CC est déjà installé.

La charge de communication peut être un bon candidat pour un circuit de secours dédié, mais elle nécessite toujours une tension compatible, un comportement de transfert et une protection contre les surtensions. Ne présumez pas qu'un routeur CC peut être connecté directement à une batterie sans confirmer sa plage d'entrée et sa protection.

Étape 3 : Calculer le besoin en énergie de la batterie

Commencez par l'énergie des charges critiques, puis prenez en compte la fenêtre d'utilisation de la batterie et les pertes de conversion.

Une relation de planification simplifiée est :

Énergie nominale de batterie requise ≈ énergie des charges critiques ÷ fraction utile prévue ÷ efficacité de conversion

Si un groupe de charges critiques a besoin de 4 kWh et qu'un exercice de planification suppose que 80 % de l'énergie nominale est disponible pour la charge avec une efficacité de conversion de 92 % :

4 kWh ÷ 0,80 ÷ 0,92 ≈ 5,43 kWh nominal

Il s'agit d'un calcul illustratif. La fraction utile réelle dépend de la tension permise de la batterie et de la fenêtre d'état de charge, du réglage de réserve, de la température, du courant et des commandes du système. L'efficacité de conversion réelle dépend de l'onduleur et du point de fonctionnement.

Pour une panne plus longue, multipliez l'énergie quotidienne mesurée des charges critiques par le nombre de jours, puis vérifiez si le solaire ou une autre source de recharge peut récupérer l'énergie. Un système connecté au réseau peut viser quelques heures de secours ; un site hors réseau ou sujet aux tempêtes peut nécessiter une réserve et un plan de récupération différents.

Pour la méthode plus large sur l'énergie et l'autonomie, voir Combien de temps une batterie LiFePO4 de 16kWh alimentera-t-elle une maison ? Cet article explique les calculs d'autonomie ; celui-ci ajoute des questions sur le démarrage des appareils et la sélection des charges critiques.

Exemple : Un groupe de charges critiques

Supposons que les valeurs suivantes soient mesurées ou définies pour la planification uniquement :

| Charge critique | Énergie quotidienne | Puissance de fonctionnement simultanée maximale | Préoccupation au démarrage |

|---|---:|---:|---|

| Réfrigérateur | 1,2 kWh | 180 W | Démarrage du compresseur à vérifier |

| Pompe | 2,0 kWh | 900 W | Démarrage du moteur peut être substantiellement plus élevé |

| Communications | 0,3 kWh | 35 W | Fonctionnement continu |

| Éclairage essentiel | 0,5 kWh | 120 W | Le comportement du pilote/démarrage dépend du circuit |

| Total | 4,0 kWh | 1 235 W somme fonctionnement | Les événements de démarrage nécessitent une vérification séparée |

Pour un objectif de 2 jours, l'énergie mesurée est de 8 kWh avant réserve et pertes système. Cette valeur ne prouve pas qu'un onduleur de 1,2 kW est adapté, car la pompe et le réfrigérateur peuvent démarrer à des moments différents et créer des pics courts. Elle ne prouve pas non plus qu'un onduleur de 5 kW est adapté, car la capacité de surcharge exacte, le courant de la batterie et la topologie de secours doivent encore être vérifiés.

C'est la leçon centrale du dimensionnement : l'énergie quotidienne détermine combien de temps la batterie peut supporter les charges ; l'événement de puissance le plus élevé détermine si le système peut les démarrer et les faire fonctionner.

Étape 4 : Vérifier la puissance de l'onduleur et le courant côté batterie

Pour le côté charge CA, calculez la combinaison la plus élevée de charges pouvant fonctionner ensemble. Vérifiez ensuite :

• la sortie CA continue ;
• la puissance de crête (surge) et sa durée ;
• la capacité de démarrage du moteur ;
• le temps de transfert et le comportement de la sortie de secours ;
• le type de charge autorisé et le facteur de puissance ;
• l'arrangement du neutre, de la mise à la terre et de la commutation ; et
• la tension exacte de la batterie et les limites d'entrée CC.

Le courant côté batterie peut être approximé pour une première vérification :

Courant CC (A) ≈ Puissance CA (W) ÷ tension batterie (V) ÷ efficacité onduleur

Pour une charge illustrative de 3 000 W sur une batterie nominale de 51,2 V avec une efficacité supposée de 92 % :

3 000 W ÷ 51,2 V ÷ 0,92 ≈ 63,6 A

Les événements de démarrage peuvent nécessiter plus de courant. Le BMS, les cellules, les câbles, les barres omnibus, les fusibles, les disjoncteurs et l'onduleur doivent tous être vérifiés par rapport aux exigences réelles, continues et transitoires. Le guide de dimensionnement d'onduleur pour les charges de 5kW, 8kW et 10kW explique pourquoi la puissance de sortie CA et le courant côté batterie sont des décisions distinctes.

Étape 5 : Concevoir le circuit de secours en toute sécurité

Une batterie domestique ne signifie normalement pas que chaque circuit domestique doit être alimenté pendant une panne. Un installateur qualifié peut utiliser un panneau de charges critiques, un équipement de transfert ou une autre architecture approuvée afin que les circuits non critiques restent déconnectés.

Avant l'achat ou l'installation, confirmez :

• quels circuits sont secourus ;
• si le réfrigérateur et la pompe sont sur les mêmes circuits ou sur des circuits séparés ;
• comment le transfert automatique et la commutation du neutre sont gérés ;
• comment l'onduleur empêche tout retour d'alimentation non souhaité ;
• où se trouvent les dispositifs de déconnexion et de protection de la batterie ;
• comment le système se comporte lorsque la batterie atteint sa limite de réserve ; et
• quelles sont les exigences locales en matière d'électricité et de sécurité incendie applicables.

N'improvisez pas de connexion entre une batterie portable, une prise domestique et un circuit fixe. Faites examiner et installer le câblage final et l'arrangement de transfert par un professionnel qualifié pour le site.

Quand une batterie de classe 16kWh peut ou ne peut pas convenir

Une batterie de classe 16kWh peut être une référence de planification utile pour un projet de secours domestique, mais l'étiquette seule ne répond pas à la question de savoir si elle est appropriée.

Elle peut convenir à un plan de panne lorsque :

• l'énergie mesurée des charges critiques se situe dans la fenêtre utile prévue ;
• l'onduleur peut démarrer la pompe et le réfrigérateur ;
• la batterie et le BMS supportent la puissance requise ;
• les circuits de secours excluent les grosses charges non critiques ; et
• le solaire, le réseau ou une autre source peut recharger l'énergie utilisée.

Elle peut être mal adaptée lorsque :

• la pompe a une demande de démarrage élevée non vérifiée ;
• le chauffage, la cuisine, la production d'eau chaude ou la recharge de VE restent connectés ;
• la durée de panne souhaitée dure plusieurs jours sans source de récupération ;
• la batterie est sélectionnée à partir des kWh quotidiens sans vérification de la puissance de crête ; ou
• l'installation nécessite une tension différente, un arrangement de transfert différent ou une approbation locale.

Utilisez De combien de kWh de stockage sur batterie LiFePO4 avez-vous besoin pour votre maison ? pour la planification de la capacité, puis revenez aux vérifications de puissance et de circuit spécifiques aux appareils de ce guide.

Que transmettre pour une recommandation de secours utile

Incluez ces détails dans une demande de batterie :

1. Pays d'installation et tension/fréquence du réseau électrique.

2. Durée de la panne ou cible d'autonomie.

3. Modèle de réfrigérateur/congélateur et énergie mesurée si disponible.

4. Modèle de pompe, tension, courant de fonctionnement et informations de démarrage.

5. Équipement de communication et autonomie requise.

6. Autres charges critiques et lesquelles peuvent être échelonnées.

7. Puissance de fonctionnement simultanée maximale.

8. Modèle d'onduleur existant ou prévu.

9. Source de recharge existante (solaire, générateur ou autre).

10. Panneau de charges critiques, équipement de transfert et contraintes d'installation.

Ces informations aident à distinguer un problème d'énergie de batterie d'un problème de démarrage d'onduleur. Cela donne également au fournisseur un cahier des charges défini plutôt que de demander une recommandation générique de « secours pour toute la maison ».

Questions fréquemment posées

Une batterie domestique peut-elle faire fonctionner un réfrigérateur pendant une panne de courant ?

Oui, si la batterie dispose de suffisamment d'énergie utile, que l'onduleur peut fournir la demande de fonctionnement et de démarrage du compresseur du réfrigérateur, et que le circuit de secours est correctement configuré. Le modèle de l'appareil et la capacité de surcharge de l'onduleur doivent être vérifiés ensemble.

Quelle doit être la taille de ma batterie pour un réfrigérateur et une pompe ?

Mesurez l'énergie du réfrigérateur et de la pompe sur la période de panne requise, puis tenez compte des pertes de réserve et de conversion. Vérifiez séparément la demande de démarrage de la pompe et du réfrigérateur par rapport aux limites de courant de l'onduleur et de la batterie.

Pourquoi une pompe à eau est-elle plus difficile à secourir qu'un routeur ?

Un moteur de pompe peut créer une demande de démarrage courte beaucoup plus élevée que sa puissance de fonctionnement. Un routeur a généralement une charge continue plus faible, mais il peut avoir besoin de fonctionner pendant toute la durée de la panne. Ils sollicitent différentes parties du système.

Un onduleur de 5kW peut-il démarrer n'importe quelle pompe domestique ?

Non. La puissance de crête de l'onduleur, sa durée, sa capacité de démarrage moteur, le courant de la batterie et le comportement de démarrage réel de la pompe ont tous leur importance. Une étiquette 5kW CA n'est pas une garantie universelle de démarrage de moteur.

Le réfrigérateur et la pompe doivent-ils être sur le même circuit de secours ?

Cela dépend de la conception électrique et de la possibilité que leurs événements de démarrage se chevauchent. Un installateur qualifié doit déterminer le circuit et l'arrangement de transfert plutôt que de s'appuyer sur une règle générale.

Les appareils de communication ont-ils besoin d'une grosse batterie ?

Pas nécessairement. Leur puissance peut être modeste, mais leur longue autonomie requise peut en faire une partie importante du calcul énergétique. Incluez les routeurs, ONT, modems, PoE et dispositifs de surveillance qui doivent rester en ligne.

Une batterie de 16kWh fournit-elle 16kWh aux appareils ?

Pas automatiquement. La capacité nominale est différente de l'énergie utile à la sortie CA. La réserve, la fenêtre de tension, les réglages du BMS, la température, la charge et les pertes de l'onduleur affectent l'énergie délivrée.

Puis-je secourir toute la maison et la pompe avec une seule batterie ?

C'est possible, mais la charge de pointe de l'ensemble de la maison peut être beaucoup plus élevée que celle du plan de charges critiques. Séparez les circuits essentiels, les charges non critiques, les démarrages de moteurs, l'énergie de la batterie et la puissance de l'onduleur avant de prendre cette décision.

Que se passe-t-il si la pompe ne fonctionne que quelques minutes par jour ?

Sa consommation d'énergie quotidienne peut être modeste, mais sa puissance de démarrage peut tout de même influencer le choix de l'onduleur. Une courte durée de fonctionnement réduit la demande en kWh ; cela ne supprime pas la vérification du démarrage du moteur.

Que dois-je envoyer à AmpBird avant de demander un système de secours ?

Envoyez les modèles d'appareils, l'énergie mesurée, les informations sur le démarrage de la pompe, la durée des pannes, la liste des charges critiques, les détails de l'onduleur, le lieu d'installation et la source de recharge. Contactez AmpBird avec ces détails pour une demande précise.

Recommandation finale

Concevez le système de secours en fonction des charges importantes, et non en partant du principe que chaque circuit domestique doit rester alimenté. Mesurez l'énergie du réfrigérateur, vérifiez la demande au démarrage de la pompe, maintenez l'équipement de communication dans la durée de fonctionnement requise et séparez les kWh des kW à chaque étape.

Vérifiez ensuite la chaîne complète : circuits de charges critiques, équipement de transfert, capacité de surtension de l'onduleur, courant de la batterie et du BMS, câbles et protection, température, réserve et stratégie de recharge. Un cahier des charges clair permet d'obtenir une recommandation de batterie plus utile et réduit le risque d'acheter une capacité incapable de démarrer l'appareil dont vous avez réellement besoin.

Pour une configuration à base de cellules, un kit DIY ou une batterie domestique, contactez AmpBird avec la feuille de travail ci-dessus. La sélection du produit doit suivre la charge mesurée et les limites du système, et non les remplacer.