Batteries pour panneaux solaires : le Guide 2018

 

 

par Florian. Dernière mise à jour le 27/03/2018

Temps de lecture : 7 Min.

 

Vous souhaitez devenir plus autonome face au réseau électrique ?

Une batterie stockant l’électricité produite par vos panneaux solaires photovoltaïques peut être un bon moyen pour y parvenir.

Il n’est cependant pas facile de s’y retrouver entre les différents types de batteries, les capacités de stockage, les tensions …

Bonne nouvelle, nous allons tout vous expliquer.

C’est parti !

Sommaire :

 

 

 

CHAPITRE 1 :

marché batteries panneaux solaires photovoltaïques autoconsommation avec solution stockage

Coup d’œil sur le marché des batteries

Le marché mondial des batteries pour panneaux solaires photovoltaïques se chiffre en centaines de milliards de dollars.état marché batterie autoconsommation panneaux solaires photovoltaïques

Et les perspectives de croissance sont incroyables.

Six millions de batteries devraient être vendues au cours des trois prochaines années.

Cela dit, il y a fort à parier que la France ne tirera que peu de bénéfices de ce nouveau marché.

Pourquoi ?

Tout simplement parce que nous n’y avons pas cru.

Début 2000, nos chers constructeurs automobiles haussaient les épaules lorsqu’on leur parlait de voitures électriques.

Ils affirmaient même que « les moteurs seraient toujours à essence en 2050 ».

Nous avons donc vendu nos précieux brevets pour une bouché de pain.

Mais alors, qui sont les acteurs du marché des batteries ?

 

 La Chine


Comme vous le savez sûrement, le pays est très en avance sur le marché des panneaux solaires.

Il n’est donc pas étonnant qu’il maîtrise également celui des batteries.

La Chine a développé d’incroyables usines de production et devrait détenir près de 90% de la production mondiale de batteries en 2020.

Cette quasi-situation de monopole laisse à penser que la Chine va maîtriser la filière énergétique mondiale d’ici quelques années.

 

TESLA


Il produit des tuiles solaires, des voitures électriques et prévoit maintenant de maîtriser la production de batteries : Elon Musk.

Son entreprise Tesla se développe actuellement dans le monde entier au travers de l’installation d’usines d’assemblage et de fabrication de batteries !

 

Batterie Powerwall Tesla panneaux solaires photovoltaïques

 

Un français dans la course ?


Vincent Bolloré possède une usine de batteries à Quimper en Bretagne.

Cela dit, il ne dispose d’aucune source du précieux lithium et doit donc s’approvisionner en Amérique du Sud et en Chine.

Enfin, il dispose d’une capacité de production de batterie de « seulement » 1 gigawatt/heure (GWh), contre 100 GWh pour la Chine et 35 GWh pour Tesla.

 

CHAPITRE 2 :

panneaux solaires photovoltaïques avec batterie solution de stockage pour autoconsommation avec revente surplus

Autoconsommation avec stockage : pourquoi ?

Moins dépendre du réseau


Vous souhaitez produire votre électricité et devenir moins dépendant du réseau ?

Depuis 2017, c’est possible avec l’installation de panneaux solaires en autoconsommation.

Vous avez en effet la liberté de produire et de consommer votre propre électricité.

Concrètement, vos panneaux photovoltaïques produisent de l’électricité grâce au rayonnement du soleil et alimentent ensuite en direct votre habitation (chauffe-eau, chauffage, piscine, plaques à induction…)

L’autoconsommation avec revente du surplus permet généralement d’atteindre un taux d’autonomie compris entre 20 et 45%.

 

installation solaire photovoltaïque autoconsommation avec vente du surplus sur maison individuelle

 

Vous souhaitez aller plus loin et répondre à une plus grosse partie de vos besoins en électricité ?

Une solution de stockage associée à vos panneaux solaires est alors la solution.

Dans ce cas, vous consommez toujours en priorité votre électricité photovoltaïque.

Cela dit, l’électricité que vous ne consommez pas va ensuite être stockée dans votre batterie au lieu d’être injectée sur le réseau. Vous pourrez ainsi bénéficier de votre production plus tard, pendant la nuit par exemple.

Une fois votre système de stockage plein, vous pouvez revendre normalement votre surplus à EDF Obligation d’Achat (OA) à 0.10€/kWh.

Autre avantage des installations photovoltaïques avec batterie, vous n’êtes plus impacté(e) par les coupures d’électricité faisant suite à un problème sur le réseau (grâce à l’onduleur présent dans votre batterie).

Vos panneaux solaires et votre batterie assurent l’alimentation de votre habitation en électricité verte.

Notez qu’un foyer équipé d’une installation en autoconsommation sans système de batterie(s) ne pourra pas continuer à profiter de sa production en cas de coupure sur le réseau.

Pourquoi ?

En cas de problème sur le réseau de distribution de l’électricité, le gestionnaire (ERDF) va envoyer une impulsion qui va faire disjoncter votre installation photovoltaïque.

 

 

 

Vous habitez en site isolé


Les sites isolés sont des habitations ou autres non reliées au réseau public de distribution d’électricité.

Pourquoi restent-ils « isolés » ?

Car il serait trop coûteux, ou trop complexe techniquement, d’étendre le réseau jusqu’à eux.

Dans ce cas, coupler panneaux solaires et batteries est véritablement la solution nécessaire pour assurer un apport d’électricité.

Précisons que dans le cas des sites isolés, il est conseillé d’opter pour l’autoconsommation totale.

En effet, une autoconsommation avec vente du surplus nécessite un raccordement afin d’envoyer la production sur le réseau et la facturer à EDF. Or, nous avons vu que ce raccordement est trop onéreux à réaliser.

Petit bonus, vous n’aurez pas à payer le Tarif d’utilisation du réseau public d’électricité (TURPE).

Pensez toutefois à remplir votre convention d’autoconsommation (CAC).

Si vous adaptez votre consommation, que le dimensionnement de votre centrale solaire et de votre batterie est bien fait, vous devriez pouvoir devenir autonome en été.

Oui, en été seulement car vos panneaux solaires produiront alors sans doute suffisamment pour répondre à l’ensemble de vos besoins en électricité.

L’hiver, vous devrez opter pour un moyen de chauffage (maison et eau chaude sanitaire) complémentaire tel qu’un poêle à bois, au fuel ou à granulés et/ou un groupe électrogène.

 

Installation en vente totale avec fin du contrat EDF AO


Si vous avez opté pour une installation photovoltaïque avec rachat de la totalité de votre production par EDF OA (obligation d’achat), votre contrat de vente dure 20 ans.

Au terme de votre contrat, vous pouvez naturellement passer à l’autoconsommation.

Il vous suffit d’équiper votre système photovoltaïque de batteries, afin de stocker l’électricité non consommée.

 

installation solaire photovoltaïque vente totale

 

Cadre légal


L’arrêté tarifaire du 9 mai 2017 a posé un nouveau cadre réglementaire pour l’installation de batteries. Il donne la possibilité que l’installation de production soit couplée avec un dispositif de stockage, sous réserve de la mise en place d’ « un dispositif technique permettant de garantir que l’énergie stockée provient exclusivement de l’installation de production« .

Ainsi, le dispositif de stockage ne peut être chargé que par l’installation photovoltaïque : aucune puissance soutirée du réseau ne doit servir à charger la batterie. Il peut par contre se décharger pour alimenter l’installation intérieure et/ou injecter sur le réseau public.

 

CHAPITRE 3 :

Dimensionnement parc batteries installation panneaux solaires photovoltaïque autonomie

Comment bien dimensionner son parc de batteries ?

Lorsque que l’on souhaite équiper son installation de batteries, plusieurs éléments sont à prendre en compte.

Il faut tout d’abord bien comprendre les notions de charge et de décharge, de voltage et de capacité de stockage.

Pourquoi ?

Car une surcharge ou une décharge trop profonde endommage les batteries, et réduit donc leur durée de vie par exemple.

Lorsque l’on dimensionne son parc, il est donc primordial de penser à la profondeur de décharge maximale. Comme la capacité d’une batterie varie entre 30% et 80% de décharge, il faut obligatoirement prévoir une « marge » lors du dimensionnement.

 

Quelles tensions pour des batteries solaires ?


La tension d’une batterie s’exprime via son voltage.

Il existe différents voltages, en fonction de l’énergie utilisée.

Plus on utilise de l’énergie, plus la tension doit être élevée.

De ce fait, voici les voltages recommandés en fonction de la puissance de votre installation :

  • inférieure à 800 Wc, une batterie de 12V est nécessaire
  • de 800 à 1600 Wc, une batterie de 24V est nécessaire
  • supérieure à 1600 Wc, une batterie de 48V est nécessaire

 

 

Comment connaître la capacité de stockage d’une batterie ?


La capacité de stockage d’une batterie est exprimée en Ampères heures (Ah).

L’ampérage varie de 8Ah à 220Ah selon le modèle.

Lorsque l’on multiplie la tension de la batterie par ces ampères heures, on obtient une quantité d’énergie en Watt-heure.

 

 

 

 

 

CHAPITRE 4 :

types de batteries pour installations panneaux solaires photovoltaïques plomb gel lithium-ion AGM

Quels types de batterie choisir ?

Il est important de ne pas choisir n’importe quel type de batterie pour une installation photovoltaïque.

Il existe plusieurs modèles de batteries capables de stocker l’énergie verte, chacun ayant ses avantages et ses inconvénients.

Voici les différents modèles de batteries présents sur le marché :

 

Les batteries « plomb ouvert »


Les batteries au plomb se composent de plusieurs cellules individuelles ayant chacune une tension de 2V.

Les batteries à plomb ouvert sont robustes mais elles nécessitent un entretien régulier.

De plus, elles ne sont pas étanches, et doivent donc être installées dans un endroit aéré.

En effet, lorsque qu’une batterie à plomb ouvert se charge, elle libère de l’oxygène et de l’hydrogène, d’où l’obligation de la placer dans un endroit aéré.

Attention toutefois à ne pas la mettre en plein air, car en cas de grand froid, elle est très sensible au froid et peut geler !

Selon son utilisation (plus particulièrement sa décharge), une batterie à plomb ouvert pourra dépasser les 10 ans.

En effet, une batterie qui se décharge à 80% aura une durée de vie inférieure à celle qui se décharge à 20.

Elles sont idéales pour des utilisations irrégulières, par exemple sur des résidences secondaires.

 

Les batteries AGM


Les batteries AGM sont également des batteries au plomb, mais elles ne nécessitent pas d’entretien.

Elles sont étanches, et davantage sécurisantes par rapport aux batteries à plomb ouvert.

En effet, elles ne dégagent pas de chaleur lors des cycles de charge ou de décharge.

Elles ont cependant un nombre de cyclages relativement faible, et une durée de vie d’environ 10 ans.

Elles peuvent être utilisées pour un usage quotidien.

Le cyclage signifie la durée de vie des batteries. Plus le nombre de cycle est important, plus la durée de vie de la batterie sera élevée.

 

Les batteries en gel


Les batteries en gel sont une évolution haute gamme des batteries au plomb.

Elles sont résistantes et ne nécessitent pas d’entretien.

Elles sont très appréciées pour leur décharge profonde, leur durée de vie en cyclage élevé (de 600 à 1600).

Ces batteries sont cependant sensibles aux charges excessives.

Elles sont idéales pour des cycles répétitifs, en utilisation quotidienne.

 

Les batteries au lithium-ion


Dernière technologie en date, les batteries au lithium.

Le marché de ces batteries est en pleine expansion.

Et cela n’est pas uniquement dû au développement l’autoconsommation solaire comme vous pouvez vous en douter.

Trottinettes, vélos, smartphones et bien-sûr voitures, les batteries au lithium sont partout.

Ce n’est pas un hasard, ces dernières ont fait des progrès incroyables ces dernières années.

Exit les batteries au plomb et à l’acide sulfurique, toxiques et non recyclables !

Très sollicitées pour leur haute performance, les batteries au lithium ont un rendement charge-décharge supérieur 90%.

 

Comme l’indique Mathieu Morcrette, ingénieur de recherche au CNRS et directeur du Laboratoire de Réactivité et Chimie des Solides, dans son interview pour Connaissance des Énergies :

« Le rendement énergétique des batteries lithium-ion est légèrement inférieur à 100% en raison des pertes d’énergie par effet Joule (échauffement de la batterie lors de la charge). En matière de performances, les batteries lithium-ion sont celles qui peuvent à l’heure actuelle stocker le plus d’énergie par unité de masse (Wh/kg) ou par unité de volume (Wh/l). »

 

Les batteries lithium-ion (li) peuvent également atteindre un nombre de cycles très important. Elles sont cependant relativement sensibles aux décharges profondes.

En effet, elles restent performantes plus longtemps lorsqu’elles ne subissent qu’une décharge partielle plutôt qu’un cycle complet de décharge/recharge.

Pour optimiser leur durée de vie, il existe des régulateurs qui permettent de réguler la charge des batteries.

En effet, le régulateur de charge permet de protéger les batteries contre les décharges profondes et les charges excessives.

Autre avantage, elles ne nécessitent pas d’entretien, et ont une durée de vie supérieure aux autres systèmes de stockage.

Enfin, leur bilan écologique est également bien meilleur comparé à des batteries au plomb.

Le niveau de recyclage de ces batteries est actuellement proche de 70%. De nombreux investissements sont réalisés chaque année afin d’améliorer le processus de recyclage.

 

Batteries de voiture et panneaux solaires


Oui… MAIS !

Oui, vous pouvez utiliser des batteries de voiture pour stocker l’électricité des panneaux photovoltaïques.

En effet, l’utilisation de batteries de voiture comme solution de stockage est très fréquente en sites isolés.

MAIS une batterie de ce type n’est pas adaptée au cyclage. En effet, les batteries automobiles fournissent un courant de démarrage élevé pendant une courte durée.

Avec le fonctionnement cyclique solaire, les batteries de démarrage d’une automobile serait inutilisable après seulement quelques jours.

De ce fait, il vaut mieux investir directement dans des batteries qui vous coûteront moins cher dans le temps.

 

 

 

CHAPITRE 5 :

Prix batteries pour installation panneaux solaires photovoltaïques

Quel coût pour une batterie ?


Quel prix pour gagner en autonomie ?

Il est encore difficile de vous indiquer un prix moyen ou maximum conseillé.batterie pour stockage électricité panneaux solaires photovoltaïques LG Lithium ion

En effet, les coûts varient fortement selon la marque, le modèle et bien sûr la capacité de stockage.

Pour vous donner une idée, voici les fourchettes de prix des batteries sur le marché pour 1kWh.

Il faut compter entre :

  • 80€ et 250€ pour une batterie à plomb ouvert ;
  • 200€ et 400€ pour une batterie étanche AGM ;
  • 250€ et 500€ pour une batterie gel ;
  • 600 et 1000€ pour une batterie lithium.

 

Pour une batterie Lithium-Ion de la marque LG, comptez moins de :

  • 3 000€ pour 3,3 kWh ;
  • 4 500€ pour 6,5 kWh ;
  • 6 000€ pour 10 kWh.

 

CHAPITRE 6 :

Recyclage batterie pour installation photovoltaïque

Comment bien recycler ses batteries ?


Pour éviter toute pollution de l’environnement par des substances nocives, il est important de recycler les batteries usagées.

Pour cela, il existe des points de collecte municipaux qui reprennent les batteries hors d’usages et les transferts vers un centre de recyclage.

Ce recyclage des batteries fonctionne déjà très bien comme nous avons pu le voir ensemble.

Comme vous avez pu le lire, les batteries associées à des panneaux solaires sont un bon moyen pour gagner en autonomie. Le marché du stockage a donc un avenir prometteur.

Face aux dernières innovations technologiques, à la production à grande échelle ainsi qu’à l’arrivée de nouveaux acteurs comme Tesla, les coûts du stockage tendent à baisser et les technologies deviennent de plus en plus fiables et performantes.

 

CHAPITRE 7 :

batteries panneaux solaires photovoltaïque demain futures

Quelles sont les batteries du futur ?

Les batteries au lithium sont encore en développement que déjà, d’autres technologies encore moins polluantes sont en phase d’expérimentation :

 

Les batteries à hydrogène


La génération de l’électricité se fait grâce à l’électrolyse.

Cela fait de nombreuses années que la recherche travaille à ce sujet.

L’hydrogène est l’un des plus petits atomes, ce qui ne facilite pas le stockage. Qui plus est, le coût de l’électrolyse et ceux des catalyseurs sont encore problématiques.

Les acteurs de l’hydrogène ont rencontré Nicolas Hulot cet été.

Ils réclament un plan de soutien pour créer un véritable secteur français !

 

Les batteries au sel


Oui, vous avez bien lu.

Un groupe de chercheurs du CNRS et du CEA a déjà présenté en 2015 un prototype de batterie sodium-ion.

Le premier avantage de cette batterie est de remplacer le lithium par du sodium, un élément très abondant sur Terre.

Ensuite, elle possède une durée de vie importante avec ses 2000 cycles de charge et de décharge tout en proposant des caractéristiques comparables à la technologie lithium.

Enfin, elle pourrait être produite massivement et à un coût très faible.

 

Les batteries à la rhubarbe


L’ADEME (Agence de l’Environnement et de la Maitrise de l’Energie) soutient également d’autres recherches plus ou moins surprenantes.

En effet, des sels minéraux obtenus à partir de résidus de fruits comme la rhubarbe, pourraient demain servir à obtenir une matière première moins polluante.

On parle ici de batteries à flux organique ou « Quinones-Redox Flow »

 

C’est la fin de notre guide. J’espère qu’il vous a plu !

Faites le moi savoir dans les commentaires.

Si vous pensez que je suis passé à côté de quelque chose, faites-le également savoir en laissant un commentaire 🙂


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