Tout savoir sur les batteries pour panneaux solaires en 2017

Vous souhaitez devenir plus autonome face au réseau électrique ?

Les batteries peuvent 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 !

Pourquoi associer des batteries à des panneaux solaires ?

Les batteries associées à des panneaux solaires permettent de stocker l’électricité non consommée.

Les batteries se chargent durant la journée et peuvent ainsi alimenter en électricité un foyer la nuit, ou alors durant des jours de mauvais temps.

Nous pouvons distinguer 3 cas où les batteries peuvent utiles :

  • Vous souhaitez faire de l’autoconsommation et gagner en autonomie

Lorsque vous faites de l’autoconsommation, l’électricité générée par vos panneaux solaires est consommée directement par vos appareils électriques.

Une partie de l’électricité n’est pas consommée instantanément sur place.

Elle peut être :

a) vendue sur le réseau, ce que l’on appelle communément la vente de surplus. Ce surplus sera vendu sur le réseau au tarif de 0.10€ le kilowatt-heure (kWh) ; 

b) stockée dans des batteries afin d’être consommée ultérieurement ;

c) ou bien les deux à la fois. Dans ce cas, l’électricité qui ne serait pas directement consommée irait en priorité dans vos batteries. L’éventuel excédent sera vendu sur le réseau.

Notez que nous utilisons l’expression « gagner en autonomie« .

Celle-ci n’est pas choisie au hasard.

En effet, comme nous allons le voir par la suite, devenir 100% autonome n’est pas aussi simple que ce que vous pouvez entendre ailleurs (coucou la concurrence).

 

  • Vous habitez dans un 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 peut être une véritable solution 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.

Mais, ce raccordement est trop onéreux pour être réalisé.

 

site isolé panneaux solaires

 

  • Vous possédez une installation photovoltaïque et votre contrat d’achat d’électricité se termine

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.

Cela dit, vos panneaux ont une durée de vie bien supérieure à 20 ans (30 ans en moyenne).

Au terme de votre contrat, vous pouvez donc tout à fait passer à l’autoconsommation. Il vous suffit d’équiper votre système photovoltaïque de batteries, afin de stocker l’électricité non consommée.


 

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 est essentiel de bien comprendre les notions de charge et de décharge, les voltages ainsi que les capacités de stockage.

En effet, une surcharge ou une décharge trop profonde endommage les batteries, et réduit donc leur durée de vie. Lorsque l’on dimensionne son parc, il faut 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.

Faisons ensemble un tour d’horizon des aspects techniques des batteries pour panneaux solaires.

Quels types de batteries ?

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), un 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 sporadiques, 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 élevé.

 

  • 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

Dernière technologie en date, les batteries au lithium.

Très sollicitées pour leur haute performance, ces batteries peuvent atteindre un nombre de cycles important.

Cependant, il est impératif d’éviter une décharge trop profonde et une charge trop importante, car la batterie serait irrémédiablement endommagée.

Elles ne nécessitent pas d’entretien, et ont une durée de vie supérieure aux batteries au plomb.

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

 

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Vous l’aurez compris, la durée de vie des batteries dépend de son cycle de charge et de décharge.

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. Ces deux conditions peuvent considérablement réduire la durée de vie d’une batterie.

 

Peut-on coupler des batteries de voiture à des panneaux solaires ?

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.

 

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.

 

Comment dimensionner au mieux son installation ?

Afin de déterminer la capacité de stockage nécessaire, il faudra au préalable calculer l’énergie consommée chaque jour par le foyer, ainsi que le désir d’autonomie désiré. En effet, l’autonomie peut varier, de 3 jours à 15 jours. Cela dépend principalement des conditions météorologiques de votre région.

Voyons cela à travers 3 cas d’étude :

  • Cas numéro 1 : Un foyer tout électrique de 4 personnes avec une consommation moyenne de 10.000 kWh par an, soit 27kWh par jour, avec un désir d’autonomie de 2 jours.
    Dans ce cas précis, l’autonomie avec des batteries aura un coût très important.
    En effet, les batteries devront avoir une capacité de stockage très importante afin d’assurer les besoins du foyer.
    Il faudra des batteries capables de stocker plus de 27kWh de production.
    Mais, avec les pertes ainsi que les capacités limitées des batteries (il ne faut pas les décharger totalement), vous devrez prévoir des batteries capables de stocker plus de 45kWh.

 

  • Cas numéro 2 : Un foyer alimenté principalement au gaz, avec une consommation annuelle de 4.000kWh. Ce foyer consomme 11kWh par jour, et désire une autonomie de 2 jours.
    Les batteries doivent donc être capables de stocker 19kWh.

 

  • Cas numéro 3 : Un foyer en site isolé, avec une consommation de 1.000kWh par an, soit 2,7kWh par jour. Avec un chauffage au bois, les panneaux génèrent de l’électricité pour les appareils électriques. Tout comme le cas précédent, le coût pour gagner en autonomie pour 2 jours sera inférieur à 2000€. Pour être autonome à 100%, il faudra augmenter les capacités de stockage tout en envisageant une autre source d’électricité provenant des énergies renouvelables.

site isolé panneaux solaires batteries

 

De manière générale, les batteries pour panneaux solaires n’ont pas pour but de vous rendre 100% autonome du réseau électrique.

L’autonomie à 100% reste très difficile pour les foyers moyens, tant au niveau technique que financier.

Pourquoi ?

Parce que, actuellement, le prix des batteries est encore très élevé, notamment celles au lithium.

Et, il vous faudrait remplir votre garage d’un important parc de batteries pour assurer une autonomie à 100%.

C’est pourquoi il convient donc de dire « gagner en autonomie« .

Pour des sites isolés non raccordés au réseau électrique, il convient généralement d’ajouter une autre source d’énergie renouvelable, comme une éolienne ou des micro-centrales hydrauliques.

De plus, un groupe électrogène sera indispensable pour apporter un soutien aux installations d’énergies renouvelables

 

Quel prix pour gagner en autonomie ?

Il est encore difficile de vous indiquer un prix moyen ou maximum conseillé.

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

Dans l’ensemble, le stockage avec des batteries est encore relativement onéreux.

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 ;
  • Entre 200€ et 400€ pour une batterie étanche AGM ;
  • Entre 250€ et 500€ pour une batterie gel ;
  • Entre 600 et 1000€ pour une batterie lithium.

Attention toutefois à ne pas oublier la notion de décharge expliqué plus tôt.

Il faut encore ajouter à ce prix la main d’œuvre,  ainsi qu’un régulateur et un onduleur qui vous permettra de convertir le courant continu en courant alternatif.

 

Comment bien recycler ses batteries ?

Les batteries ne sont pas irréprochables du point de vue écologique, car elles contiennent des métaux très polluants. Une batterie au plomb laissée dans la nature polluerait 1m³ de terre pendant plus de 100 ans.

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 transfèrent vers un centre de recyclage. En Europe, les batteries au plomb sont recyclées à 95%. Le plomb récupéré sert alors pour la production de batteries neuves.

 

Alors, pensez-vous que les batteries sont dès aujourd’hui une solution viable ?

Comme vous avez pu le lire, les batteries associées à des panneaux solaires sont un bon moyen pour gagner en autonomie. Cette technologie demeure encore onéreuse, mais les prix devraient baisser dans les années à venir !

En effet,  le marché du stockage a 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.

La technologie devient de plus en plus fiable et performante.

Ainsi, les prix pour une batterie au lithium, dernière technologie, devraient se situer aux alentours de 400€/kWh en 2025.

 

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