La batterie solaire pour stocker l’électricité de ses panneaux photovoltaïque

Les deux principaux problèmes de l’électricité produite par panneaux photovoltaïques est la dépendance à la lumière du jour et la nécessité de consommer instantanément l’électricité produite.
C’est là qu’intervient la batterie solaire, seul moyen de pouvoir stocker l’électricité excédentaire produite pendant la journée pour une utilisation ultérieure.
Mais cette solution est-elle plus rentable que la revente de l’électricité excédentaire et l’achat de l’électricité « manquante » sur le réseau publique ?

La batterie solaire : comment ça marche ?

1 Tout commence avec vos panneaux solaires. Lorsque le soleil brille, les panneaux solaires captent la lumière du soleil grâce aux cellules solaires en silicium et la convertissent en électricité.
Cette électricité est en courant continue (DC).

2 L’électricité produite est ensuite acheminée vers la batterie solaire.
À l’intérieur de la batterie, cette énergie est stockée sous forme chimique.
Cela permet de conserver l’électricité pour une utilisation ultérieure, par exemple la nuit ou les jours nuageux, quand les panneaux solaires ne produisent pas suffisamment d’énergie.

3 Pour utiliser l’énergie stockée dans la batterie, elle doit être convertie de courant continu (DC) en courant alternatif (AC), car la plupart des appareils ménagers fonctionnent avec du courant alternatif. Cette conversion est réalisée par un appareil appelé onduleur.

4 Les systèmes de batterie solaire modernes sont souvent équipés de technologies intelligentes.
Celles-ci permettent de gérer efficacement quand et comment l’énergie stockée est utilisée, en priorisant parfois l’utilisation de l’énergie solaire directe ou en stockant de l’énergie pour une utilisation pendant les heures de pointe, lorsque l’électricité est plus chère.

Quels sont les différents types de batteries solaire ?

Les batteries solaires au « plomb ouvert »

Longtemps, la batterie au plomb ouvert fut la principale option pour stocker l’électricité des panneaux solaires.
Cette batterie utilise un liquide acide, similaire à celle d’une voiture, mais plus grande pour le stockage d’énergie solaire.
Elle doit être gardée au frais et bien ventilée, car la chaleur diminue sa durée de vie et elle émet de l’hydrogène en chargeant.
Il ne faut pas la laisser dehors pour éviter qu’elle ne gèle.
Malgré l’émergence de technologies plus avancées, son faible coût et sa fiabilité la rendent encore populaire

✅ Avantages	⭕ Inconvénients
Coût initial faible	Volumineuse
Technologie éprouvée et fiable	Entretien régulier requis (niveau d’eau)
Convient pour une utilisation irrégulière	Durée de vie réduite par la chaleur
Possibilité de maintenance	Risque de dégagement de gaz (hydrogène) lors de la charge

Les batteries solaires AGM

C’est une batterie au plomb scellée, qui se distingue par l’absence de nécessité d’entretien. Elle est également étanche et ne libère ni hydrogène ni chaleur lors des cycles de charge et de décharge, ce qui convient à un usage quotidien et répété sans que les performances soient altérées.
Toutefois, comme les autres batteries au plomb, elle est sensible à la chaleur, coûte plus cher que les modèles au plomb ouvert, et sa longévité en cas de nombreux cycles de charge est limitée, avec une profondeur de décharge généralement autour de 80 %.

✅ Avantages	⭕ Inconvénients
Pas besoin d’entretien	Prix un peu plus élevé
Ne dégage pas d’hydrogène ou de chaleur	Cycle de vie faible
Adaptée aux utilisations quotidiennes et répétées	Sensible à la chaleur
Performances stables malgré l’usage régulier	Risque de dégagement de gaz (hydrogène) lors de la charge

Les batteries solaires Gel

Les batteries solaires de type gel sont considérées comme des batteries haut de gamme par rapport aux batteries au plomb.
Elles offrent des avantages tels que l’étanchéité, l’absence d’entretien, une meilleure résistance aux décharges profondes, et une durée de vie de 6 à 10 ans dans des applications solaires.
Cependant, elles ne conviennent pas aux charges et décharges rapides et sont plus coûteuses que les batteries au plomb traditionnelles.
Elles doivent également être conservées dans un environnement frais pour une performance optimale.

✅ Avantages	⭕ Inconvénients
Pas besoin d’entretien	Prix beaucoup plus élevé
Ne dégage pas d’hydrogène ou de chaleur	Sensible au rythme élevé de charge et de décharge
Bonne Profondeur de décharge	Sensible à la chaleur
Performances stables malgré l’usage régulier	Toxique pour l’environnement

Les batteries solaires au lithium

Les batteries solaires au lithium sont les plus avancées, on les retrouve par exemple dans les Tesla.
Plus légères et compactes que les batteries au plomb, les batteries au lithium offrent une plus grande profondeur de décharge et une longévité remarquable.
Sur le plan environnemental, elles présentent un taux de recyclage d’environ 70 %, surpassant les batteries au plomb.
Leur coût élevé constitue cependant un frein, elles sont pour l’instant peu rentables pour l’application du solaire résidentiel.

✅ Avantages	⭕ Inconvénients
Meilleure durée de vie	Prix très élevé
Plus compacte	Capacité de stockage similaire
Bonne Profondeur de décharge	Retour sur investissement long
Recyclable a 70%

Les batteries virtuelles

Le stockage virtuel est une option qui permet de gérer l’excédent d’énergie solaire sans utiliser de batteries physiques.
En pratique, au lieu de sauvegarder l’énergie dans une batterie chez vous, l’excès d’énergie produit est envoyé au réseau général.
Vous ne stockez pas vraiment l’électricité, vous la partagez, avec l’idée de la reprendre quand vous en aurez besoin.

L’un des gros avantages par rapport au stockage physique, c’est qu’il n’y a pas de limite en termes de capacité de stockage ou de durée, ce qui offre une flexibilité pour l’utilisation de l’énergie stockée.
Cependant, utiliser le réseau implique des coûts supplémentaires comme les taxes et les frais de transport de l’énergie.

✅ Avantages	⭕ Inconvénients
Pas de batterie physique nécessaire	Taxes sur l’électricité stockée
Capacité de stockage illimitée	Non disponible pour les sites isolés
Réduction des coûts	Dépendance au réseau électrique
Plus écologique	Abonnement payant

Quelles informations connaitre avant de choisir la batterie solaire ?

Quelle est la quantité maximale stockée dans une batterie solaire ?

La capacité de la batterie solaire est généralement mesurée en wattheures (Wh), plus la capacité de la batterie est grande, plus elle peut stocker d’énergie.
Cependant, les fabricants indiquent souvent la capacité de leurs produits en ampère-heure (Ah). 
Pour obtenir l’énergie équivalente en watt-heure, il vous suffit de prendre le chiffre en ampère-heure et de le multiplier par la tension en volts disponible aux bornes des batteries.

Ah x V = Wh

Pour illustrer, prenons l’exemple d’une batterie qui affiche une tension de 24V et une capacité de 100Ah ; elle est donc capable de stocker un maximum de 2400Wh

Il existe différents types de batteries solaires, elles ont chaque-une une densité d’énergie différente, ce qui signifie qu’elles peuvent stocker des quantités variables d’énergie pour une même capacité en termes de poids et de volume.

Un autre aspect essentiel qui influe sur la capacité de stockage d’une batterie est son temps de décharge qui s’exprime sous forme de C5, C20 ou C100, correspondant respectivement à des durées de décharge de 5 heures, 20 heures ou 100 heures.

	Plomb ouvert	AGM	Gel	Lithium
Stockage	10 à 120 Ah	12 à 240 ah	200 à 250+ ah	100+ ah

Quelle est l’autonomie d’une batterie solaire ?

L’autonomie minimum recommandée pour une installation solaire est de 3 jours.
La batterie solaire doit être capable de stocker suffisamment d’énergie pour couvrir les besoins électriques du foyer pendant 3 jours sans ensoleillement.
Par exemple, si la consommation électrique d’une installation est de 1000 watts par jour, la batterie doit avoir une capacité d’au moins 3000 wattheures.

Toujours grâce au calcul, Ah x V = Wh, si vous disposer d’une tension de 24V aux bornes des batteries, il faudra opter pour une batterie ayant une capacité de 125Ah.

La profondeur de décharge maximale (DOD) est le pourcentage de la capacité totale d’une batterie qui peut être déchargée sans affecter de manière significative sa durée de vie

Sachant qu’il est conseillé de ne pas laisser une batterie se décharger au-delà des 60%, la capacité réelle devra plutôt se situé aux alentours des 300ah.
Dans certains cas, il peut même être nécessaire d’augmenter l’autonomie de la batterie. Par exemple, si l’installation est située dans une région très peu ensoleillée

	Plomb ouvert	AGM	Gel	Lithium
Décharge maximale	30%	50%	100%	100%

Quelle est la durée de vie d’une batterie solaire ?

La longévité d’une batterie solaire est essentielle, c’est l’un des éléments à prendre en compte lors de votre choix

La longévité d’une batterie solaire est mesurée en nombre de cycles complets de charge et de décharge qu’une batterie peut subir.
La température, le taux de charge/décharge, et la manière dont la batterie est maintenue influencent aussi sa durée de vie.
Les températures extrêmes, par exemple, peuvent réduire la durée de vie des batteries.

Pour calculer la durée de vie d’une batterie solaire, il est nécessaire de connaître la profondeur de décharge maximale (DOD) de la batterie.
La DOD est le pourcentage de la capacité totale de la batterie qui peut être déchargée sans affecter de manière significative sa durée de vie (environ 70%)

Le calcul de la durée de vie d’une batterie solaire est le suivant :
Durée de vie (années) = Nombre de cycles de charge-décharge / (DOD / 100)

Par exemple, une batterie solaire avec une durée de vie de 500 cycles et une DOD de 70 % aura une durée de vie d’environ 7,1 années :
Durée de vie (années) = 500 / (70 / 100) = 7,1

	Plomb ouvert	AGM	Gel	Lithium
Durée de vie	3-5 ans	4 ans	6-10 ans	+ 10 ans

Combien de batteries solaires ai-je besoin ?

Il faudra calculer la quantité totale d’électricité que vous utilisez chaque jour en kilowatt-heures (kWh), puis déterminez la capacité de stockage de la batterie, en ampères-heures (Ah) et sa profondeur de décharge (DoD) recommandée (come vu précédemment)

Pour avoir combien de batteries solaires vous devez installer, vous devez faire le calcul suivant :

Nombre de batteries = Consommation électrique (kWh/j) x Autonomie souhaitée (j) / Capacité d’une batterie (kWh)

💡 Mais rassurez, vous, si là encore cela peut paraitre compliqué, c’est de toute façon votre installateur qui saura au mieux déterminer toutes les caractéristiques dont la batterie aura besoin !

Combien coute une batterie solaire ?

Évidemment, le coût sera le principal élément à prendre en compte.
Les prix sont déterminés en fonction du type et de la taille des batteries, débutant à quelques centaines d’euros à plus de quelques milliers d’euros

	Plomb ouvert	AGM	Gel	Lithium
Prix	150 à 400 €	300 à 700 €	500 à 2 500 €	1 500 à 6 000 €

Tableau récapitulatif

	Plomb ouvert	AGM	Gel	Lithium
Durée de vie	3-5 ans	4 ans	6-10 ans	+ 10 ans
Stockage	10 à 120 Ah	12 à 240 ah	200 à 250+ ah	100+ ah
Décharge maximale	30%	50%	100%	100%
Nombre de cycle	400 à 500	600 à 900	800 à 1200	2000 à 6000
Prix	150 à 400 €	300 à 700 €	500 à 2 500 €	1 500 à 6 000 €

Est-ce rentable d’investir dans une batterie de stockage ?

Il est clair que les solutions actuelles pour le stockage de l’énergie solaire sont loin d’être parfaites quand on possède des panneaux solaires photovoltaïques.
Les batteries traditionnelles sont très chères et bénéficient d’une longévité moindre, la durabilité et le coût de remplacement des batteries constituent un frein considérable.
Malgré les progrès, les batteries restent une technologie onéreuse. Leur capacité à stocker l’énergie diminue progressivement, et leur coût se situe entre 150 et 600 euros par kilowattheure

Concernant le coût d’une batterie virtuelle, il est moins élevé qu’une batterie physique. Vous ne payez pas l’achat de la batterie elle-même, mais plutôt un abonnement mensuel ou annuel.
Ce coût couvre les frais de gestion de la plateforme, les frais d’acheminement de l’électricité et parfois des services supplémentaires.
Bien qu’elles permettent une flexibilité en termes de gestion de l’énergie stockée, ces systèmes peuvent entraîner des pertes énergétiques lors de la conversion et du stockage de l’énergie.

👎 En général on observe que le coût par kWh stocké est nettement supérieur au tarif réglementé de vente (TRV) d’EDF, il est donc très difficile d’économiser en installant une batterie domestique pour le moment

Quelles autres solutions au stockage de l’électricité photovoltaïque ?