Les deux principaux problèmes de l’électricité produite par panneaux photovoltaïques est la dépendance à la lumière du jour et la nécessité de consommé 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.
Cependant il sera important de se demander si cette solution est plus rentable que celle de revendre l’électricité excédentaire produite et racheter à EDF l’électricité « manquante ».
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.
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 |
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 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 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 rentable 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% |
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.
Pour bénéficier du stockage virtuel, les propriétaires de systèmes photovoltaïques doivent souscrire à un contrat auprès d’un fournisseur. Le contrat définit les modalités de stockage, notamment le prix de l’électricité excédentaire injectée dans le réseau.
Le coût de l’abonnement mensuel est généralement compris entre 10 et 20 euros par mois. Ce coût couvre les frais de gestion et de maintenance du service.
Le prix de l’électricité injectée dans le réseau est généralement compris entre 0,04 et 0,06 euros par kWh.
Ce prix est inférieur au prix de l’électricité achetée au réseau, ce qui permet aux propriétaires de systèmes photovoltaïques de générer des revenus supplémentaires.
Avec le stockage virtuel vous devez être raccordé au réseau électrique, alors qu’avec la batterie physique vous pouvez en être déconnecté et être 100% autonome.
✅ 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 |
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 |
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% |
✅ Jusqu’à 3 330 € d’aides et subventions
✅ Jusqu’à 70 % d’économie d’électricité
✅ Une énergie gratuite et non taxée
✅ Une solution écologique et durable
✅ Allez vers l’autoconsommation d’électricité
✅ Revendez le surplus d’électricité
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 |
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 !
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’€
Plomb ouvert | AGM | Gel | Lithium | |
Prix | 150 à 400 € | 300 à 700 € | 500 à 2 500 € | 1 500 à 6 000 € |
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 € |
Il est clair que les solutions actuelles pour le stockage de l’énergie solaire sont loin d’être parfaites quand on possède un panneau solaire photovoltaïque.
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.
D’autre part, les modèles de stockage d’énergie décentralisés, souvent appelés “batteries virtuelles”, impliquent également certains frais. Bien qu’ils 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
On l’a vue la batterie solaire coute cher, il peut être très long de la rentabiliser
Plutôt que de stocker l’énergie en surplus vous pouvez l’utiliser pour alimenter un ballon d’eau chaude sanitaire.
Pour faire simple, l’énergie excédentaire produite par vos panneaux photovoltaïques est dirigée vers une résistance chauffante dans le chauffe-eau, élevant ainsi la température de l’eau stockée pour une utilisation ultérieure.
Par ailleurs, la revente de l’électricité constitue une autre option financièrement intéressante.
Vous avez la possibilité de commercialiser le surplus d’énergie non utilisé en le vendant à des entités telles que EDF OA (Obligation d’Achat), qui sont mandatées par la loi à acheter cette énergie renouvelable.
Le prix de rachat est déterminé par l’État et est garanti sur une période de 20 ans.
✅ Jusqu’à 1100 € d’aides et subventions
✅ Jusqu’à 70 % d’économie d’électricité
✅ Une énergie gratuite et non taxée
✅ Une solution écologique et durable
✅ Visez l’autoconsommation
✅ Revendez le surplus d’électricité
Le taux d’autoconsommation solaire correspond à la quantité d’électricité autoproduite que vous utilisez pour vos besoins quotidiens en électricité. Par exemple, si vos panneaux solaires produisent 100 kW d'électricité et que vous n’utilisez que 20 kW, le taux d’autoconsommation est de 20 %
La puissance nécessaire pour être autonome en électricité grâce à des panneaux photovoltaïques dépendra de votre consommation d'électricité, de l'ensoleillement de votre région et de l'efficacité de vos panneaux solaires.
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