Installation Solaire

Batteries solaires : Le guide

Le 16/08/2022 , mis à jour le 18/08/2022 - 36 minutes de lecture
maison solaire avec panneaux solaires et batteries
Icone de demande de devis d'installateurs photovoltaïques

Une batterie solaire peut être un ajout judicieux à votre installation photovoltaïque. Elle vous aide à stocker l’électricité excédentaire que vous pouvez utiliser lorsque vos panneaux solaires ne produisent pas assez d’énergie.

Lorsque vous comparez des devis pour différents dispositifs de batteries solaires, il peut être difficile de déterminer quelles sont les caractéristiques prépondérantes, et ce pour une bonne raison : Le stockage d’énergie solaire est si récent que vous ne connaissez probablement personne à questionner qui possède une batterie ! Bien que chaque batterie doive répondre à certaines exigences de fiabilité et de sécurité pour pouvoir être vendue et installée en France, en dehors de ces normes, les spécifications des batteries disponibles sur le marché aujourd’hui sont très peu standardisées.

Si vous cherchez la réponse à la question « Comment fonctionnent les batteries solaires ?« , cet article vous expliquera ce qu’est une batterie solaire, les différentes technologies de batteries solaires, comment les batteries solaires fonctionnent avec une installation solaire, et les avantages du stockage.

Sommaire

Qu’est-ce qu’une batterie solaire ?

Commençons par une réponse simple à la question « Qu’est-ce qu’une batterie solaire ? » :

Une batterie solaire est un dispositif que vous pouvez ajouter à votre centrale photovoltaïque pour stocker l’excédent d’électricité généré par vos panneaux solaires. Vous pouvez ensuite utiliser cette énergie stockée pour alimenter votre maison lorsque vos panneaux solaires ne produisent pas assez d’électricité, notamment la nuit, les jours nuageux ou lors de pannes de courant.

L’intérêt d’une batterie solaire est que maximiser l’utilisation de l’énergie solaire que vous produisez. Si vous n’avez pas de batterie de stockage, l’électricité excédentaire produite par l’énergie solaire est envoyée sur le réseau, ce qui signifie que vous produisez de l’électricité et que vous la fournissez à d’autres personnes sans profiter pleinement de l’électricité produite par vos panneaux.

La technologie de stockage de l’énergie existe depuis des décennies. Si les batteries elles-mêmes remontent aux années 1800, les premières batteries lithium-ion utilisées dans le stockage solaire ont été développées dans les années 1970 et commercialisées par Sony en 1991. Depuis, la technologie des batteries a rapidement évolué et contribue à accélérer la transition des combustibles fossiles vers les énergies renouvelables. La technologie de stockage par batterie est un élément clé pour garantir que les maisons solaires puissent rester alimentées en électricité lorsque le soleil ne brille pas. Vous serez peut-être surpris d’apprendre comment le stockage sur batterie peut vous aider à rentabiliser au maximum votre investissement solaire.

Illustration batterie solaire

Comment les batteries solaires fonctionnent avec une installation photovoltaïque ?

Tout le processus commence par la production d’énergie par les panneaux solaires sur le toit. Voici une décomposition étape par étape de ce qui se passe avec un système couplé au courant continu :

🔌 La lumière du soleil frappe les panneaux solaires et l’énergie est convertie en électricité Courant Continu (CC).
🔌 L’électricité entre dans la batterie et est stockée sous forme d’électricité CC.
🔌 L’électricité CC quitte ensuite la batterie et entre dans un onduleur pour être convertie en électricité Courant Alternatif (CA) que la maison peut utiliser.

Le processus est légèrement différent avec un système à couplage CA.

🔌 La lumière du soleil frappe les panneaux solaires et l’énergie est convertie en électricité CC.
🔌 L’électricité entre dans l’onduleur pour être convertie en électricité CA que la maison peut utiliser.
🔌 L’électricité excédentaire passe ensuite par un autre onduleur pour être reconvertie en électricité CC qui peut être stockée pour plus tard.
🔌 Si la maison a besoin d’utiliser l’énergie stockée dans la batterie, cette électricité doit repasser par l’onduleur pour devenir de l’électricité CA.

Fonctionnement des batteries solaires avec un onduleur hybride

Si vous avez un onduleur hybride, un seul appareil peut convertir l’électricité CC en électricité CA et peut également convertir l’électricité CA en électricité CC. Par conséquent, vous n’avez pas besoin de deux onduleurs dans votre système photovoltaïque (PV) : un pour convertir l’électricité de vos panneaux solaires (onduleur solaire) et un autre pour convertir l’électricité de la batterie solaire (onduleur à batterie).

Également appelé onduleur à batterie ou onduleur hybride relié au réseau, l’onduleur hybride combine un onduleur à batterie et un onduleur solaire en un seul équipement. Il élimine le besoin d’avoir deux onduleurs séparés dans la même installation en fonctionnant comme un onduleur à la fois pour l’électricité de votre batterie solaire et l’électricité de vos panneaux solaires.

Les onduleurs hybrides sont de plus en plus populaires car ils fonctionnent avec et sans stockage sur batterie. Vous pouvez installer un onduleur hybride dans votre système d’énergie solaire sans batterie lors de l’installation initiale, ce qui vous donne la possibilité d’ajouter un stockage d’énergie solaire par la suite.

afficheur onduleur SMA

Avantages du stockage dans des batteries solaires

L’ajout d’un dispositif de stockage pour les panneaux solaires est un excellent moyen de s’assurer que vous tirez le meilleur parti de votre système d’énergie solaire. Voici quelques-uns des principaux avantages d’un système de stockage sur batterie solaire à domicile :

⚡️ Stockage de la production excédentaire d’électricité

Vos modules photovoltaïques peuvent souvent produire plus d’électricité que vous n’en avez besoin, surtout les jours ensoleillés où il n’y a personne à la maison. Si vous n’avez pas de système de stockage sur batterie, l’énergie supplémentaire sera envoyée sur le réseau public. Si vous faites de la vente du surplus, vous valorisez cette injection sur le réseau mais si vous faites de l’autoconsommation totale, cet excédent n’est pas valorisé.

Avec le stockage sur batterie, l’électricité supplémentaire charge votre batterie pour une utilisation ultérieure, au lieu d’être envoyée au réseau. Vous pouvez utiliser l’énergie stockée pendant les périodes de faible production, ce qui réduit votre dépendance à l’égard du réseau électrique.

⚡️ Dépanner en cas de panne de courant

Comme vos batteries peuvent stocker l’excédent d’énergie produit par vos panneaux solaires, votre maison aura de l’électricité disponible pendant les coupures de courant et les autres périodes où le réseau est hors service.

⚡️ Réduction de votre empreinte carbone

Avec le stockage sur batterie pour panneaux solaires, vous pouvez vous mettre au vert en tirant le meilleur parti de l’énergie propre produite par votre système de panneaux solaires. Si cette énergie n’est pas stockée, vous devrez compter sur le réseau électrique lorsque vos panneaux solaires ne produisent pas assez d’électricité pour répondre à vos besoins. Cependant, en France, une part de l’électricité du réseau est produite à l’aide de combustibles fossiles, et il est donc probable que vous utilisiez de l’énergie sale lorsque vous vous approvisionnez sur le réseau.

⚡️ Fournit de l’électricité même après le coucher du soleil

Lorsque le soleil se couche et que les panneaux solaires ne produisent pas d’électricité, le réseau intervient pour fournir l’énergie dont vous avez besoin si vous n’avez pas de batterie de stockage. Avec une batterie solaire, vous utiliserez davantage votre propre électricité solaire la nuit, ce qui vous donnera une plus grande indépendance énergétique et vous aidera à contenir votre facture d’électricité.

⚡️ Une solution silencieuse pour les besoins en énergie de secours

Une batterie solaire est une solution de stockage d’énergie de secours 100 % silencieuse. Vous bénéficiez d’une énergie propre sans entretien et vous n’avez pas à subir le bruit d’un générateur de secours fonctionnant au gaz, au fioul,…

Inconvénients du stockage dans des batteries solaires

👎 Actuellement coûteux, le temps de retour sur investissement peut être long. Les batteries solaires haut de gamme ont des coûts initiaux importants, qui prendront du temps avant d’offrir un retour sur investissement.

👎 Il est probable qu’il faille les remplacer pendant la durée de vie d’un système photovoltaïque. Les batteries solaires ont une durée de vie relativement courte, certains modèles n’atteignant que cinq ans, d’autres 15 ans au maximum. C’est moins de la moitié de la durée de vie d’un panneau photovoltaïque moyen.

👎 Si le système est installé sur un générateur solaire existant, un nouvel onduleur peut être nécessaire.

👎 Difficile à recycler. Pour réduire l’impact environnemental des substances dangereuses, il est essentiel de recycler les batteries. C’est pourquoi il a été mis en place des points de collecte où vous pouvez apporter les batteries en fin de vie. Le processus de recyclage des batteries est extrêmement performant, comme nous avons pu le constater (à titre d’exemple, le taux de recyclage des piles lithium-ion est d’environ 70 %).

👎 LE dimensionnement du parc de batteries solaires n’est simple…

Illustration du stockage énergie solaire

Le stockage sur batterie solaire est-il adapté à mon domicile ?

Si vous avez des panneaux solaires photovoltaïques ou si vous envisagez d’en installer, l’utilisation de batteries domestiques pour stocker l’électricité que vous avez produite vous aidera à maximiser la quantité d’énergie renouvelable que vous utilisez. En fait, 75 % des personnes qui possèdent ou envisagent d’installer des batteries solaires nous ont dit que c’était pour pouvoir utiliser une plus grande partie de l’électricité produite par leurs panneaux solaires.

Le stockage de l’énergie à domicile permet également de réduire la consommation d’électricité du réseau et de diminuer votre facture. Si votre maison est hors réseau, il peut contribuer à réduire votre utilisation de générateurs de secours à base de combustibles fossiles.

En France, les tarifs en fonction de l’heure de consommation (Heures pleines – Heures creuses) vous permettront de stocker l’électricité pendant qu’elle est bon marché (la nuit, par exemple) afin de pouvoir l’utiliser pendant les heures de pointe.

Si vous êtes à la maison pendant la journée et que vous utilisez déjà une grande partie de l’électricité que vous produisez, ou si vous détournez le surplus d’électricité pour chauffer votre eau (par exemple), alors une batterie n’est peut-être pas faite pour vous.

En effet, le stockage de l’énergie à domicile vous coûtera plus de 2 000 à 3 000 euros, et vous devrez donc vous assurer que l’investissement en vaut la peine. Pas encore disponible en France, la batterie Tesla Powerwall 2 est un système de 14 kWh et vous devrez vous attendre à payer environ 7 000 euros pour un tel système.

Si le coût d’une batterie est élevé, il faudra beaucoup de temps pour qu’elle soit rentabilisée. Mais si le prix des batteries baisse à l’avenir (comme celui des panneaux solaires) et que le prix de l’électricité augmente, le temps de retour sur investissement s’améliorera.

Avant de penser à stocker de l’électricité, assurez-vous que votre maison est aussi économe en énergie que possible !

5 paramètres qui affectent la durée de vie des batteries solaires domestiques

Les batteries solaires durent entre 5 et 15 ans. Si vous décidez d’installer une batterie solaire aujourd’hui, il est presque certain que vous devrez la remplacer à l’avenir pour atteindre la durée de vie de 20 à 30 ans de votre kit photovoltaïque.

1️⃣ Type de batterie solaire

Si vous vous demandez « Quelles sont les meilleures batteries pour l’énergie solaire ? », vous devez savoir que les batteries solaires sont fabriquées à partir de l’une des trois compositions chimiques suivantes : acide de plomb, lithium-ion ou eau salée. Parmi ces trois types, les batteries lithium-ion (également connues sous le nom de batteries li-ion) sont les sources les plus courantes de stockage d’énergie pour un système solaire pour le segment résidentiel.

Batteries au plomb

Les batteries au plomb sont utilisées dans les installations PV hors réseau (Off-grid) depuis des décennies. Bien qu’elles soient l’une des options les moins chères du marché, les batteries au plomb ont une durée de vie plus courte et une profondeur de décharge (DoD) plus faible que les batteries lithium-ion. À l’opposé de la charge, la profondeur de décharge d’une batterie reflète la quantité d’énergie que la batterie est capable de décharger par rapport à sa pleine capacité en kilowattheures (kWh).

Batteries au gel

Les batteries au gel sont une version évoluée et plus onéreuse des batteries au plomb. Elles sont plus durables et ne nécessitent aucun entretien. Elles sont très appréciées en raison de leur décharge profonde ainsi que de leur longue durée de vie. Cependant, elles sont également sensibles aux charges élevées. Elles sont parfaites pour les cycles répétés et quotidiens.

Batteries lithium-ion

En ce qui concerne les systèmes de stockage d’énergie, les batteries au lithium-ion sont la référence en la matière, car elles sont plus légères, plus compactes, ont une durée de vie plus longue et un DoD plus élevé que les batteries au plomb. De plus, l’augmentation de la demande a fait baisser le coût des batteries au lithium-ion de 85 % ces dernières années, ce qui rend l’énergie solaire soutenue par le stockage solaire beaucoup plus accessible.

Batteries à eau salée (Sodium)

Contrairement aux batteries au plomb et au lithium-ion, les batteries à l’eau salée ne contiennent pas de métaux lourds et reposent sur des électrolytes d’eau salée. Cela rend les batteries à l’eau salée plus respectueuses de l’environnement et leur permet d’être facilement recyclées.

Cependant, en tant que nouvelle technologie, les batteries à l’eau salée n’ont pas encore été testées. Si vous cherchez à maximiser votre potentiel d’énergie solaire, les batteries au lithium-ion sont la source d’énergie la plus fiable.

2️⃣ Utilisation des batteries solaires

La durée de vie d’une batterie solaire est principalement déterminée par ses cycles d’utilisation. Heureusement, la plupart des batteries solaires sont généralement des batteries à cycle profond, ce qui leur permet de décharger jusqu’à 80 % de leur énergie stockée avant d’être rechargées.

3️⃣ Température de la batterie solaire

En fonction de votre lieu de résidence, l’endroit où vous installez votre système de stockage sur batterie chez vous peut faire une énorme différence. En effet, votre unité de batterie doit être maintenue à une température optimale pour maximiser sa durée de vie et son efficacité.

Par exemple, si vous vivez dans des régions où les températures sont tempérées ou douces, votre batterie peut être installée à l’extérieur. En revanche, dans les régions où les températures sont rigoureuses, votre batterie ne fonctionnera de manière optimale que si elle est installée dans votre garage ou votre sous-sol. Les partenaires Solaire France peuvent vous aider à déterminer le meilleur emplacement pour votre batterie solaire.

4️⃣ Garantie des batteries solaires

Les fabricants de batteries solaires offrent un large éventail de garanties pour leurs produits. En général, les batteries au plomb se situent au bas de l’échelle des garanties, tandis que les batteries au lithium-ion sont couvertes pendant 10 ans ou plus.

5️⃣ Entretien des batteries solaires

Un entretien approprié jouera un rôle clé dans la longévité de votre batterie solaire. L’entretien de votre installation solaire coûte 150 à 300 euros par an, tandis que les réparations peuvent coûter bien plus chers ! Prévenir, c’est guérir.

Quel est le prix des batteries solaires ?

Il est difficile de donner un tarif tant il existe de capacités et de technologies différentes. Toutefois, pour vous donner une idée du coût d’investissement, nous avons dressé un tableau comparatif en ramenant le prix au Kilowatt heure (Kwh). Les fourchettes de prix sont assez larges et reflètent l’hétérogénéité de l’offre.

TechnologieTarif par kWh (€/kWh)
Plomb acide100 à 300 €/kWh
Gel300 à 600 €/kWh
Lithium-ion600 à 4 000 €/kWh

Faut-il acheter un régulateur de charge ?

Les batteries au lithium-ion n’apprécient pas d’être complètement chargées ou déchargées car cela réduit leur durée de vie. Pour solutionner ce souci et prolonger leur durée de vie, il existe des régulateurs qui gèrent la charge de la batterie.

Également appelés BMS (Battery Management System), les régulateurs sont des systèmes électroniques qui permettent d’optimiser la charge et le contrôle des cellules de la batterie. En d’autres termes, le régulateur est un excellent investissement car il protège les batteries des décharges profondes et des charges trop élevées.

Le tarif d’un tel dispositif oscille entre 200 et 1500 euros selon la capacité de la batterie.

Mais c’est un investissement nécessaire pour éviter que votre batterie ne tombe en panne dans quelques années !

Illustration batterie solaire

Comment choisir la meilleure batterie solaire ?

Il existe certaines spécifications que vous devez utiliser lorsque vous évaluez vos options de batteries solaires, comme la durée de vie de la batterie solaire ou la quantité d’énergie qu’elle peut fournir. Découvrez ci-dessous tous les critères que vous devez utiliser pour comparer vos options de stockage d’énergie, ainsi que les différents types de batteries solaires.

Comment comparer les technologies de stockage solaire

Lorsque vous étudierez les solutions de stockage d’énergie solaire, vous rencontrerez un grand nombre de spécifications de produits complexes. Les plus importantes à prendre en compte lors de votre évaluation sont la capacité et la puissance nominale de la batterie, la profondeur de décharge (DoD), le rendement aller-retour, la garantie et le fabricant.

👉 Technologie

La chimie d’une batterie fait référence au composé primaire utilisé pour stocker l’électricité à l’intérieur de la batterie. La chimie est peut-être la caractéristique la plus importante à comparer, car elle détermine en fin de compte un grand nombre des caractéristiques des piles énumérées ci-dessus. Par exemple, les différentes compositions chimiques du lithium-ion peuvent être plus denses en énergie. Cela signifie qu’elles stockent plus d’électricité dans un espace plus restreint ou peuvent mieux fonctionner en cycle, ce qui signifie qu’elles sont capables de fonctionner à un niveau plus élevé pendant plusieurs années. Et il ne s’agit là que des différences chimiques du lithium-ion, sans parler des différences entre les batteries au lithium-ion et les batteries au plomb, les batteries au vanadium ou d’autres batteries expérimentales. Comme c’est le cas pour la plupart des choses, les différents types de batteries solaires sont proposés à des prix (souvent très) différents.

👉 Capacité et puissance

La capacité est la quantité totale d’électricité qu’une batterie solaire peut stocker, mesurée en kilowattheures (kWh). La plupart des batteries solaires domestiques sont conçues pour être « empilables », ce qui signifie que vous pouvez inclure plusieurs batteries dans votre installation de stockage d’électricité solaire pour obtenir une capacité supplémentaire. Il existe des différences de taille. Par exemple, les petites batteries peuvent avoir une taille de 2 kWh jusqu’à 20 kWh ou même plus. Pour comparer, si vous consommez environ 0,75-1 kW d’énergie par heure, une batterie de 10 kWh durera environ 10-12 heures et une batterie de 13 kWh durera 13-16 heures.

Si la capacité vous indique la taille de votre batterie, elle ne vous renseigne pas sur la quantité d’électricité qu’elle peut fournir à un moment donné. Pour avoir une vue d’ensemble, vous devez également tenir compte de la puissance nominale de la batterie. Dans le contexte des batteries solaires, la puissance nominale est la quantité d’électricité qu’une batterie peut fournir à un moment donné. Elle est mesurée en kilowatts (kW). La puissance nominale d’une batterie vous indique à la fois combien d’appareils votre batterie peut alimenter en même temps et de quels appareils il s’agit. La plupart des batteries disponibles sur le marché aujourd’hui ont une puissance continue d’environ 5 kW.

Une batterie d’une capacité élevée et d’une puissance nominale faible fournira une faible quantité d’électricité (suffisante pour faire fonctionner quelques appareils importants) pendant une longue période. Une batterie de faible capacité et d’une puissance nominale élevée pourrait faire fonctionner toute votre maison, mais seulement pendant quelques heures.

👉 Profondeur de décharge (DoD)

La plupart des batteries solaires doivent conserver une certaine charge à tout moment en raison de leur composition chimique. Si vous utilisez 100 % de la charge d’une batterie, sa durée de vie utile sera considérablement réduite.

La profondeur de décharge (DoD) d’une batterie correspond à la quantité de capacité de la batterie qui a été utilisée. La plupart des fabricants spécifient une profondeur de décharge maximale pour des performances optimales. Par exemple, si une batterie de 10 kWh a une profondeur de décharge de 90 %, vous ne devez pas utiliser plus de 9 kWh de la batterie avant de la recharger. En règle générale, un DoD plus élevé signifie que vous pourrez utiliser une plus grande partie de la capacité de votre batterie.

👉 Rendement

Le rendement aller-retour d’une batterie représente la quantité d’énergie qui peut être utilisée en pourcentage de la quantité d’énergie nécessaire pour la stocker. Par exemple, si vous introduisez cinq kWh d’électricité dans votre batterie et que vous ne récupérez que quatre kWh d’électricité utile, le rendement aller-retour de la batterie est de 80 % (4 kWh / 5 kWh = 80 %). D’une manière générale, un rendement aller-retour plus élevé signifie que vous tirerez une plus grande valeur économique de votre batterie.

👉 Durée de vie de la batterie et garantie

Pour la plupart des utilisations du stockage d’énergie à domicile, votre batterie effectuera un  » cycle  » (charge et décharge) quotidien. La capacité de la batterie à maintenir une charge diminue progressivement à mesure que vous l’utilisez. En ce sens, les batteries solaires sont comme la batterie de votre téléphone portable : vous chargez votre téléphone chaque nuit pour l’utiliser pendant la journée et, à mesure que votre téléphone vieillit, vous commencez à remarquer que la batterie ne tient plus aussi bien la charge que lorsqu’elle était neuve. Par exemple, une batterie peut être garantie pour 5 000 cycles ou 10 ans à 70 % de sa capacité initiale. Cela signifie qu’à la fin de la garantie, la batterie n’aura pas perdu plus de 30 % de sa capacité initiale à stocker de l’énergie.

Votre batterie solaire est assortie d’une garantie qui assure un certain nombre de cycles et/ou d’années de vie utile. Les performances de la batterie se dégradant naturellement avec le temps, la plupart des fabricants garantissent également que la batterie conserve une certaine quantité de sa capacité pendant la durée de la garantie. Par conséquent, la réponse simple à la question « combien de temps ma batterie solaire durera-t-elle ? » est que cela dépend de la marque de la batterie que vous achetez et de la capacité qu’elle perd avec le temps.

Comparons le nombre de cycle en fonction de la technologie :

TechnologieEstimation du nombre de cycles
Plomb acideenviron 1 500
Gelenviron 2 500
Lithium-ionenviron 8 000

👉 Fabricant

De nombreuses entreprises développent et fabriquent des batteries solaires, des entreprises automobiles aux start-ups technologiques. Si une grande entreprise automobile qui entre sur le marché du stockage de l’énergie a probablement une longue expérience de la fabrication de produits, elle ne propose pas forcément la technologie la plus révolutionnaire. À l’inverse, une start-up technologique peut disposer d’une toute nouvelle technologie très performante, mais ne dispose pas d’une expérience suffisante pour prouver la fonctionnalité à long terme de la batterie.

Le choix d’une batterie fabriquée par une startup à la pointe de la technologie ou par un fabricant ayant une longue histoire dépend de vos priorités. L’évaluation des garanties associées à chaque produit peut vous donner des indications supplémentaires au moment de prendre votre décision.

Les constructeurs automobiles prennent le train en marche du stockage de l’énergie. La technologie de stockage de l’énergie à domicile et les véhicules électriques ont beaucoup de points communs : ils utilisent tous deux des batteries avancées pour créer des produits plus efficaces et durables, capables de réduire les émissions de gaz à effet de serre.

À mesure que les véhicules électriques gagnent en popularité, de plus en plus d’entreprises consacrent d’importants fonds de recherche et développement à la mise au point de batteries, et elles se lancent dans le secteur du stockage de l’énergie. Tesla est le premier exemple grand public (avec sa batterie Powerwall toujours indisponible en France), mais Mercedes-Benz et BMW vont également commercialiser des batteries autonomes depuis 2017.

👉 Sécurité

Les batteries solaires sont considérées comme très sûres, ce qui signifie que le risque de placer une batterie solaire dans votre maison est similaire à celui d’avoir des téléphones mobiles ou des ordinateurs portables à la maison. Cependant, toutes les batteries solaires doivent répondre à certaines exigences de sécurité afin d’être certifiées pour l’installation dans les maisons et les entreprises. C’est pourquoi vous devez vous assurer que la batterie solaire que vous envisagez d’acheter répond à toutes ces exigences.

Quelle est la capacité de stockage des batteries solaires ?

Il y a deux façons de répondre à cette question et la première consiste à déterminer combien de temps une batterie solaire peut alimenter votre maison. Dans de nombreux cas, une batterie entièrement chargée peut faire fonctionner votre maison pendant la nuit lorsque vos panneaux solaires ne produisent pas d’énergie. Pour effectuer un calcul plus précis, vous devrez connaître quelques variables, notamment la quantité d’énergie consommée par votre foyer au cours d’une journée donnée, la capacité et la puissance nominale de votre batterie solaire et le fait que vous soyez ou non connecté au réseau électrique.

📝 Dans le cadre d’un exemple simple, nous allons déterminer la taille d’une batterie nécessaire pour fournir une solution de stockage solaire adéquate. Un ménage français moyen consomme environ 30 kilowattheures (kWh) d’énergie par jour et une batterie solaire type peut fournir une capacité d’environ 10 kWh. Ainsi, une réponse très simple serait la suivante : si vous achetez trois batteries solaires, vous pouvez faire fonctionner votre maison pendant une journée entière sans autre support que la batterie.

En réalité, la réponse est plus compliquée que cela. Vous produirez également de l’électricité avec votre générateur de panneaux solaires pendant la journée, ce qui vous permettra de disposer d’une forte puissance pendant 6 à 7 heures de la journée, pendant les heures d’ensoleillement maximum. D’autre part, la plupart des batteries ne peuvent pas fonctionner au maximum de leur capacité et plafonnent généralement à 90 % de leur capacité (comme expliqué ci-dessus). Par conséquent, votre batterie de 10 kWh a probablement une capacité utile de 9 kWh.

En fin de compte, si vous associez votre batterie à un panneau solaire photovoltaïque, une ou deux batteries peuvent fournir suffisamment d’énergie pendant la nuit lorsque vos panneaux ne produisent pas. Cependant, sans solution d’énergie renouvelable, il vous faudra peut-être 3 batteries ou plus pour alimenter toute votre maison pendant 24 heures. En outre, si vous installez un système de stockage d’énergie à domicile afin de vous déconnecter du réseau électrique, vous devriez prévoir quelques jours d’alimentation de secours pour tenir compte des jours où le temps est nuageux.

Quelle est la durée de vie des batteries solaires ?

La durée de vie utile d’une batterie solaire est généralement comprise entre 5 et 15 ans. Si vous installez une batterie solaire aujourd’hui, vous devrez probablement la remplacer au moins une fois pour atteindre la durée de vie de 25 à 30 ans de votre système photovoltaïque. Cependant, tout comme la durée de vie des panneaux solaires a augmenté de manière significative au cours de la dernière décennie, on s’attend à ce que les batteries solaires suivent le mouvement à mesure que le marché des solutions de stockage d’énergie se développe.

Une maintenance appropriée peut également avoir un effet significatif sur la durée de vie de votre batterie solaire. Les batteries solaires sont fortement impactées par la température. Protéger votre batterie du gel ou des températures étouffantes peut donc augmenter sa durée de vie. Lorsqu’une batterie PV descend en dessous de 0° Celsius, elle a besoin de plus de tension pour atteindre sa charge maximale ; lorsque cette même batterie dépasse le seuil de 30° Celsius, elle surchauffe et nécessite une réduction de la charge. Pour résoudre ce problème, de nombreux grands fabricants de batteries, comme Tesla, proposent une fonction de autogestion de la température. Toutefois, si la batterie que vous achetez n’en dispose pas, vous devrez envisager d’autres solutions, comme des boîtiers abrités dans la terre. Des efforts d’entretien de qualité peuvent définitivement avoir un impact sur la durée de vie de votre batterie solaire.

Quelle est la meilleure technologie de batterie pour le solaire ?

Les batteries utilisées pour le stockage d’énergie à domicile sont généralement fabriquées à partir de l’une des trois compositions chimiques suivantes : acide de plomb, lithium-ion et eau salée. Dans la plupart des cas, les batteries lithium-ion sont la meilleure solution pour une installation PV, bien que d’autres types de batteries puissent être plus abordables.

Acide plomb

Les batteries au plomb sont une technologie éprouvée qui est utilisée dans les production d’énergie hors réseau depuis des décennies. Bien qu’elles aient une durée de vie relativement courte et un DoD plus faible que d’autres types de batteries, elles sont également l’une des options les moins chères actuellement sur le marché dans le secteur du stockage d’énergie. Pour les propriétaires qui veulent s’affranchir du réseau et qui doivent installer beaucoup de stockage d’énergie, l’acide plomb peut être un bon choix.

Lithium-ion

La majorité des nouvelles technologies de stockage d’énergie pour les particuliers utilisent une forme de composition chimique lithium-ion. Les batteries lithium-ion sont plus légères et plus compactes que les batteries plomb-acide. Elles ont également un DoD plus élevé et une durée de vie plus longue par rapport aux batteries plomb-acide. Cependant, les batteries lithium-ion sont plus chères que leurs homologues au plomb.

Les batteries lithium-ion sont la forme la plus populaire de batteries solaires actuellement sur le marché. Il s’agit de la même technologie que celle utilisée pour les smartphones et autres batteries de haute technologie.

Les batteries lithium-ion fonctionnent grâce à une réaction chimique qui stocke l’énergie chimique avant de la convertir en énergie électrique. La réaction se produit lorsque les ions lithium libèrent des électrons libres, et que ces électrons passent de l’anode chargée négativement à la cathode chargée positivement.

Ce mouvement est encouragé et renforcé par l’électrolyte de sel de lithium, un liquide à l’intérieur de la batterie qui équilibre la réaction en fournissant les ions positifs nécessaires. Ce flux d’électrons libres crée le courant nécessaire à l’utilisation de l’électricité.

Lorsque vous tirez de l’électricité de la batterie, les ions de lithium traversent l’électrolyte pour revenir à l’électrode positive. Dans le même temps, les électrons se déplacent de l’électrode négative vers l’électrode positive via le circuit extérieur, alimentant ainsi l’appareil branché.

Les batteries de stockage d’énergie solaire résidentiel combinent plusieurs cellules de batterie ionique avec des composants électroniques sophistiqués qui régulent les performances et la sécurité de l’ensemble du système de batterie solaire. Ainsi, les batteries solaires fonctionnent comme des batteries rechargeables qui utilisent l’énergie du soleil comme entrée initiale pour lancer tout le processus de création d’un courant électrique.

Eau salée (Sodium)

La batterie à eau salée est un nouveau venu dans le secteur du stockage d’énergie résidentiel. Contrairement aux autres solutions de stockage d’énergie, les batteries à l’eau salée ne contiennent pas de métaux lourds, mais des électrolytes d’eau salée. Alors que les batteries qui utilisent des métaux lourds, notamment les batteries au plomb et au lithium-ion, doivent être éliminées par des procédés spéciaux, une batterie à l’eau salée peut être facilement recyclée. Cependant, en tant que nouvelle technologie, les batteries à l’eau salée sont relativement peu testées.

TechnologieCoûtDurée de vieProfondeur de décharge
Acide Plomb👍👍👍
Lithium-ion👍👍👍👍👍👍👍👍
Eau salée (sodium)👍👍👍👍👍👍👍

Stockage couplé en Courant Alternatif ou en Courant Continu

Le couplage fait référence à la façon dont vos panneaux solaires sont câblés à votre système de stockage par batterie, et les options sont soit le couplage en courant continu (CC), soit le couplage en courant alternatif (CA). La principale différence entre les deux réside dans le chemin emprunté par l’électricité créée par les panneaux solaires.

Les cellules solaires créent du courant continu, et ce courant continu doit être converti en courant alternatif avant de pouvoir être utilisé par votre maison. Cependant, les batteries solaires ne peuvent stocker que de l’électricité en courant continu. Il existe donc différentes façons de connecter une batterie solaire à votre installation photovoltaïque.

Stockage couplé au courant continu

Avec le couplage CC, l’électricité CC créée par les panneaux solaires passe par un régulateur de charge, puis directement dans la batterie solaire. Il n’y a pas de changement de courant avant le stockage, et la conversion du courant continu en courant alternatif ne se produit que lorsque la batterie envoie de l’électricité à votre domicile ou sur le réseau.

Une batterie de stockage couplée au courant continu est plus efficace, car l’électricité ne doit passer du courant continu au courant alternatif qu’une seule fois. Cependant, le stockage couplé au courant continu nécessite généralement une installation plus complexe, ce qui peut augmenter le coût d’investissement et allonger le délai d’installation global.

Stockage couplé en courant alternatif

Avec le couplage CA, l’électricité CC générée par vos panneaux solaires passe d’abord par un onduleur pour être convertie en électricité CA pour une utilisation quotidienne par les appareils de votre maison. Ce courant alternatif peut également être envoyé vers un autre onduleur pour être reconverti en courant continu et être stocké dans la batterie solaire. Lorsqu’il est nécessaire d’utiliser l’énergie stockée, l’électricité sort de la batterie et retourne dans un onduleur pour être reconvertie en courant alternatif pour votre maison.

Avec le stockage couplé au courant alternatif, l’électricité est convertie trois fois : une fois lorsqu’elle passe de vos panneaux solaires à la maison, une autre fois lorsqu’elle passe de la maison au stockage sur batterie, et une troisième fois lorsqu’elle passe du stockage sur batterie à la maison. Chaque conversion entraîne des pertes de rendement, à tel point que le stockage couplé en CA est légèrement moins efficace qu’un système couplé en CC.

Il est plus facile de mettre à niveau votre installation solaire existant avec un système de stockage par batterie couplé au courant alternatif, car il peut simplement être ajouté à un système existant, au lieu d’y être intégré. Cela fait du stockage par batterie couplé au CA une solution à privilégier pour les installations existantes.

Ne pas mélanger des batteries usagées avec des batteries neuves

Il est important de noter que, contrairement aux panneaux solaires, c’est une mauvaise idée d’ajouter de nouvelles batteries à un parc de batteries existants. En d’autres termes, toutes les batteries de votre système doivent être utilisées de manière égale et avoir les mêmes cycles d’utilisation restants pour que vous obteniez les meilleurs résultats de votre système.

Bien sûr, les gens enfreignent régulièrement cette règle, mais ce n’est pas la chose la plus intelligente à faire. Si vous commencez avec une petite installation et que vous l’agrandissez au fur et à mesure, attendez d’avoir complètement épuisé la durée de vie de vos batteries avec la petite installation, puis achetez de nouvelles batteries (ou reconditionnez-les toutes) lorsque vous passez à une installation plus conséquente avec plus de panneaux.

Dans ce cas, il peut être avantageux de commencer avec des batteries pour l’énergie solaire qui ont une durée de vie (cycle) plus courte, juste pour ne pas avoir à attendre longtemps pour effectuer des mises à niveau régulières.

Lorsque vous devez décider de la capacité de votre parc de batteries, veillez à ce qu’elle corresponde à la puissance de votre installation solaire. Après avoir déterminé vos besoins de charge, construisez un parc de batteries suffisamment grand pour stocker l’équivalent de cinq jours d’électricité, plus 30 % supplémentaires. Ces 30 % supplémentaires doivent permettre de tenir compte des changements et des fluctuations de la capacité de la batterie dus à la température et à d’autres facteurs.

Fournisseurs de batteries solaires

Vous trouverez ci-dessous quelques-uns des fournisseurs de batteries solaires les plus populaires que vous pouvez consulter avant d’acheter votre batterie :

🔋 Tesla (USA)

🔋 Victron Energy (Pays-Bas)

🔋 Huawei (Chine)

🔋 Ultracell (UK)

🔋 Hoppecke (Allemagne)

🔋 LG Chem (Corée du sud)

tesla powerwall posé contre un mur dans un garage

FAQ : Stockage d’électricité pour installation photovoltaïque

🔎 Puis-je me passer du réseau électrique avec des panneaux solaires ?

Bien sûr. À condition d’installer suffisamment de panneaux solaires pour produire l’énergie dont vous avez besoin pour faire fonctionner votre foyer, et d’installer suffisamment de batteries de secours pour stocker l’énergie dont vous avez besoin pour faire fonctionner votre foyer lorsque les panneaux ne produisent pas. Tout dépend des besoins, des préférences et des intentions du consommateur en matière d’énergie.

🔎 Le stockage sur batterie est-il sûr ?

En pratique, rien de ce qui touche à l’électricité n’est totalement sûr. Néanmoins, le stockage de l’énergie dans des batteries est sûr s’il est effectué correctement. Les points à prendre en compte sont les suivants : le câblage électrique, les risques chimiques qui peuvent entraîner des incendies et/ou des explosions, ainsi que les fuites de matériaux toxiques ou corrosifs, et les fuites de gaz nocifs. Encore une fois, une installation et une utilisation correctes des batteries sont la clé de la sécurité des batteries.

🔎 Où dois-je placer mon parc de batteries ?

L’emplacement d’un parc de batteries est crucial et dépend des types de batteries utilisées. Par exemple, certaines batteries produisent des gaz qui doivent être correctement évacués pour éviter tout risque d’incendie. D’une manière générale, il convient d’utiliser une enceinte bien ventilée spécialement conçue pour le parc de batteries. Il doit être facilement accessible aux adultes, mais inaccessible aux enfants, aux animaux domestiques et aux nuisibles. N’oubliez pas d’inclure une signalisation comportant des avertissements de sécurité et indiquant également les procédures d’arrêt.

🔎 Puis-je emporter le parc de batteries si je déménage ?

La réponse simple est oui. Cependant, le déplacement de votre banc de batteries nécessite un retrait, un transport et une réinstallation appropriés. N’oubliez pas que le déplacement d’un parc de batteries ne doit jamais être considéré comme du bricolage. Faites toujours appel à un électricien expérimenté et agréé pour ce travail.

🔎 Puis-je ajouter des batteries à mon parc de batteries plus tard ?

La vraie question est la suivante : « Dois-je ajouter des batteries à un parc de batteries déjà installé et en état de marche ? ». Et la réponse est probablement non. Tout d’abord, le fait de mélanger des batteries de marques, de tailles ou de spécifications différentes ne fonctionnera probablement pas ensemble et pourrait entraîner une panne complète du système. Et le fait de mélanger des batteries anciennes et nouvelles, même si toutes les spécifications sont identiques, peut entraîner un certain nombre de risques car les nouvelles batteries atteindront leur état de charge plus tôt que les anciennes. Vous pouvez ajouter des batteries à votre système si, et seulement si, celles que vous ajoutez sont de la même marque, du même type, des mêmes spécifications et, surtout, à peu près du même âge. Sinon, laissez tomber.

🔎 Comment puis-je éliminer ou recycler ma batterie ?

L’élimination des piles usagées est une préoccupation importante. Les piles doivent toujours être correctement recyclées, quel que soit leur type. Ce qu’il est important de noter ici, c’est que, tout comme le déplacement d’un banc de batteries, le recyclage des batteries n’est pas une activité aisée. Les piles doivent être entièrement démontées et leurs composants doivent être correctement recyclés individuellement. Par conséquent, confiez toujours vos vieilles batteries à un recycleur professionnel agréé.

🔎 Comment les voitures électriques affecteront elles l’avenir des batteries solaires ?

Les batteries solaires domestiques deviendront moins chères à mesure que l’utilisation des voitures électriques augmentera. Certains constructeurs automobiles, comme Nissan, ont collaboré avec des fournisseurs de batteries pour utiliser les batteries des voitures lorsqu’elles ne sont plus assez performantes.

Les plus grands systèmes de batteries domestiques sont d’environ 14kWh, mais les voitures commencent à environ 28kWh et peuvent atteindre plus de 100kWh. Lorsque la capacité diminue, les batteries sont alors utilisées pour fabriquer des systèmes de batteries pour les particuliers et cette batterie « de seconde vie » sera beaucoup plus rentable lorsque la rotation des voitures augmentera.

véhicule électrique avec batterie solaire dans le garage

Points essentiels à retenir

Il est important de comprendre le fonctionnement d’une batterie solaire si vous envisagez d’ajouter un système de stockage d’énergie à votre installation solaire. Parce qu’elle fonctionne comme une grande batterie rechargeable pour votre maison, vous pouvez profiter de tout excédent d’énergie solaire créé par vos panneaux solaires, ce qui vous permet de mieux contrôler quand et comment vous utilisez l’énergie solaire.

Les batteries lithium-ion sont le type de batterie solaire le plus populaire. Elles fonctionnent grâce à une réaction chimique qui stocke l’énergie, puis la libère sous forme d’énergie électrique, prête à être utilisée dans votre maison. Que vous choisissiez un système à couplage CC, CA ou hybride, vous pouvez augmenter le retour sur investissement de votre installation PV sans dépendre du réseau.

La bonne conception du système est essentielle pour tirer le meilleur parti de vos panneaux solaires et de vos batteries. Chez Solaire France, nous disposons de l’expertise et de l’expérience nécessaires pour vous guider dans votre démarche. De l’installation et du service de l’énergie solaire au stockage et à la surveillance de l’énergie, nos partenaires sont là pour vous aider à profiter de l’énergie propre.

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