Les systèmes de production d’énergie solaire sont composés de panneaux photovoltaïques, de fixations, d’onduleur ou micro-onduleur, de câbles et protections électriques, et en option d’un système de supervision des performances globales.
L’énergie du soleil est collectée par les panneaux et transformée en électricité, laquelle passe dans l’onduleur à partir duquel vous pouvez envoyer l’électricité dans votre maison, votre bureau ou votre zone industrielle. ☀️
Pour optimiser le taux d’autoconsommation, c’est-à-dire la fraction de l’énergie produite que vous êtes en mesure d’utiliser localement, il est possible d’y ajouter une batterie. Celle-ci permettra le stockage de la production excédentaire pour son utilisation à des moments de sous-production (par exemple la nuit). 🌃
Il existe de nombreux types de batteries solaires. Dans cet article, nous allons vous expliquer son utilité, son dimensionnement, mais aussi vous présenter les différentes batteries que vous pourrez trouver sur le marché et notamment sur oscaro-power.com.
Qu’est-ce qu’une batterie solaire ?
Une batterie solaire stocke l’énergie générée par votre système solaire.
Dans un système en autoconsommation raccordé au réseau public d’électricité, la batterie va servir à stocker un excédent de production en journée pour une utilisation en période de déficit de production. Au lieu de renvoyer l’électricité solaire excédentaire vers le réseau public de distribution, la batterie solaire la recueille pour une utilisation ultérieure. Lorsque la batterie est complètement chargée, le système renvoie généralement le surplus vers le réseau. Lorsque celle-ci est utilisée pour compenser un déficit de production et que sa charge s’épuise, alors de nouveau votre maison soutire le complément depuis le réseau public. ⚡️
En autoconsommation, votre maison est systématiquement raccordée au réseau public de distribution. La batterie n’est donc pas une nécessité, mais l’ajout d’une batterie peut permettre de doubler le taux de couverture par le solaire de vos besoins d’électricité. Si vous n’êtes pas connecté au réseau, un système de batteries est absolument nécessaire. Couplé à des panneaux solaires, il peut vous rendre 100% auto-suffisant. On parle alors de système autonome. Toutefois, il est alors important de bien travailler sur le dimensionnement respectif du système solaire et du stockage afin de minimiser le coût d’investissement et d’optimiser la longévité du système.
Pour savoir si vos panneaux solaires fonctionnent par temps nuageux et durant les mois d’hiver, nous vous invitons à aller voir notre article de blog.
Il existe différentes topologies de systèmes solaires avec stockage.
Dans un premier cas, la batterie est raccordée au système électrique de la maison avec un onduleur dédié, qu’on appelle onduleur batterie. Dans cette architecture, le système de stockage est donc relativement indépendant du système solaire. Il s’agit ici d’un couplage en courant alternatif (appelé couplage AC). Cette topologie permet d’ajouter une batterie dans un système qui n’était pas initialement prévu pour en accueillir une. On utilise généralement des batteries basse tension dans de telles typologies (typiquement 48V de tension nominale). Vous pouvez retrouver cette batterie sur le site de Oscaro Power.
Dans le second cas, la batterie est couplée directement au niveau de l’onduleur solaire, il s’agit alors d’un onduleur hybride et la batterie est raccordée en haute tension. On parle ici de “couplage DC” ou couplage en courant continu. Cette topologie de couplage système solaire/batterie est en passe de devenir la plus courante car elle a l’avantage d’offrir un meilleur rendement et une plus grande simplicité de mise en œuvre. Il faut toutefois que le choix initial de l’onduleur ait été fait en prenant en compte l’évolution du besoin vers l’addition d’une batterie. Chez Oscaro Power, le kit batterie Huawei correspond à cette technologie de batterie.
Les différents types de batteries solaires
Découvrez quel type de batterie est utilisé pour les panneaux solaires
Plomb-acide
Depuis des décennies, les batteries au plomb sont utilisées comme source d’énergie fiable pour les zones hors réseau. Elles sont généralement peu coûteuses et relativement simples de mise à œuvre.
On attribue aux batteries plomb-acide une puissance et un courant de décharge élevés, mais une faible énergie. Il leur faut beaucoup de temps pour se charger complètement : pour une durée de vie satisfaisante, il faut les charger avec des courants faibles et ne pas les laisser à l’état déchargé.
Afin de maximiser leur durée de vie, il est aussi important d’effectuer des cycles peu profonds : de l’ordre de 20% de la capacité peut être cyclée quotidiennement. Si vous la sollicitez plus, ce sera aux dépens de la durée de vie. Ce qui implique un surdimensionnement de la capacité installée
Enfin, les batteries au plomb doivent être éliminées correctement, sinon elles peuvent constituer un problème pour l’environnement en raison de la nature hautement toxique du plomb. Toutefois, par chance, elles sont hautement recyclables.♻️
Deux types de batteries au plomb sont couramment utilisés pour les panneaux solaires : les batteries au plomb ouvertes (dont l’électrolyte d’acide sulfurique est présent sous forme liquide) et les batteries au plomb étanches (dont l’électrolyte est immobilisé dans une fibre de verre ou un gel de silice. Elles sont appelées VRLA pour valve regulated lead-acid = batteries plomb acide à régulation par valve de surpression).
La batterie au plomb ouverte est une option fiable, mais elle nécessite un complément régulier d’eau déminéralisée et une ventilation adéquate pour fonctionner en toute sécurité. Le bon paramétrage des seuils de régulation de sa charge et sa décharge est aussi relativement complexe en fonction de la batterie choisie. La batterie au plomb étanche est équipée de valves pour la régulation du dégagement gazeux, elle ne nécessite pas de maintenance ou complément d’eau, ni de ventilation importante. Bien que les batteries au plomb étanches offrent suffisamment de flexibilité pour l’installation, leur sensibilité à la température peut toutefois poser un problème aux personnes qui cherchent une alternative permanente à leur alimentation par le réseau.
Lithium-Ion
Les batteries lithium-ion sont devenues le choix le plus populaire pour compléter un système solaire en autoconsommation. Le développement de ce type de batterie est à mettre en rapport avec son application dans l’industrie des voitures électriques.
Les batteries lithium-ion présentent des performances très intéressantes pour un système solaire en matière de rendement, de robustesse à tous les régimes de charge et décharge, de durée de vie en cyclage. Elles doivent toutefois être couplées avec un système de gestion de la charge et de la décharge appelé BMS (battery management system) qui garantira la longévité et surtout la sécurité du système.
Ce type de batterie solaire nécessite généralement peu d’entretien et possède une énergie spécifique élevée avec une longue durée de vie. Par rapport aux batteries au plomb, les batteries au lithium coûtent habituellement plus cher.
Les batteries au lithium-ion peuvent fournir plus de cycles que les batteries au plomb-acide, ce qui les rend idéales pour fournir des services auxiliaires au réseau.
L’une des caractéristiques d’économie d’énergie du lithium-ion, qui en fait une bonne option pour un système solaire, est son efficacité élevée en termes de charge et de décharge. Ces batteries perdent également moins de capacité lorsqu’elles sont au repos (elles ont une faible autodécharge), ce qui est utile dans les installations solaires où l’énergie n’est utilisée qu’occasionnellement.
Autres alternatives : Batterie panneaux solaires
Nickel-Cadmium
Les batteries au nickel-cadmium se caractérisent par un faible entretien et une tolérance à une large gamme de températures. Elles existent en différentes tailles et niveaux de performance, avec une bonne durée de vie.
Toutefois, ce type de batterie solaire présente un taux de décharge élevé et une faible densité énergétique, ce qui en fait un choix relativement médiocre pour une alimentation permanente hors réseau. De plus, elle nécessite une élimination spéciale comme les batteries au plomb, en raison du danger que la toxicité du cadmium peut représenter pour l’environnement.
Ces batteries ne sont plus utilisées que dans des applications très spécifiques avec des fortes contraintes de température.
Sodium / Chlorure de nickel
Également appelée batterie ZEBRA, la batterie sodium-chlorure de nickel est hautement recyclable et ne produit aucune émission. Elle ne nécessite ni ventilation ni entretien. Sa densité énergétique élevée en fait une excellente option de stockage. Elle fonctionne toutefois à haute température, ce qui induit une forte autodécharge lorsqu’elle n’est pas utilisée. Elle n’est donc pas du tout proposée pour du stockage résidentiel. 🏠
Si vous souhaitez vous faire guider pour votre projet d’installation ou bien pour le choix de votre batterie solaire, notre service client Oscaro Power se fera un plaisir de vous répondre.
