Batterie pour panneau solaire : Que choisir ?
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Si vous ajoutez une batterie à votre installation de panneaux solaires, vous allez pouvoir stocker l’électricité que vous ne consommez pas dans l’immédiat. Au lieu de partir sur le réseau public, l’électricité est utilisée ultérieurement, y compris lorsque vos panneaux solaires ne fonctionnent pas. Si vous possédez déjà des panneaux photovoltaïques ou hybrides, le fait d’ajouter une batterie vous permet de viser l’indépendance énergétique.
Vous recherchez une batterie performante pour panneaux solaires ? Avant de faire votre choix, vous devez prendre en compte différents éléments : l’autonomie, les différentes technologies existantes, l’installation de la batterie et bien sûr le coût. Ilek vous propose un guide complet pour vous aider à choisir la batterie idéale pour vos panneaux solaires.
Pourquoi installer des batteries pour panneaux solaires ?
En installant des batteries pour panneaux solaires, vous allez pouvoir stocker l’électricité puis l’utiliser ultérieurement. Habituellement, dans le cadre d’une installation de panneaux solaires photovoltaïques, seule une partie de l’électricité produite est consommée. Le reste est redirigé vers le réseau public d’électricité via la revente à EDF Obligation d’Achat. En moyenne, la proportion d’électricité produite par les panneaux solaires effectivement consommée est comprise entre 40 et 60 %.
Lorsque l’on fait le choix de produire soi-même son électricité, l’usage de batteries permet de s’approcher encore davantage de l’autonomie énergétique.
Aller plus loin dans l’autoconsommation
Cet objectif peut s’appuyer sur l’argument financier : selon votre consommation, vous avez peut-être intérêt à utiliser davantage l’électricité issue des panneaux photovoltaïques plutôt que miser sur une revente.
Pour rappel, le tarif de rachat du kWh est de 10 centimes (pour une installation de 3 kWc) alors que le prix du kWh issu du réseau public est de 17 centimes en moyenne (Tarifs Novembre 2022). Envisageable sur une installation de 3 kWc, l’ajout de batteries devient encore plus intéressant sur des installations de 6 ou 9 kWc.
A noter : pour une installation d’une puissance supérieure à 9 kWc, le tarif de rachat est de 6 centimes.
Devenir totalement autonome en électricité
Si vous avez suffisamment d’espace pour une installation de panneaux photovoltaïques de 6 voire 9 kWc, le fait d’ajouter une batterie vous permettra d’atteindre l’autonomie au niveau de votre consommation d’électricité.
Afin d’estimer si cet objectif est réalisable, commencez par comparer la production d’électricité de vos panneaux solaires avec votre moyenne de consommation annuelle. Si la première est supérieure à la seconde, alors vous avez tout intérêt à installer une batterie.
Par ailleurs, si vous avez un projet de construction sur un terrain isolé, l’autonomie en électricité peut être une nécessité. Dans certaines situations, les travaux de raccordement réalisés par Enedis sont trop complexes voire impossibles.
Autonomie d’une batterie pour panneaux solaires
Avant de choisir votre batterie, vous devez donc estimer vos besoins précisément, en prenant notamment en compte les impératifs liés à l’ensoleillement et au climat. Dans une région sujette à de fréquentes intempéries, avec des épisodes pluvieux de plusieurs jours, les panneaux solaires verront leur production diminuer significativement.
Il y a alors un arbitrage à faire :
- Vous consommez au quotidien la totalité de votre production : votre besoin en batterie est alors faible
- Vous consommez au quotidien beaucoup moins que votre production : estimez alors quelle part vous ne consommez pas au quotidien (et que vous pourriez stocker) et quelle est votre consommation en absence de soleil. Avec ces deux éléments vous déduirez la capacité idéale de votre installation de batteries.
A savoir : l’autonomie doit être mise en relation avec la capacité de la batterie solaire. Celle-ci est exprimée en Ampère heure (Ah). La capacité des batteries solaires évolue dans une fourchette comprise entre 50 et 250 Ah. Afin de dimensionner correctement l’installation, cette capacité doit être retranscrite en Wh. Pour ce faire, on applique la formule W = V x A : comme la tension des batteries est généralement de 12 V, on peut estimer combien d’énergie elles peuvent emmagasiner. Par exemple, pour une batterie de 200 Ah : 200 x 12 = 2 400 Wh
Installation d’une batterie dans le système électrique
L’installation d’une batterie dans le système électrique relié aux panneaux solaires doit être confiée à un professionnel. L’idéal est de demander directement à l’entreprise responsable de l’installation des panneaux solaires la pose d’une batterie reliée aux modules de production d’électricité. À défaut, si vous décidez d’ajouter des batteries ultérieurement, vous pouvez confier cette prestation à un électricien.
Protection de la batterie
Une batterie électrique est un accessoire sensible aux variations de température. Idéalement, les batteries et leur câblage doivent être installés dans un coffret ventilé afin d’éviter tout problème lié à l’humidité. Des coffrets spécialement conçus pour cet usage sont commercialisés par les entreprises qui posent des panneaux solaires.
Ordre de raccordement des différents éléments du système électrique
La batterie est reliée au régulateur de charge, qui est lui-même connecté aux panneaux solaires. Le raccordement doit être réalisé dans un ordre précis dans le but de pallier d’éventuels dysfonctionnements liés aux décharges profondes des batteries :
- pour installer une batterie solaire, on commence par la relier au régulateur de charge
- on relie ensuite le module solaire au régulateur
- enfin, on connecte le système électrique du logement au régulateur
Câblage
Les câbles reliant les différentes batteries entre elles ainsi qu’aux autres éléments du système électrique doivent être correctement dimensionnés, aussi bien au niveau de leur longueur que de leur section. A défaut, votre installation risque de connaître des pertes importantes d’énergie.
Le câblage entre la batterie et le régulateur s’effectue comme suit : la borne positive du régulateur est connectée à la borne positive de la batterie ; la même règle est à appliquer pour les bornes négatives. Si vous installez plusieurs batteries, deux types de câblages peuvent être réalisés :
- en série : on relie la borne positive de la batterie n°1 à la borne négative de la batterie n°2, puis la borne négative de la batterie n°1 et la borne positive de la batterie n°2 au régulateur. Ce système permet d’additionner les tensions (V) mais pas les capacités (A).
- en parallèle : les bornes négatives des batteries sont reliées entre elles, tout comme les bornes positives. Ce système permet d’additionner les capacités (A) mais pas les tensions (V).
Comment choisir sa batterie ?
Pour choisir correctement la batterie qui convient parfaitement à votre installation de panneaux solaires, plusieurs éléments doivent être pris en considération. Afin de sélectionner un modèle qui s’intégrera efficacement à vos modules solaires et vous permettra d’optimiser votre autoconsommation, vous devez être attentif aux capacités de stockage, au rendement, à la puissance, à la durée de vie et enfin à la capacité de décharge maximale.
Capacité de stockage
Cela désigne la quantité d’énergie, exprimée en kWh, qu’une batterie est capable de stocker. Plus cette capacité est élevée, plus la batterie est capable d’accumuler de l’électricité. Celle-ci pourra être utilisée plus tard, y compris par faible ensoleillement ou pendant la nuit.
Rendement
Le rendement correspond à la quantité d’énergie que la batterie est capable de restituer, en comparaison avec l’énergie nécessaire pour la recharger au maximum. Exprimé en pourcentage, le rendement doit bien évidemment être le plus élevé possible car il traduit la rentabilité effective de la batterie.
Puissance de sortie
Elle désigne la quantité d’énergie que la batterie est capable de fournir instantanément. Si vous visez une autonomie totale en électricité, cette puissance de sortie doit être élevée, afin d’être à même d’alimenter plusieurs appareils en même temps. Si elle est trop faible, seuls les équipements peu gourmands en électricité pourront fonctionner à l’aide de la batterie.
Capacité de décharge maximale
Pour comprendre cette propriété, il faut tenir compte du fait que les batteries ne doivent pas être déchargées totalement sous peine de voir leur durée de vie diminuer. La capacité de décharge maximale désigne donc le pourcentage de décharge qu’il ne faut pas dépasser. Par exemple, sur une batterie de 3 kWh ayant une capacité de décharge de 75 %, il ne faut pas consommer plus de 2,25 kWh avant d’effectuer une recharge.
Durée de vie ou cycles
La durée de vie désigne le nombre total de cycles de charge et de décharge qu’une batterie est capable de supporter. Nous allons voir que ce nombre peut varier significativement selon la technologie de batterie.
Les différentes technologies de batterie
Outre les différentes données liées à leurs performances, les batteries pour panneaux solaires se distinguent au niveau de la technologie utilisée pour le stockage de l’électricité.
Le plomb
Très utilisées, les batteries à plomb ouvert sont celles qui ont la plus courte durée de vie. Elles supportent en moyenne 200 à 500 cycles. Aujourd’hui, elles sont généralement conseillées pour les besoins intermittents (par exemple pour une résidence secondaire), mais d’autres technologies sont plus indiquées pour optimiser l’autoconsommation ou atteindre l’autonomie. Par ailleurs, les batteries à plomb ouvert demandent un certain entretien et sont sensibles au gel.
Le plomb étanche (AGM)
Les batteries AGM (Absorbed Glass Mat) utilisent également le plomb pour stocker l’électricité, mais présentent plusieurs améliorations par rapport aux batteries à plomb ouvert. Elles sont étanches, craignent moins les variations de température, et demandent peu d’entretien. Par ailleurs, en cas de chute de la batterie, il n’y a aucun risque de fuite d’acide. Les batteries AGM ont un nombre de cycles inférieur à celles au plomb ouvert, mais ce défaut est atténué par une décharge beaucoup plus lente.
Le gel
Les batteries en gel constituent le perfectionnement le plus abouti du stockage de l’électricité basé sur le plomb. Nommées ainsi à cause du gel de silice qu’elles contiennent, qui sert à figer l’électrolyte, elles peuvent supporter près de 1 000 cycles. Parfaites pour une utilisation quotidienne, elles ne réclament aucun entretien et supportent les températures négatives. Leur point fort est la capacité de décharge : celle-ci peut être totale si les batteries ne restent pas déchargées trop longtemps.
Le lithium-ion
Utilisées dans les voitures électriques ou les téléphones portables, les batteries lithium-ion sont aussi parfaitement adaptées pour stocker l’électricité produite par des panneaux solaires. Elles sont légères, ne nécessitent pas d’entretien et s’avèrent très résistantes aux décharges importantes. Conçues pour supporter plusieurs milliers de cycles (plus de 5 000), elles ont une durée de vie d’au moins 10 ans.
L’eau salée
Voici l’innovation la plus récente en termes de stockage de l’électricité ! Ces batteries accumulent de l’énergie grâce à l’électrolyse de l’eau salée. Il s’agit clairement du choix le plus écologique puisqu’aucun métal rare ou dangereux n’est utilisé. En termes de durée de vie, les batteries à l’eau salée promettent en moyenne entre 2 000 et 3 000 cycles. Attention toutefois : comme ces batteries ne sont arrivées que très récemment sur le marché, on manque encore de recul pour se prononcer de manière certaine sur leur fiabilité.
Quel est le prix d'une batterie pour panneaux photovoltaïques ?
A long terme, l’ajout de batteries pour panneaux solaires va vous permettre d’optimiser votre autoconsommation et de faire des économies appréciables. La fourniture et l’installation des batteries représentent néanmoins un budget non négligeable. Selon la technologie utilisée et la capacité des batteries, les prix évoluent dans des fourchettes assez larges, selon la puissance délivrée (en partant sur des batteries 12V) :
- batteries à plomb ouvert : 100€/kWh
- batteries au Nickel-Cadmium : 300€/kWh
- batteries au Nickel-Metal_hydrure : 350€/kWh
- batteries lithium-ion : 300 à 350€/kWh
Une donnée importante concerne le coût de revient du kWh relativement au prix de la batterie et à sa durée de vie. A ce titre, les batteries lithium-ion sont les plus intéressantes, avec un coût au kWh moyen de 10 centimes. Pour les batteries classiques (plomb, AMG et gel), le kWh est compris entre 14 et 17 centimes.
Pour être certain que votre projet soit amorti dans un délai raisonnable, comparez le coût des batteries avec leurs performances et leur durée de vie. Les installateurs de panneaux solaires pourront vous conseiller grâce à des outils de simulation.
Enfin, notez qu’il est tout à fait possible de réaliser votre installation en deux temps : d’abord les panneaux solaires, puis les batteries. Cette solution vous permet de répartir votre effort financier et de profiter de la tendance à la baisse du coût des batteries.
Questions fréquemment posées
Quelle est la meilleure batterie pour panneaux solaires ?
La meilleure batterie pour panneaux solaires est la batterie lithium-ion. Sa durée de vie est très longue (plus de 5 000 cycles) et elle supporte mieux les phases de décharge importantes.
Comment calculer le nombre de batteries pour une installation solaire ?
Pour calculer le nombre de batteries nécessaires pour une installation solaire, il faut commencer par connaître la consommation quotidienne moyenne de l’habitation en kWh. En France, elle est de 12,5 kWh par foyer.
Si on utilise des batteries performantes avec une profondeur maximale de décharge de 80 %, la capacité totale nécessaire se calcule ainsi : 12,5/0,8 = 15,625 kWh, soit 15 625 Wh.
On divise le résultat par la tension aux bornes de la batterie (12V) : 15 625/12 = 1 302, soit le nombre total d’Ampères-heure nécessaires.
Enfin, on prend en compte la capacité des batteries (200 Ah) pour la dernière division : 1302/200 = 6,51, puis on arrondit à l’entier supérieur pour connaître le nombre de batteries nécessaires : 7.
Quelle batterie pour un panneau solaire de 100W
Pour un panneau solaire de 100W, on peut utiliser une batterie gel de 12V et de 100 Ah. Ce type de batterie possède une durée de vie assez longue (environ 1 000 cycles) et une bonne capacité de décharge maximale.
Comment déterminer le nombre de batteries ?
Pour déterminer le nombre de batteries à installer, vous devez avant toute chose connaître votre consommation quotidienne moyenne en kWh. Par la suite, il faut prendre en compte les spécificités des différents types de batteries disponibles sur le marché : durée de vie, capacité, rendement, puissance, etc. Le nombre de batterie à installer ne sera pas le même selon la technologie choisie.
Quelle différence entre batterie gel et lithium
La batterie gel constitue la forme la plus perfectionnée de batterie stockant l’électricité avec le plomb. La batterie lithium s’appuie sur une technologie plus récente et se distingue grâce à une durée de vie très longue et des performances accrues.