Pour une installation photovoltaïque utilisée en autoconsommation, avoir une solution de stockage du surplus de production d’électricité est nécessaire. L’utilisation de batteries solaires est donc requise pour optimiser son autoconsommation photovoltaïque. Dans cette optique, il convient donc de comprendre le fonctionnement et le dimensionnement adéquat de ces systèmes de stockage d’énergie. En règle générale, ces dispositifs permettent de stocker l’énergie excédentaire produite par les panneaux solaires pendant les périodes de forte production. Celle-ci peut ensuite être utilisée ultérieurement lorsque la production solaire est insuffisante.
En autoconsommation, les batteries solaires permettent d’utiliser ultérieurement le surplus de production, notamment pendant les périodes où le soleil ne brille pas.
Le dimensionnement du système de stockage est une étape importante pour assurer une utilisation efficace des batteries solaires. Il faut tenir compte de la capacité des batteries, de la puissance des panneaux solaires et de la consommation énergétique du foyer. En dimensionnant correctement le système, on évite le gaspillage d’énergie et on assure une utilisation optimale de l’électricité solaire, tout en augmentant ainsi le taux d’autoconsommation.
Les batteries utilisées dans une installation photovoltaïque sont très spécifiques car elles permettent une décharge dite lente.
D’après cette caractéristique, on les appelle des batteries à décharge lente ou plus simplement batteries solaires. Elles sont conçues pour un usage stationnaire et s’élaborent spécialement pour fournir un courant stable sur de longues périodes, tout en maintenant leur capacité de recharge intacte. Cela leur permet ainsi de subir un grand nombre de cycles de charge et de décharge.
Ces batteries se composent d’électrodes positives et négatives constituées de mélanges différents, immergées dans un électrolyte acide. Les réactions d’oxydoréduction, qui régulent le fonctionnement de la batterie, sont réversibles tant que celle-ci n’a pas été complètement déchargée ou surchargée pendant une longue période.
Toutefois, si la batterie fonctionne trop longtemps dans l’un de ces états, cela pourrait entraîner la perte de ses capacités et sa dégradation.
Les batteries solaires se distinguent par la configuration des plaques positives (plates ou tubulaires) ainsi que par la nature de l’électrolyte (liquide, gel).
La capacité d’une batterie solaire s’exprime en ampères-heures (Ah) et indique le potentiel de stockage d’énergie du dispositif. Cependant, il faut tenir compte de la vitesse de décharge de la batterie, car la capacité réelle de la batterie diminuera d’autant plus rapidement que la décharge sera rapide.
Par exemple, une batterie ayant une capacité de 70 Ah en C100 (décharge en 100 heures) aura en réalité une capacité d’environ 55 Ah en 20 heures et seulement 50 Ah en 10 heures. En d’autres termes, si on décharge complètement cette batterie à un courant de 5 ampères, la décharge ne durera que 10 heures (10 x 5 = 50 Ah). À un courant de 2,75 ampères, la même décharge durera 20 heures (2,75 x 20 = 55 Ah), et enfin, à un courant de 0,7 ampère, elle durera 100 heures (0,7 x 100 = 70 Ah).
Toutefois, dans une installation photovoltaïque ou éolienne, il est préférable de ne pas décharger complètement une batterie, car cela pourrait l’endommager. Pour prolonger la durée de vie de la batterie, on considérera généralement une décharge maximale de 50%. Les batteries solaires sont souvent de type C20, ce qui signifie qu’elles sont conçues pour une décharge en 20 heures. Cela permet d’optimiser leur performance et de préserver leur durabilité dans le cadre d’une utilisation avec des systèmes photovoltaïques ou éoliens.
La durée de vie d’une batterie solaire est évaluée en fonction du nombre de cycles de charge/décharge qu’elle peut supporter. Il convient néanmoins de noter que cette estimation est basée sur un niveau de décharge spécifique et des conditions atmosphériques particulières, ce qui en fait une donnée approximative. La technologie utilisée dans la batterie, qu’il s’agisse de plomb ouvert, d’AGM ou de GEL, joue également un rôle déterminant dans sa durabilité.
Les cycles de charge et de décharge sont principalement responsables du vieillissement des batteries solaires. Le nombre de cycles auxquels une batterie peut résister dépend principalement de la profondeur habituelle de décharge.
Pour vous donner une idée approximative, pour des décharges d’environ 40%, voici les durées de vie estimées pour les différents types de batteries à décharge lente :
Ces chiffres donnent un aperçu général de la durabilité respective de chaque type de batterie solaire, mais il est important de se rappeler que la durée de vie réelle peut varier en fonction des conditions d’utilisation et des pratiques d’entretien spécifiques.
Les batteries solaires nécessitent une attention particulière dès leur première charge, car cela influence leur durée de vie. Il est essentiel de noter que toute décharge importante a un impact significatif sur la durée de vie de la batterie, et cet effet est amplifié si la batterie reste longtemps dans cet état.
L’usure d’une batterie solaire est exponentielle par rapport à son utilisation. Il est donc primordial de respecter de bonnes pratiques d’utilisation, indépendamment de l’âge ou de l’ancienneté de la batterie.
La batterie solaire à décharge profonde opère de manière plus lente, fluctuant entre des niveaux de pleine charge et de décharge maximale tolérable. En revanche, l’alternateur recharge immédiatement la batterie de démarrage après son utilisation. Quoiqu’il en soit, il vaut mieux se fier à l’expérience d’un professionnel comme CAP Soleil Energie qui vous accompagnera efficacement et vous permettra d’éviter certaines embûches.
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