Batterie pour panneau solaire : le guide complet 2022

Une batterie est un dispositif qui permet de stocker l'énergie électrique produite par les panneaux solaires. Cette énergie peut ensuite être utilisée lorsque le soleil ne brille pas ou lorsque la demande d'énergie est plus élevée que la production.

Les batteries pour panneaux solaires sont composées de plusieurs cellules électrochimiques qui convertissent l'énergie chimique en énergie électrique. Les cellules électrochimiques sont constituées de deux électrodes, une anode et une cathode, qui sont séparées par un électrolyte. Lors de la charge de la batterie, l'énergie électrique est utilisée pour convertir l'énergie chimique en énergie électrique. Lors de la décharge de la batterie, l'énergie chimique est convertie en énergie électrique.

Les batteries offrent plusieurs avantages, notamment :

L'autonomie

L'autonomie est l'un des principaux avantages des batteries pour panneaux solaires. Les batteries permettent de stocker l'énergie produite par les panneaux solaires pendant la journée pour la consommer la nuit ou pendant les périodes de faible production solaire. Cela permet aux propriétaires de systèmes solaires de bénéficier de l'énergie solaire même lorsque le soleil ne brille pas.

La sécurité

Les batteries peuvent également fournir une source d'énergie de secours en cas de panne de courant. En cas de panne de courant, les batteries peuvent fournir de l'électricité pour alimenter les appareils essentiels tels que les lumières, les réfrigérateurs et les générateurs.

Les économies d'énergie

Les batteries peuvent également permettre de réduire la quantité d'énergie achetée au réseau électrique. En stockant l'énergie produite par les panneaux solaires, les propriétaires de systèmes solaires peuvent réduire leur dépendance au réseau électrique. Cela peut entraîner des économies d'argent sur les factures d'électricité.

Utiliser une batterie solaire pour le stockage de son excédent de production est donc un système particulièrement astucieux. En choisissant la bonne batterie pour vos besoins, vous pouvez tirer le meilleur parti de votre système solaire et profiter de tous les avantages de l'énergie solaire.

On calcule la durée de vie d'une batterie solaire en fonction du nombre de cycles de charge qu'elle est capable de supporter. Un cycle, c'est une charge suivie d'une décharge plus ou moins importante.

• Batterie plomb : 400 à 500 cycles ;
• Batterie gel : 600 à 1 000 cycles ;
• Batterie lithium-ion : jusqu'à 10 000 cycles.

Attention : la décharge affecte grandement la durée de vie des batteries. Une décharge "profonde" (en dessous de 40 %) répétée, des rechargements trop rapides ou partiels accélèrent leur vieillissement, tout comme les températures extrêmes.

La profondeur de charge

La profondeur de charge est la quantité d'énergie qu'une batterie peut fournir avant d'être déchargée. Elle est exprimée en pourcentage de la capacité nominale de la batterie. Par exemple, une batterie avec une capacité nominale de 10 kWh et une profondeur de charge de 50 % peut fournir 5 kWh d'énergie avant d'être déchargée.

Une profondeur de charge élevée permet de tirer le meilleur parti de la batterie, car elle permet de fournir plus d'énergie. Cependant, elle réduit également la durée de vie de la batterie. En effet, lorsque la batterie est déchargée, les matériaux actifs à l'intérieur de la batterie sont endommagés.

Pour prolonger la durée de vie d'une batterie, il est recommandé de limiter la profondeur de charge à 50 % pour les batteries au plomb et à 80 % pour les batteries au lithium.

La batterie lithium, incontournable

Utilisée dans les véhicules électriques ou encore les téléphones portables, la batterie lithium-ion propose la durée de vie la plus intéressante : de 10 à 20 ans dans des conditions optimales d’utilisation. Son rendement est de l'ordre de 90 %, c'est-à-dire que 90 % de l'énergie stockée est redistribuée, avec des déperditions minimes. Compacte, recyclable, non toxique, elle a tout pour plaire…  Son prix : de 600 à 1 000 €*  hors pose.

Anoter : la durée de vie de la batterie peut varier en fonction de l'utilisaation et de l'entretien de la batterie.

La batterie au plomb, économique

Robuste et dotée d'une durée de vie d'environ 10 ans, la batterie au plomb peut être ouverte ou scellée (batterie au gel). Facile à trouver et à remplacer, elle doit en revanche être régulièrement entretenue en raison des éléments toxiques qu'elle renferme. Sensible aux températures basses, elle doit également être entreposée dans une zone bien ventilée en raison des gaz qu'elle dégage en fonctionnant. Intéressante en dépannage et pour un usage ponctuel. Comptez de 80 € pour une batterie au plomb ouverte basique à plus de 500 €* pour une batterie gel étanche dernier cri.

Le fonctionnement d'une batterie est simple. Les panneaux solaires photovoltaïques captent l'énergie du soleil et la convertissent en courant continu (DC). Ce courant est ensuite envoyé vers un onduleur, qui le convertit en courant alternatif (AC), qui est la forme d'électricité que nous utilisons dans nos maisons.

En temps normal, l'énergie produite par les panneaux solaires est consommée immédiatement par les appareils électriques de la maison. Si l'énergie produite est supérieure à la consommation, l'excédent est renvoyé au réseau électrique.
L'ensemble de cet excédent d'énergie est racheté par l'État moyennant un tarif compris entre 0.06 et 0.10 €/kWh. 

Avec une batterie pour panneaux solaires, l'excédent d'énergie est stocké dans la batterie. Cette énergie peut ensuite être utilisée lorsque la production solaire est insuffisante, par exemple la nuit ou par temps nuageux. Si vous consommez l'intégralité de l'électricité solaire stockée dans vos batteries photovoltaïques, pas de surprise : votre fournisseur prend le relais.
Si à l'inverse, il vous reste de l'excédent stocké dans vos batteries après réutilisation, c'est le système du rachat par l’état qui s'applique.

Les trois éléments principaux d'une batterie pour panneaux solaires

Une batterie est composée de trois éléments principaux :

• Les cellules : Les cellules sont les éléments de base d'une batterie. Elles sont constituées de deux électrodes, l'une positive et l’autre négative, séparées par un électrolyte. Lorsque les électrodes sont reliées à un circuit électrique, une réaction chimique se produit et produit de l'électricité.
• Le boîtier : Le boîtier protège les cellules et l'électrolyte. Il est généralement constitué de plastique ou de métal.
• Les connecteurs : Les connecteurs permettent de connecter la batterie à un circuit électrique.

Les autres éléments de la batterie à prendre en compte

En plus des éléments constitutifs de la batterie, lors du choix de la batterie du kit solaire, il convient de prendre en compte : 

• La capacité d'une batterie qui est la quantité d'énergie qu'elle peut stocker. La capacité est mesurée en kilowattheures (kWh). La taille de la batterie doit être adaptée à vos besoins en énergie.
• Le courant de décharge qui est la quantité d'énergie que la batterie peut fournir en une seule fois. Le courant de décharge est important à prendre en compte si vous souhaitez utiliser la batterie pour alimenter des appareils électriques puissants.
• La durée de vie d'une batterie qui est le nombre d'années pendant lesquelles elle peut être utilisée. La durée de vie d'une batterie est influencée par plusieurs facteurs, notamment le type de cellule, la capacité de la batterie et la fréquence d'utilisation de la batterie…

Comment l'énergie est stockée dans la batterie ?

L'énergie est stockée dans la batterie sous forme d'énergie chimique. Les batteries pour panneaux solaires utilisent généralement deux types de technologies :

• Les batteries au plomb ou au gel : Les batteries au plomb sont le type de batterie le plus courant pour les panneaux solaires. Elles sont relativement bon marché et faciles à trouver. Cependant, elles ont une durée de vie plus courte que les batteries lithium-ion et nécessitent un entretien régulier.
• Les batteries lithium-ion : Les batteries lithium-ion sont plus chères que les batteries au plomb, mais elles ont une durée de vie plus longue, ne nécessitent pas d'entretien et sont plus légères et compactes.

Bien que le fonctionnement de stockage de l’énergie produite par les panneaux solaires soit relativement simple, il n’en est pas moins efficace pour alimenter les appareils électroménagers de votre foyer à moindre coût.

L'autoconsommation sans batterie vous permet de récupérer en moyenne 50 % d'électricité gratuite. C'est beaucoup, mais pas suffisant pour couvrir l'ensemble de vos besoins : vous restez dépendant de votre fournisseur d'énergie. Et surtout, la production d'électricité par vos panneaux est optimale en milieu de journée, quand vous n'êtes pas forcément chez vous. Résultat : cette électricité gratuite ne sera pas utilisée…

Avec une batterie de stockage couplée à vos panneaux solaires, vous optimisez votre installation :

• L'électricité stockée vous permet de profiter de cette source d'énergie gratuite et propre à tout moment, et ce, y compris si le réseau est provisoirement coupé ;
• Vous consommez le maximum de l'électricité solaire produite. En rentrant chez vous le soir, vous faites fonctionner votre logement à l'aide de l'énergie que vous avez captée dans la journée et vous avez moins recours à votre fournisseur. Ce sont des économies supplémentaires.

Avant d’acheter votre batterie pour compléter votre kit solaire en autoconsommation d’énergie, il convient de comparer les différents modèles proposés.
Plusieurs éléments sont à prendre en compte. Il s’agit notamment : 
 

Le cycle de vie de la batterie

Le cycle d'une batterie est défini comme une charge complète suivie d'une décharge complète. Par exemple, une batterie avec une capacité de 10 kWh qui est chargée à 100 % et déchargée à 0 % représente un cycle.

Le cycle de vie d'une batterie est le nombre de cycles qu'elle peut supporter avant de ne plus pouvoir fournir la même quantité d'énergie. Les batteries au plomb ont généralement un cycle de vie de 500 à 1000 cycles, tandis que les batteries au lithium ont un cycle de vie de 2000 à 5000 cycles.

Le cycle de vie d'une batterie est influencé par plusieurs facteurs, notamment :

• La profondeur de charge : La profondeur de charge est la quantité d'énergie qu'une batterie peut fournir avant d'être déchargée. Une profondeur de charge plus élevée réduit le nombre de cycles possibles.
• La température : Les batteries fonctionnent mieux à des températures modérées. Les températures extrêmes peuvent réduire le cycle de vie d'une batterie.
• L'entretien : Un entretien régulier peut aider à prolonger la durée de vie d'une batterie. Cela inclut le nettoyage des bornes de la batterie et le contrôle du niveau d'eau (pour les batteries au plomb).

Le prix

Le prix des batteries pour panneaux solaires est généralement exprimé en €/kWh. Le prix d'une batterie dépend de plusieurs facteurs, notamment :

• Le type de batterie : Les batteries au plomb sont généralement les moins chères, tandis que les batteries au lithium sont les plus chères.
• La capacité : La capacité d'une batterie est exprimée en kWh. Une batterie avec une capacité plus élevée sera plus chère qu'une batterie avec une capacité plus faible.
• La puissance : La puissance d'une batterie est exprimée en W. Une batterie avec une puissance plus élevée sera plus chère qu'une batterie avec une puissance plus faible.
• Les fonctionnalités : Les batteries avec des fonctionnalités supplémentaires, telles qu'un système de gestion de batterie (BMS) ou une connectivité Bluetooth, sont généralement plus chères.

En fonction du type de batterie, on constate des prix moyens suivants : 

• Batterie au plomb de 10 kWh : 1000 à 3000 €
• Batterie AGM de 10 kWh : 1200 à 3600 €
• Batterie GEL de 10 kWh : 1400 à 4200 €
• Batterie lithium de 10 kWh : 6000 à 10000 €

La durée de vie

La durée de vie d'une batterie pour panneaux solaires est un facteur important à prendre en compte lors du choix d'une batterie. Les batteries au lithium ont généralement une durée de vie plus longue que les batteries au plomb, mais elles sont également plus chères. Il est important de choisir la batterie qui convient le mieux à ses besoins et à son budget.
En plus du type de batteries, les conditions de fonctionnement peuvent affecter la durée de vie de la batterie telles que les températures extrêmes, l'humidité et les vibrations qui peuvent réduire la durée de vie d'une batterie.

Pour prolonger la durée de vie d'une batterie pour panneaux solaires, il est recommandé de :

Choisir une batterie au lithium, qui a une durée de vie plus longue.
Limiter la profondeur de charge à 50 % pour les batteries au plomb et à 80 % pour les batteries au lithium.
Stocker la batterie dans un endroit frais et sec.
 

Le type d'installation

Pour les petites installations solaires, les batteries au plomb sont généralement suffisantes. Elles sont abordables et faciles à installer. 
Par exemple : pour une installation solaire domestique typique, une batterie au plomb de 5 à 10 kWh est généralement suffisante. Une profondeur de charge de 50 % permet de prolonger la durée de vie de la batterie.

Pour les grandes installations solaires ou les habitations isolées, les batteries au lithium sont plus recommandées. Elles offrent une durée de vie plus longue, une profondeur de charge plus élevée et nécessitent moins d'entretien que les batteries au plomb.
Pour une installation solaire plus importante, une batterie au lithium de 10 à 20 kWh est recommandée. Une profondeur de charge de 80 % permet de tirer le meilleur parti de la batterie

Tableau récapitulatif des différents types de batteries solaires et leurs usages

Le tableau ci-dessous présente un récapitulatif des différents types de batteries solaires disponibles sur le marché, ainsi que leurs caractéristiques et leurs usages recommandés.

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Le choix d'une batterie pour panneaux solaires dépend donc de plusieurs facteurs, notamment le type d'installation solaire, la consommation électrique et le budget. Il est important de comparer les différents types de batteries disponibles afin de trouver la solution la plus adaptée à ses besoins.

Par exemple : pour une installation solaire domestique, une batterie au plomb de 5 à 10 kWh est généralement suffisante. Une profondeur de charge de 50 % permet de prolonger la durée de vie de la batterie.
Pour une installation solaire plus importante ou une habitation isolée, une batterie au lithium de 10 à 20 kWh est recommandée. Une profondeur de charge de 80 % permet de tirer le meilleur parti de la batterie.

L'installation d'une batterie pour panneaux solaires ne s'improvise pas : 

• Le câblage doit être correctement dimensionné, en section et en longueur, afin deminimiser les risques de déperditions tout en garantissant un fonctionnement et une durée de vie optimaux.
• La batterie solaire se branche au régulateur de charge de vos panneaux, qui permet de réguler la tension délivrée à votre batterie en fonction de la production d'énergie par les panneaux.
• Ensuite, les panneaux doivent être reliés à la batterie, puis, pour finir, le réseau électrique domestique est raccordé à l’installation.

Ainsi installée, la batterie délivrera une tension de 12 V utilisable immédiatement, de manière stable et sécurisée. Là encore, l'intervention d'un installateur solaire agréé peut vous être d'une grande aide.

Augmenter votre autonomie électrique en stockant l'énergie produite pas vos panneaux solaires : plus écologique, plus économique ! Un choix d'avenir : le besoin de batteries n'a jamais été aussi important, les fabricants cherchent donc à réduire les coûts de fabrication. À terme, le prix des batteries solaires devrait ainsi diminuer.