Tout ce que vous devez savoir sur les batteries solaires: types, technologies, durée de vie...

Vous avez décidé d’installer des panneaux solaires sur votre toit, mais hésitez encore concernant la batterie ? La batterie solaire vous permet de stocker l'électricité produite, mais non utilisée sur le moment. Vous gagnez donc en indépendance, mais cela vaut-il vraiment la peine ? Otovo a rassemblé toutes les informations importantes pour répondre à vos questions.

Pourquoi choisir une batterie pour panneau solaire ?

Avec un système de panneaux solaires, vous pouvez librement produire et consommer votre propre électricité. Concrètement, vos panneaux photovoltaïques produisent de l’électricité grâce au rayonnement du soleil puis alimentent en direct votre habitation. Sans batterie, l’autoconsommation photovoltaïque permet d’atteindre un taux d’autonomie jusqu’à 50%.

Comment est-ce possible de faire de telles économies alors que vous travaillez durant la journée ? C’est très simple, il vous suffit de modifier quelque peu vos habitudes de consommation en déclenchant un maximum d’appareils en journée (chauffe-eau, machine à laver, lave-linge…). 

Mais il est possible de faire encore plus d’économies.

Il arrive que vous produisez à un moment de la journée plus d’électricité que vous n’en consommez. En effet, en début d’après-midi et par beau temps, il n’est pas rare que la production soit plus importante que vos besoins énergétiques domestiques. Dans ce cas, deux choix s’offrent à vous :

1. Vendre cet excédent d’électricité, appelé « surplus », en l’injectant sur le réseau. Vous bénéficiez ainsi d’un revenu complémentaire puisque vous vendez le kilowattheure (kWh) d’électricité verte.
2. Stocker cette électricité grâce à une batterie, physique ou virtuelle. Vous augmentez ainsi votre taux d’autoconsommation et gagnez en autonomie énergétique.

Gagnez en indépendance vis-à-vis du réseau

Une batterie salaire associée à vos panneaux solaires vous permet donc de stocker votre surplus afin de l’utiliser plus tard (durant la nuit ou les jours moins ensoleillés) au lieu de le vendre directement. Vous gagnez donc en indépendance vis-à-vis du réseau d'électricité. Notons qu’une fois votre batterie pleine, votre surplus est effectivement vendu sur le réseau.

Évitez les coupures de courant

Autre avantage des installations photovoltaïques avec batterie solaire : vous n’êtes plus impacté par les coupures d’électricité dues à un problème sur le réseau. Pour cela, il faut toutefois que votre batterie soit équipée d’un Energy Management System (EMS).

Il s’agit d’un ensemble d’outils digitaux permettant de surveiller, contrôler et d’optimiser les performances du réseau électrique. Le tout, en assurant son bon fonctionnement. Votre batterie équipée d’un EMS et vos panneaux solaires assurent ainsi l’alimentation de votre habitation en électricité verte en toutes circonstances. 

Si votre installation solaire n’est pas équipée d’une batterie avec EMS, vous ne pourrez pas consommer votre production lors de coupure sur le réseau. Pourquoi ?

Tout simplement car en cas de problème sur le réseau de distribution de l’électricité, le gestionnaire envoie une impulsion électrique sur l’ensemble du réseau qui fera disjoncter votre installation photovoltaïque. Le but : mettre hors tension tous les appareils et éviter que les techniciens du gestionnaire de réseau ne s’électrocutent durant leur intervention.

Une solution pour les sites isolés

Les sites isolés sont des habitations ou bâtiments non reliés au réseau public de distribution d’électricité. Pourquoi ? Car il serait trop coûteux, ou trop complexe techniquement, d’étendre le réseau jusqu’à eux.

Pourtant, ces sites ont tout de même besoin d’avoir accès à l’électricité. Alors comment faire ?

L’installation d’un kit de panneaux solaires couplé à plusieurs batteries peut être une solution efficace pour assurer un apport d’électricité tout au long de l’année.

Le problème, c’est que vous allez devoir radicalement changer vos habitudes de consommation pour rationaliser chaque kWh. C’est surtout vrai l’hiver, où vous devrez opter pour un moyen de chauffage (maison et eau chaude sanitaire) complémentaire tel qu’un poêle à bois, au fuel ou à granulés et/ou un groupe électrogène.

Quels types de batteries solaires existe-t-il ?

Aujourd’hui, il existe deux types de batteries solaires pour stocker l’électricité produite par vos panneaux solaires :

• la batterie physique ;
• Ou bien la batterie dématérialisée, dite virtuelle.

Batterie, pile, accumulateur… De quoi parle-t-on ?

Le terme batterie n’est pas à confondre avec ceux de pile et accumulateur !

La pile est ce dispositif qui permet de fournir une quantité limitée d’électricité. Une fois totalement déchargée, la pile est inutilisable. L’accumulateur, quant à lui, peut être rechargé un nombre fini de fois pour restituer de l’électricité (une pile rechargeable est donc un accumulateur). La batterie, c’est une suite d’accumulateurs reliés entre eux ! On parle d’ailleurs de batterie d’accumulateurs.

Stocker l’électricité solaire avec une batterie physique

La batterie physique, c’est la batterie classique de votre voiture ou de votre perceuse électrique par exemple. 

En fait, la batterie récupère, stocke, puis restitue l’électricité produite (par les panneaux solaires, ou par l’alternateur dans le cas de la batterie de votre voiture) grâce à une réaction chimique réversible. Concrètement, elle est le résultat de la circulation d’électrons dans une solution liquide appelée électrolyte, entre une borne positive (la cathode), et une borne négative (l’anode).

Stocker l’électricité solaire sans batterie

En effet, il est possible de stocker de l’électricité sans batterie. Ou plutôt, sur une batterie dématérialisée aussi appelée batterie virtuelle.

Comment ça marche ? L’électricité produite est comptabilisée, puis injectée (ou stockée) sur le réseau. Ensuite, dès que vous en avez besoin :

1. Vous consommez en priorité la quantité d’électricité ainsi stockée ;
2. Une fois cette quantité épuisée, vous consommez à nouveau l’électricité du réseau, achetée à votre fournisseur au prix prévu par votre contrat.

Bien que séduisante, cette solution présente de nombreuses limites. Car lorsque votre batterie virtuelle vous restitue l’électricité stockée, vous devez quand même payer les taxes et frais d’acheminement. Si bien que l’électricité stockée n’est pas gratuite, comme c’est le cas avec une batterie physique.

Quelle technologie de batterie choisir pour vos panneaux solaires ?

Batterie au lithium-ion : la star des batteries

C’est la technologie de batterie la plus récente, et la plus performante. Trottinettes, vélos, smartphones ou voitures électriques, les batteries au lithium sont partout. Et ce n’est pas un hasard : les progrès réalisés en quelques années sont tout simplement incroyables. Fini les batteries au plomb et à l’acide sulfurique, toxiques et non recyclables !

Passons en revue tous les avantages des batteries lithium-ion:

1. Un rendement charge-décharge exceptionnel : Très sollicitées pour leur haute performance, les batteries au lithium ont un rendement charge-décharge supérieur à 90%.
2. Une plus grande durée de vie : Les batteries lithium-ion peuvent également atteindre un nombre de cycles très important. Elles sont cependant relativement sensibles aux décharges profondes. En effet, elles restent performantes plus longtemps lorsqu’elles ne subissent qu’une décharge partielle plutôt qu’un cycle complet de décharge/recharge.
3. Une décharge naturelle très limitée : Si vous stockez de l’électricité sur votre batterie, mais que vous tardez à la consommer, alors elle se décharge naturellement. Or contrairement aux autres technologies de batteries, les batteries lithium-ion subissent une autodécharge très faible, de seulement quelques pourcents par an.
4. Pas d’entretien : Autre avantage, elles ne nécessitent pas d’entretien, contrairement aux batteries au plomb par exemple, qui requièrent une vérification tous les 6 mois.
5. Le meilleur bilan écologique : Enfin, leur bilan écologique est également bien meilleur comparé à des batteries au plomb. Le niveau de recyclage des batteries lithium-ion est actuellement proche de 70%. De nombreux investissements sont réalisés chaque année afin d’améliorer le processus de recyclage.

Les batteries pour sites isolés 

Il existe certaines batteries que l’on recommande davantage pour les habitations en site isolés. C’est le cas des batteries plomb ouvert, au gel ou AGM. Voyons cela plus en détail:

1. Batterie “plomb ouvert” : Les batteries au plomb se composent de plusieurs cellules individuelles ayant chacune une tension de 2V. Les batteries au plomb ouvert sont robustes mais elles nécessitent un entretien régulier. De plus, elles ne sont pas étanches, et doivent donc être installées dans un endroit aéré.
2. Batterie au gel : Les batteries en gel sont une évolution haut-de-gamme des batteries au plomb. Elles sont ainsi plus résistantes et ne nécessitent pas d’entretien. Elles sont très appréciées pour leur décharge profonde et leur durée de vie élevée. Ces batteries sont cependant sensibles aux charges excessives. Elles sont idéales pour des cycles répétitifs, en utilisation quotidienne.
3. Batterie AGM :  Les batteries AGM sont également des batteries au plomb, mais elles ne nécessitent pas d’entretien. Elles sont étanches, et davantage sécurisantes par rapport aux batteries à plomb ouvert.  Elles ont cependant un nombre de “cyclages” relativement faible, et une durée de vie d’environ 10 ans. 

Combien de batteries solaires installer pour alimenter votre maison ?

Batterie 12V, 24V ou 48V : choisir la tension de stockage

Vous souhaitez investir dans une batterie solaire qui sera alimentée par des panneaux solaires mais vous ne savez pas quelle tension choisir entre 12, 24 et 48 Volts ? Il est primordial que vous teniez compte de la puissance photovoltaïque installée.

Pourquoi ? Simplement car plus la consommation d’électricité est importante, plus la tension doit être élevée. Voici les voltages que nous recommandons en fonction de la puissance de votre installation :

Calculer la capacité de stockage en fonction de vos besoins

Calculer le nombre optimal de batteries pour votre installation solaire est crucial. Sous-dimensionnez votre parc de batteries, et vous ne pourrez pas stocker tout le surplus produit par vos panneaux solaires. A l’inverse, surestimez le nombre ou la capacité de stockage des batteries, et le coût de votre projet sera inutilement élevé, avec davantage de composants et de complexité, et un entretien plus important.

Le problème, c’est que ce calcul est non seulement complexe à réaliser, mais il dépend aussi de la configuration de votre installation photovoltaïque (connectée au réseau ou en site isolé). C’est pourquoi nous vous recommandons de faire réaliser ce calcul par votre installateur, ou un professionnel avec les compétences ad hoc.

Durée de vie et recyclage des batteries solaires

Les batteries ont une durée de vie limitée

Contrairement à la durée de vie des panneaux solaires, celle des batteries solaires ne s’exprime pas en années, mais en nombre de cycles charge/décharge. Il y a plusieurs facteurs qui influent sur la durée de vie d’une batterie.

• La technologie utilisée : Les batteries au plomb ne supportent pas le même nombre de cycles que les batteries au gel par exemple.
• La dégradation naturelle : Les batteries sont fragiles et s’usent avec le temps. Même si elles sont peu sollicitées, leur capacité de stockage baisse au fil des ans.
• Les surcharges et décharges profondes : Si vous chargez ou déchargez à 100% votre batterie, ou pire, si vous les maintenez dans cet état de manière prolongée, alors vous accélérez de manière exponentielle leur vieillissement. Autrement dit, elles auront un nombre de cycles charge/décharge de plus en plus faible.

A présent, voyons le nombre de cycles que peut supporter chaque technologie de batterie avec une décharge maximale à 40% :

*Soit environ 10 ans

Comment sont recyclées les batteries solaires ?

Pour éviter toute pollution de l’environnement par des substances nocives, il est important de recycler les batteries solaires usagées. Pour cela, il existe des points de collecte municipaux qui reprennent les batteries hors d’usage et les transfèrent vers un centre de recyclage. Ce recyclage des batteries fonctionne déjà très bien: le niveau de recyclage des batteries lithium-ion est actuellement proche de 70%.