Calculer la capacité de la batterie solaire
L’utilisation de batteries domestiques, également appelées batteries photovoltaïques (PV), connaît un remarquable essor ces dernières années. Les utilisateurs résidentiels mais aussi les petites entreprises ont de plus en plus recours au stockage d’énergie, une technique qui leur permet de stocker l’excédent d’énergie produite par des panneaux solaires en prévision des périodes où l’énergie solaire fait défaut, notamment par temps couvert et pendant la nuit.
Tout le défi consiste à trouver l’équilibre idéal et d’adapter la capacité d’une batterie domestique aux besoins énergétiques. En calculant la capacité de la batterie domestique, l’utilisateur final pourra en tirer pleinement parti. Avec une capacité de stockage appropriée, il utilisera le moins possible le réseau électrique public et profitera de manière optimale de l’énergie produite par ses propres panneaux solaires.
Dans cet article, nous aborderons le calcul de la capacité d’une batterie domestique et nous rappellerons les points à vérifier lors de l’achat et les frais à prendre en considération :
Terminologie des batteries domestiques
Au moment de choisir une batterie domestique, l’acheteur est souvent perturbé par la terminologie employée. Par exemple, les termes « puissance » et « capacité » sont fréquemment utilisés l’un pour l’autre comme s’ils désignaient la même chose, alors qu’ils concernent des caractéristiques bien différentes des batteries. C’est pourquoi nous livrons ci-après un petit aperçu des principaux termes que vous rencontrerez certainement dans la documentation.
Capacité : la capacité se mesure en kilowattheures (kWh) et représente la quantité totale d’électricité qu’une batterie domestique peut emmagasiner. On peut la comparer à un jerrycan, qui a une capacité de stockage de cinq ou dix litres.
Profondeur de décharge (DoD) : La plupart des batteries ne peuvent pas être déchargées totalement car cela pourrait les endommager. La profondeur de décharge est le pourcentage de l’énergie qui est déchargée par rapport à la capacité totale de la batterie. Si une batterie domestique a une DoD de 90 %, cela signifie que vous pouvez utiliser 90 % de sa capacité totale.
Puissance : La puissance se mesure en kilowatts (kW) et représente la quantité d’électricité qu’une batterie peut délivrer à plusieurs appareils en même temps. On peut se représenter cela comme le degré d’ouverture d’un robinet. Une batterie de haute capacité et de basse puissance délivre un faible niveau d’électricité (suffisant pour alimenter quelques appareils) pendant une longue durée. Une batterie de basse capacité et de haute puissance peut alimenter toute la maison en électricité mais seulement pendant une courte durée.
Rendement énergétique : Il s’agit de l’efficacité avec laquelle l’électricité peut être stockée dans une batterie domestique et peut ensuite en être extraite. Ce rendement est exprimé sous la forme d’un pourcentage. Si vous chargez 5 kWh d’électricité dans la batterie domestique et qu’elle peut vous restituer 4 kWh, on dira que la batterie atteint un rendement de 80 %.
Durée de vie & garantie : La durée de vie d’une batterie fait généralement référence au nombre de cycles de charge/décharge qu’une batterie peut subir, avant que la capacité ne baisse jusqu’à un pourcentage donné (généralement 80 %) de sa valeur initiale. Le fournisseur indique souvent une garantie de capacité déterminée après un nombre déterminé de cycles de charge/décharge.
Les batteries les plus utilisées pour le stockage d’énergie solaire sont les batteries au lithium-ion, connues pour leur DoD élevée, leur longue durée de vie et les frais réduits.
Comment fonctionne une batterie domestique ?
Une batterie domestique, ou batterie PV, emmagasine de l’électricité pour un usage ultérieur. La fonctionnement d’une batterie domestique peut s’expliquer comme suit :
Charge : Une batterie domestique se charge avec de l’énergie solaire produite par des panneaux solaires. Si les panneaux solaires produisent plus d’électricité que vous n’en consommez, l’énergie excédentaire est stockée dans la batterie.
Décharge/consommation : Dès que la batterie domestique est chargée, cette énergie est disponible pour servir à des moments où la consommation est supérieure à la quantité d’énergie produite, par exemple lorsque le ciel est couvert ou pendant la nuit.
Transfert automatique : En cas de panne de courant, le logiciel de la batterie domestique détecte l’anomalie et bascule automatiquement sur l’énergie emmagasinée pour éviter toute interruption de l’alimentation en électricité.
Le stockage de l’énergie solaire excédentaire peut aider les propriétaires à maximiser leur auto-consommation d’énergie solaire et à réduire leur dépendance au réseau d’électricité.
Calculer la capacité d’une batterie domestique
Pour sélectionner une batterie domestique appropriée, il convient de prendre en compte différents facteurs liés à la capacité et à la puissance. L’installateur doit dresser l’inventaire des usages du client pour savoir comment celui-ci va utiliser cette batterie PV. Pour ce faire, vous pouvez vous baser sur les questions suivantes et en fonction des réponses, sélectionner avec le client une batterie domestique appropriée.
Quelle est la consommation d’énergie actuelle et quelle sera-t-elle à l’avenir ?
La capacité de la batterie doit être adaptée à la consommation d’énergie actuelle mais doit également convenir à d’éventuels projets futurs. La famille va-t-elle s’agrandir ? Des enfants vont-ils bientôt quitter le foyer parental ? Est-il prévu d’installer une piscine extérieure ? Ou de passer à la cuisson électrique ?
Il est également utile d’intégrer la voiture électrique dans la réflexion car celle-ci pourra aussi servir de batterie domestique. En outre, cette dernière a une capacité sensiblement supérieure à celle d’une batterie PV. D’autre part, il peut également être intéressant de la maintenir en dehors du calcul de capacité car sinon, l’utilisateur devra acheter beaucoup plus de capacité sur batterie PV, ce qui réduira le rendement à un niveau négligeable.Quelle puissance l’installation de panneaux solaires produit-elle ?
Si la batterie domestique a une capacité de stockage insuffisante, elle atteindra rapidement son niveau de charge maximal et il faudra réinjecter l’énergie solaire excédentaire dans le réseau public, ce qui réduira aussi le rendement. Multipliez la puissance de chaque panneau solaire par le nombre total de panneaux.
S’il n’y a pas encore de panneaux solaires en place, il faut déterminer la charge de pointe ou la puissance maximale. Pour ce faire, additionnez la puissance de consommation des appareils qui seront utilisés en même temps, tels que four à micro-ondes, sèche-linge, lampes et ordinateurs. Le total correspond à la charge de pointe et celle-ci doit être couverte par la puissance et la capacité de la batterie domestique.
Multipliez la puissance de consommation de chaque appareil par la durée d’utilisation pour obtenir l’énergie en wattheures par jour. Additionnez toutes les valeurs en wattheures pour obtenir le total. Cette évaluation est probablement insuffisante car il y aura des pertes d’efficacité. Multipliez donc le résultat par 1,5 pour atteindre la valeur réelle tenant compte des pertes liées au système.Calculer la consommation énergétique quotidienne
Exemple : Les lampes sont allumées 5 heures par jour. L’ordinateur fonctionne 2 heures par jour. 120 x 5 + 300 x 2 = 1200 wattheures. 1200 x 1,5 = 1800 wattheures
Il est judicieux de conseiller une batterie domestique modulaire, surtout si votre client ne sait pas précisément quels seront ses besoins énergétiques futurs. Une telle batterie peut facilement être complétée d’un module de batterie supplémentaire si les besoins énergétiques sont en hausse.Comment la batterie domestique est-elle utilisée ?
Une question importante pour le client est de savoir dans quel contexte la batterie domestique sera utilisée. Devra-t-elle servir de solution de secours en cas de panne de courant ? L’ensemble du foyer doit-il trouver un équilibre dans sa consommation ? Ou la batterie domestique sera-t-elle utilisée en mode déconnecté du réseau ? Tous ces facteurs peuvent avoir une influence sur le choix de la capacité, de la puissance et d’autres caractéristiques d’une batterie domestique.Le système de panneaux solaires est-il été monté en retrofit ?
Un système retrofit suppose d’ajouter une batterie domestique a posteriori à une installation existante de panneaux solaires. Dans la plupart des cas, il faut alors prévoir un onduleur de batterie séparé parce que l’onduleur existant n’est pas bidirectionnel.
Comment calcule-t-on la capacité d’une batterie domestique ?
Pour une installation de panneaux solaires d’une puissance de 5 kWp, la capacité de la batterie domestique serait de 7,5 à 8 kWh (5 kWp x 1,5 pour tenir compte des pertes liées au système).
Si la consommation énergétique quotidienne est supérieure, l’utilisateur peut envisager d’ajouter des panneaux solaires supplémentaires et d’acquérir une batterie PV de plus grande capacité.
Le tableau suivant indique la capacité de stockage conseillée pour chaque niveau de consommation électrique. Pour une consommation annuelle de 6000 kWh par exemple, vous conseillerez au client une capacité de stockage sur batterie de 9 kWh. Si votre client prévoit de passer à la cuisson électrique ou si la famille est appelée à s’agrandir, calculez alors approximativement de combien la consommation électrique va augmenter et multipliez le résultat par 1,5.
Conséquences d’une capacité inadaptée
Si la batterie domestique a une capacité de stockage trop élevée, on ne parviendra pas à la charger totalement pendant les mois d’hiver car on bénéficiera de moins d’heures de lumière naturelle. Pendant les mois d’été ensoleillés, on ne parviendra pas à la décharger suffisamment car on produira suffisamment d’énergie pendant la journée et cette énergie pourra être utilisée directement. Dans le cas d’une surcapacité d’une batterie domestique, l’investissement sera donc moins vite rentabilisé.
Si la batterie domestique a une capacité trop faible, on pourra maximiser l’auto-consommation jusqu’à environ la moitié. Lorsque les panneaux solaires produisent beaucoup d’énergie en été, la batterie n’a pas une capacité suffisante pour pouvoir stocker toute l’énergie produite.
Combien coûte une batterie solaire pour panneaux solaires ?
Le coût d’une batterie solaire pour panneaux solaires peut énormément varier. En effet, le prix dépend d’un certain nombre de facteurs, y compris la capacité de la batterie, la marque et le modèle, les frais d’installation et tout composant supplémentaire. Voici certains éléments qui affectent le coût d’une batterie solaire :
Capacité de la batterie : les batteries solaires existent en différentes capacités, mesurées en kilowattheure (kWh). Généralement, plus la capacité est importante, plus la batterie coûte cher. La capacité dépend de l’excédent de quantité d’énergie solaire que vous voulez stocker.
Marque et modèle : Il existe plusieurs fournisseurs de batteries solaires de marque A sur le marché, comme SolarEdge, Huawei et Enphase. Chaque marque et chaque modèle a son propre prix et ses propres caractéristiques.
Frais d’installation : Le coût de l’installation peut varier considérablement, en fonction des conditions de vie et de la complexité de l’installation. Si vous n’avez pas les connaissances techniques, vous pouvez faire intervenir un installateur professionnel.
Composants supplémentaires : Si vous n’avez pas encore d’installation à panneaux solaires existante, vous devrez vous acquitter de frais supplémentaires pour les panneaux solaires, un onduleur, le câblage et l’équipement de sécurité. Avec tout cela, le coût peut considérablement augmenter.
Le coût d’une batterie solaire pour panneaux solaires va grosso modo de mille euros environ à des dizaines de milliers d’euros, selon la capacité et la configuration. Nous vous recommandons de bien faire l’inventaire de vos besoins (à l’avenir également) et de bien chercher les options en ligne. Comparez les offres, les marques et les modèles, ainsi que la compatibilité possible avec le système existant. Le développement des batteries solaires est très rapide et les prix peuvent également changer considérablement au fil du temps, en raison de l’évolution permanente de la technologie. Par conséquent, assurez-vous de toujours disposer d’informations récentes.