Guide détaillé sur les batteries de panneaux solaires - connaissances de base et comment les choisir
Quels sont les composants d'un système de stockage de l'énergie solaire ?
Le système de stockage de l'énergie solaire comprend généralement les éléments suivants :
① Panneaux solaires
Les panneaux solaires fonctionnent comme des capteurs de lumière et convertissent l'énergie solaire en courant continu.
② Onduleur
Le but de l'onduleur est de convertir le courant continu produit par les panneaux solaires en courant alternatif de 240 V, qui alimente les appareils électroménagers et électroniques.
③ Piles
Les batteries stockent l'énergie produite pendant la journée par les panneaux solaires. L'énergie stockée dans les batteries fournit de l'électricité pendant la nuit ou en l'absence d'énergie du réseau.
④ Contrôleur de charge
Le contrôleur de charge régule le flux d'électricité entre les panneaux solaires et les batteries afin de garantir que l'énergie électrique stockée dans la batterie ne dépasse pas la plage de paramètres de courant et de tension que la batterie peut supporter. Leur fonction garantit un processus de charge/décharge sûr et augmente la durée de vie des batteries.
⑤ Autres composants
De nombreux composants sont nécessaires pour construire un système de stockage solaire, notamment des disjoncteurs, des appareillages de commutation, des conduits électriques, du matériel de montage, des boîtiers de batterie, des déconnexions CA/CC et des équipements de sécurité.
Qu'est-ce qu'une batterie de panneau solaire ?
Le stockage de l'énergie solaire consiste à ajouter une batterie au système solaire. La batterie de stockage d'un système solaire sert deux objectifs principaux :
① Disposer d'une alimentation de secours en cas de défaillance du réseau
② L'énergie solaire stockée peut être utilisée pour produire de l'électricité la nuit afin de réduire les factures d'électricité en utilisant les tarifs de temps d'utilisation.
Présenter les quatre types de batteries utilisées avec les panneaux solaires
Les batteries solaires sont principalement de quatre types :
① Lithium-ion
Les batteries solaires au lithium-ion sont très prisées par les propriétaires de maisons individuelles. Elles ont une durée de vie plus longue et nécessitent moins d'entretien. Elles sont plus légères et plus petites que les batteries au plomb.
En plus de ces caractéristiques, ces batteries peuvent se décharger jusqu'à 20% SOC, ce qui signifie qu'elles ont une plus grande capacité utilisable. Toutefois, les batteries lithium-ion présentent un risque d'emballement thermique et peuvent prendre feu si elles ne sont pas installées correctement.
② Plomb-acide
Les accumulateurs au plomb sont le plus ancien type de cellules solaires. Il en existe deux types différents : les batteries plomb-acide scellées et les batteries plomb-acide à immersion dans l'eau. Les batteries au plomb sont les moins chères des quatre types de batteries.
Cependant, en termes de fonctionnalité, les batteries solaires au plomb ont généralement une durée de vie plus courte, une capacité de décharge plus faible que les autres options de stockage et nécessitent un entretien régulier.
③ Nickel-cadmium
Les batteries NiCd sont capables de fonctionner à des températures extrêmes sans système complexe de gestion de la batterie. C'est pourquoi elles sont populaires dans les projets à l'échelle commerciale. Toutefois, en raison de leur toxicité élevée, leur utilisation est interdite dans de nombreux pays.
④ Flux
Les batteries à flux constituent une nouvelle solution de stockage pour la technologie des batteries solaires, avec une longue durée de vie. En outre, elles sont à base d'eau et non toxiques.
Cependant, sa technologie en est encore au stade du développement et elle est plus chère que les autres options. La capacité de stockage est faible et prend beaucoup de place.
Quelle est la meilleure batterie pour un panneau solaire ?
Les batteries lithium-ion telles que LFP (LiFePO4) et NMC (LiNiMnCoO2) sont privilégiées dans les systèmes de stockage de l'énergie solaire. Les batteries LiFePO4 ont une longue durée de vie, ce qui les rend idéales pour les installations hors réseau, et elles sont également exceptionnellement performantes dans les régions où les températures sont extrêmes.
Quelle est la durée de vie des batteries solaires ? Quelle est la batterie solaire la plus durable ?
La plupart des batteries solaires disponibles sur le marché aujourd'hui ont une durée de vie comprise entre 3 et 10 ans. Trois types de batteries sont couramment utilisés pour le stockage solaire : plomb-acide, lithium-ion et flux. Parmi ces trois options, les batteries à flux ont la durée de vie la plus longue, mais elles coûtent cher, ont une faible densité énergétique et occupent beaucoup d'espace.
Les batteries au lithium-ion ont également une longue durée de vie. Elles peuvent durer de 5 à 10 ans (à raison d'un cycle par jour). Mais gardez à l'esprit que des efforts d'entretien de qualité peuvent avoir un impact certain sur la durée de vie de votre batterie solaire.
Comment calculer le nombre de Wh de batterie solaire et de panneaux solaires dont j'ai besoin ?
Trois calculs doivent être effectués pour déterminer un système de stockage solaire approprié, comme indiqué ci-dessous :
Puissance de charge :
La première consiste à estimer la puissance de la charge, c'est-à-dire la quantité totale d'électricité nécessaire pour alimenter les appareils. Pour un appareil qui utilise 100 watts et fonctionne 10 heures par jour, la puissance de charge peut être calculée à l'aide de l'équation ci-dessous :
100 watts x 10 heures = 1000 wattheures
Spécifications du panneau solaire :
Les panneaux solaires sont évalués en watts en fonction de l'électricité qu'ils peuvent produire en une heure d'ensoleillement direct. La quantité de lumière solaire ne doit pas être surestimée, car sa disponibilité varie en fonction de la saison et des conditions météorologiques de la région.
Par exemple, si la lumière du soleil est disponible pendant 5 heures par jour, les besoins en watts des panneaux solaires peuvent être calculés à l'aide de l'équation suivante :
1000 wattheures ÷ 5 heures = 200 watts (un panneau solaire de 200 watts)
Exigences en matière de batterie :
Une fois que les besoins en énergie et les spécifications des panneaux solaires sont déterminés, l'étape suivante est l'estimation du stockage dans la batterie.
Pour choisir la bonne batterie solaire, le calcul des Ampères-heures (Ah) de la batterie est effectué en suivant l'équation :
1000 wattheures ÷ 12 V = 83,33 Ah
Quels sont les avantages et les inconvénients des batteries solaires lithium-ion ?
Les batteries solaires au lithium-ion sont des moyens de stockage d'énergie prometteurs. LiFePO4 est un type de batterie lithium-ion disponible sur le marché qui convient aux systèmes de stockage d'énergie solaire.
Avantages des batteries lithium-ion
Les batteries lithium-ion sont compactes et ne nécessitent pas d'entretien. Elles ont une densité énergétique plus élevée et une durée de vie plus longue. Les batteries au lithium-ion peuvent assurer entre 2 000 et 4 000 cycles sur le 80% DOD.
Les inconvénients des batteries lithium-ion
Les batteries Li-ion sont relativement plus chères que leurs homologues. Elles nécessitent également un circuit de stabilisation pour garantir un fonctionnement sûr.
Présenter les différentes spécifications des batteries lithium-ion courantes pour les panneaux solaires
| Spécifications | Description |
|---|---|
| Capacité/échelle de la batterie solaire | La puissance nominale est la capacité de la batterie à fournir de l'énergie. Elle est mesurée en kilowattheures (kWh). |
| Tension de la batterie solaire | Les batteries sont marquées d'une tension nominale. Il s'agit de la valeur moyenne de la tension de fonctionnement pendant toute la durée du processus de décharge. Les batteries lithium-ion ont la tension la plus élevée de tous les types de batteries, entre 3,2 et 3,7 V. |
| Efficacité de l'aller-retour | Le rendement aller-retour d'une batterie solaire est le rapport entre l'énergie chargée dans la batterie et l'énergie déchargée de la batterie. Il est généralement compris entre 85 et 98% pour les batteries lithium-ion. |
| Charge/décharge | Le taux de charge ou de décharge c est exprimé comme un rapport entre la capacité de la batterie (C) et la durée de la charge ou de la décharge en heures. |
| Procédure de stockage | Plage de température recommandée pour le stockage : -20°C à 60°C. |
| Durée de vie de la batterie | La durée de vie des batteries est mesurée à l'aide de trois paramètres : le nombre d'années de fonctionnement prévues, la durée de vie du cycle et le nombre de cycles prévus. La durée de vie prévue peut être estimée en divisant le nombre de cycles par le nombre de jours par an. |
| Température de fonctionnement | La température de fonctionnement du lithium-ion est comprise entre 20°C et 60°C. |
| Préoccupations en matière de sécurité et d'environnement | Toutes les batteries solaires doivent répondre à des exigences de sécurité spécifiques afin d'être certifiées pour l'installation. |
Quelle est l'efficacité des batteries de panneaux solaires en hiver ?
Par temps froid, les performances de charge et de décharge des batteries lithium-ion sont affectées. La solution à ce problème est le système de gestion de la batterie (BMS), qui utilise l'énergie pour réchauffer le bloc-batterie avant de lancer le processus de charge.
Les batteries solaires au lithium sont donc plus performantes en hiver que leurs homologues.
Combien de batteries faut-il pour alimenter une maison en énergie solaire ?
Les batteries solaires deviennent essentielles pour les propriétaires en fonction de l'utilisation qu'ils souhaitent faire des systèmes de stockage de l'énergie solaire.
Si l'on considère que la taille moyenne d'une batterie solaire est de 10 kilowattheures (kWh), l'estimation du nombre de batteries dédiées peut être décrite comme suit :
① Economiser de l'argent: Une maison a besoin de 2 ou 3 batteries pour réduire le coût des factures d'électricité.
② Résilience: S'il s'agit de maintenir l'électricité lorsque le réseau est en panne, la résilience du réseau n'est possible qu'avec une seule batterie solaire.
③ Autosuffisance: Une maison peut devenir autosuffisante avec 8 à 12 batteries solaires si l'objectif est de s'affranchir complètement du réseau.
Combien coûtent les batteries solaires lithium-ion ?
Le coût moyen actuel d'une batterie solaire lithium-ion varie en fonction de la marque et des spécifications.
Marques populaires de batteries solaires lithium-ion
| Marque de la batterie | Stocker l'énergie | Garantie | Prix |
|---|---|---|---|
| Tesla Powerwall 2 | 13,5 kWh | ≥10 ans | $12,000 |
| Enphase IQ | 3,4-10,5 kWh | ≥10 ans | $3,000 et $8,000 |
| LG Chem RESU 10H | 9,8 kWh | ≥10 ans | $10,000 |
| BYD Battery-Box HVS | 5,1-12,8 kWh | ≥10 ans | $3,000 à $7,000 |
| Tycorun Energy T-EES5510 | 10-20kWh | ≥10 ans | $3289 |
Comment choisir la meilleure batterie solaire pour vos besoins ?
Le choix du meilleur type de batterie solaire est défini par les besoins personnels, en plus des caractéristiques techniques de la batterie.
Vous trouverez ci-dessous les aspects essentiels à prendre en compte pour affiner le choix de la meilleure batterie solaire.
| Besoins personnels | Caractéristiques techniques des batteries solaires |
|---|---|
| Géographie et climat | Capacité énergétique |
| Production d'énergie | Efficacité de l'aller-retour |
| Mode de vie | Durée de vie de la batterie et sécurité |
