Batterie solaire : fonctionnement, prix, durée de vie

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Une batterie solaire sert à stocker l'énergie produite par une installation photovoltaïque. L'énergie stockée peut ainsi alimenter le logement ou le local lorsque l'ensoleillement est insuffisant : la nuit, les jours pluvieux, etc. La batterie solaire est donc une solution intéressante pour ceux qui veulent optimiser leur production et devenir davantage autonomes. Mais combien coûte une batterie et comment choisir le modèle adapté à son installation ?


Qu'est ce qu'une batterie solaire ?

batterie solaire

La batterie solaire est un dispositif qui permet de stocker l'énergie produite par les panneaux solaires photovoltaïques afin d'assurer l'alimentation électrique la nuit et quand l'ensoleillement n'est pas suffisant. En effet, les panneaux solaires ne produisent qu'en journée, avec la lumière du soleil. La nuit, le système n'est pas fonctionnel, ce qui contraint les particuliers à rechercher d'autres alternatives : soit de laisser le réseau prendre le relais, soit de devenir plus autonome en investissant dans une batterie solaire. Pour faire simple, la batterie solaire permet de stocker puis consommer l'énergie solaire produite par ses panneaux à tout moment et en toutes circonstances.

La batterie solaire a le même principe de fonctionnement qu'une batterie classique, comme une batterie de voiture ou une batterie de téléphone, dans le sens où elle stocke l'énergie sous une forme chimique au moment de la charge, puis transforme à nouveau l'énergie chimique en énergie électrique lors de la décharge, grâce à la réaction des composants à l'intérieur (comme le plomb et l'acide, par exemple, selon le type de batterie).

A la différence des batteries de voiture toutefois, une batterie solaire se vide lentement sur de longues périodes et peut aussi prendre quelques jours pour se recharger. On l'appelle aussi batterie stationnaire ou batterie à décharge lente. On la connaît également sous le nom de batterie d'accumulateurs, car elle est constituée de plusieurs accumulateurs d'une tension de 2V chacun, connectés en série. C'est l'accumulateur qui stocke l'énergie grâce à un processus électrochimique. On peut ainsi trouver des batteries de 2V, 6V, 12V, 24V ou encore 48V.

Comment choisir sa batterie solaire ?

Il existe différents modèles de batterie solaire sur le marché aujourd'hui. Il va sans dire qu'il est important de choisir une batterie qui convienne à ses besoins, à son installation, mais aussi à son budget. De nombreux éléments sont à considérer lorsqu'on choisit sa batterie solaire.

  1. Le type de batterie
  2. La capacité de stockage
  3. L'espérance de vie
  4. La profondeur de décharge

Le type de batterie

On distingue principalement deux types de batterie solaire, dont les batteries au plomb et les batteries lithium. Ci-dessous leurs caractéristiques, avantages et inconvénients pour bien faire la différence et déterminer le modèle le plus approprié pour sa situation et son installation.

Les batteries solaires au lithium

Les batteries solaires au lithium sont aujourd'hui les plus répandues et pourtant c'est une technologie plus récente. C'est ce type de batterie qui est désormais utilisé pour les smartphones et les voitures électriques car il est considéré plus performant. Ces batteries ont une durée de vie étendue, soit jusqu'à 6 000 cycles à un taux de décharge de 80%.

Elles sont aussi plus compactes que les batteries au plomb, sachant que le lithium est un métal très léger, étant troisième dans la classification des éléments après l'hydrogène et l'hélium. C'est d'ailleurs l'une des raisons pour lesquelles elle suscite l'intérêt. Ce n'est pas tout, côté écologie, la batterie solaire lithium a un point fort non-négligeable, avec un taux de recyclage proche de 70%.

Ceci dit, les batteries lithium ont pour grand inconvénient d'être encore très coûteuses aujourd'hui par rapport à d'autres modèles, les rendant moins accessibles.

Avantages et inconvénients d'une batterie solaire lithium
Avantages Inconvénients
  • Durée de vie plus longue
  • Recyclable à 70%
  • Compacte et prend donc moins de place dans l'installation
  • Ne nécessite pas d'entretien contraignant
  • Un prix très élevé par rapport aux batteries au plomb
  • Même capacité de stockage pour un coût bien plus élevé

Les batteries solaires au plomb

On distingue également les batteries solaires au plomb, qui existent en trois différents modèles :

  1. La batterie à plomb ouvert : il s'agissait jusqu'à récemment de la seule technologie de batterie solaire existante. C'est le même type de batterie que l'on voit encore dans la plupart des voitures aujourd'hui, sauf que le dispositif est beaucoup plus volumineux pour une installation photovoltaïque. Cette technologie est encore bien prisée grâce à son faible coût - malgré ses multiples inconvénients. A savoir que la batterie à plomb ouvert doit être stockée dans un endroit aéré car elle libère de l'hydrogène en se chargeant. Mais en même temps, elle ne doit pas être placée en plein air, au risque de geler à cause des températures trop basses. De plus, c'est un type de batterie solaire qui nécessite un entretien tous les 6 mois qui consiste à l'ajout d'eau distillée. La batterie solaire à plomb ouvert est surtout conseillée pour les résidences secondaires, où elle est utilisée de manière irrégulière ;
  2. La batterie solaire gel : les batteries solaires gel sont une sorte de version haut-de-gamme des batteries solaires à plomb ouvert. Elles sont plus résistantes et ne nécessitent pas d'entretien. Mais cela a un prix, sachant qu'elles coûtent à peu près deux fois plus chères d'une batterie à plomb ouvert. Cela dit, elles ont une meilleure durée de vie et une meilleure performance. Attention, elles sont sensibles aux charges excessives, ce qui fait qu'il faut une application de décharge lente pour optimiser leur nombre de cycles de charge. Ces batteries sont surtout adaptées pour des cycles répétitifs en utilisation quotidienne ;
  3. La batterie solaire AGM : les batteries AGM sont un autre type de batterie au plomb. Elles ne nécessitent pas d'entretien, contrairement aux modèles à plomb ouvert, et sont aussi plus étanches. Elles ne dégagent ni d'hydrogène ni de chaleur durant les cycles de charge. Toutefois, elles restent sensibles aux températures élevées. Ce type de batterie est adapté à un usage quotidien.
Avantages et inconvénients d'une batterie solaire au plomb
Type de batterie Avantages Inconvénients
Batterie solaire à plomb ouvert
  • Technologie fiable étant la première à être utilisée pour les installations solaires
  • Le modèle de batterie solaire le moins cher du marché
  • Une durée de vie plus faible (400 à 500 cycles)
  • Un stockage contraignant car sensible aux températures trop basses et dégage de l'hydrogène
  • Volumineuse et prend donc de la place
  • Pas écologique
Batterie solaire gel
  • Un version améliorée sans dégagement d'hydrogène et de chaleur
  • Pas d'entretien nécessaire
  • Profondeur de décharge d'environ 50%
  • Un prix deux fois plus élevé que la batterie à plomb ouvert
  • Doit avoir une application de décharge lente car sensible aux charges excessives
  • Pas écologique
Batterie solaire AGM
  • Un version améliorée sans dégagement d'hydrogène et de chaleur
  • Pas d'entretien nécessaire
  • Plus chère que la batterie à plomb ouvert
  • Cycle de vie relativement faible
  • Pas écologique

La capacité de stockage

Un autre critère essentiel à prendre en compte lorsqu'on choisit sa batterie solaire : la capacité de stockage, qui correspond à la quantité d'énergie que le dispositif peut stocker. Sous-dimensionnée, la batterie ne pourra pas stocker tout le surplus produit par les panneaux solaires. Et, à l'inverse, avec une capacité de stockage trop élevée, la batterie sera inutilement plus chère, prendra plus de place et aura plus d'impact négatif sur l'environnement.

Il est conseillé de dimensionner la capacité de stockage de sa batterie solaire avec l'aide d'un installateur professionnel, car ce calcul prend en compte de nombreux paramètres comme les capacités de production, la configuration de l'installation, les besoins spécifiques du logement, etc.

Pour avoir une petite idée de la capacité idéale, on peut aussi se référer à la capacité en ampère-heures (Ah) indiquée sur chaque batterie. Il faut ensuite multiplier cette donnée par la tension aux bornes des batteries (2, 6 ou 12V par exemple) pour obtenir la valeur en kilowattheures. Par exemple, une batterie de 12V ayant une capacité de 100 Ah peut stocker environ 100 Ah x 12V = 1 200Wh ou 1,2 kWh. C'est à partir de cela que l'on peut déterminer combien de batteries il faudrait pour une installation donnée.

L'espérance de vie

batterie solaire esperance vie

Quand on parle d'espérance de vie, on parle surtout du nombre de cycles que peut effectuer une batterie, plutôt que d'une durée de vie exprimée en années.

En d'autres mots, on parle du nombre de fois où la batterie peut se charger et se décharger. Sa capacité diminue après un certain nombre de cycles.

Les batteries lithium battent les records en termes d'espérance de vie, soit plus de 6 000 cycles (soit environ 10 ans). Le nombre de cycles dépend largement de l'utilisation des batteries par le foyer

À titre d'indication, voici le nombre de cycles que peut supporter chaque type de batteries avec une décharge maximale à 40% :

Espérance de vie des batteries solaires
Type de batterie solaire Espérance de vie
Lithium Jusqu'à 10 000 cycles
Au gel 800 - 900 cycles
AGM 600 - 700 cycles
A plomb ouvert 400 - 500 cycles

La profondeur de décharge

Autre élément à considérer : les batteries solaires ne se déchargent jamais complètement et disposent d'un certain seuil de décharge défini par le fabricant. C'est la profondeur de décharge d'une batterie qui établit le pourcentage de la capacité de charge pouvant être utilisée sans compromettre l'état de cette dernière.

Par exemple, avec une batterie de 10 kWh ayant une profondeur de décharge de 90%, on ne pourra pas utiliser plus de 9 kWh d'énergie avant de la recharger.

Comment installer et entretenir une batterie solaire ?

  1. L'installation
  2. L'entretien

L'installation

Il est assez simple d'ajouter une batterie solaire à une installation de panneaux solaires déjà existante dans la majorité des cas, car les systèmes mis en place sont conçus à l'origine avec la possibilité d'ajouter un stockage plus tard.

La batterie solaire doit être reliée à un onduleur, afin que le courant continu produit par les panneaux solaires et dirigé vers la batterie puisse être converti en courant alternatif, plus adapté pour l'alimentation électrique d'un logement. Ainsi, si le système est doté d'un onduleur solaire adapté à une batterie, l'installation de la batterie solaire se fait simplement, sans équipement supplémentaire. Il existe également des batteries avec onduleur intégré.

Dans le cas où l'installation ne prévoit pas cette possibilité, il faut envisager de remplacer son onduleur solaire par un onduleur tout-en-un, ou d'opter pour une solution couplée au courant alternatif où la batterie est installée avec un onduleur séparé. Dans les deux cas, l'installation est un peu plus complexe et implique des frais supplémentaires.

Quelle est la durée de vie d'une batterie solaire ? Comme mentionné plus haut, la durée de vie d'une batterie solaire est évaluée par rapport au nombre de cycles qu'elle peut effectuer. Elle dépend donc aussi énormément de l'utilisation qui en est faite et de la consommation du foyer. On estime toutefois que la durée de vie d'une batterie lithium est d'environ 10 ans (soit jusqu'à 10 000 cycles), contre environ 4 ans pour une batterie solaire au plomb. Lorsqu'elle devient inefficace, la batterie doit être remplacée.

L'entretien

Seule la batterie à plomb ouvert nécessite un entretien régulier, soit tous les six mois environ. Cet entretien consiste surtout à vérifier le niveau d'électrolyte et de le remettre à niveau (30 à 35mm en dessous de la surface supérieure du couvercle) en rajoutant de l'eau distillée. Attention, l'acide contenu dans les batteries est très dangereux. Cette opération doit donc être entreprise avec le maximum de précautions (gants, vêtements de protection, etc.).

La batterie solaire au lithium, quant à elle, ne nécessite pas d'entretien particulier. Toutefois, il faut s'assurer qu'elle se trouve dans un endroit ventilé et à température modérée, et qu'elle ne se décharge jamais plus que la profondeur de décharge indiquée afin d'optimiser sa durée de vie.

Quel est le prix d'une batterie solaire ?

Est-il possible de fabriquer sa propre batterie solaire ? La fabrication d'une batterie solaire est très complexe et requiert des connaissances techniques. Toutefois, de nombreux particuliers ont réussi à fabriquer leur batterie solaire eux-mêmes pour s'éviter de débourser des milliers d'euros dans les batteries vendues sur le marché. Les internautes partagent leurs astuces pour fabriquer des batteries sur les réseaux sociaux et les forums, et un point commun est remarqué dans toutes les publications : le recyclage de batteries usagées d'ordinateurs portables, de la même manière que Nissan récupère les batteries de ses voitures pour fabriquer ses batteries solaires.

batterie solaire prix

Les prix élevés d'une batterie solaire font que ce n'est pas encore forcément une solution avantageuse pour tout le monde. En général, il est conseillé d'investir dans une batterie solaire seulement dans le cas où la maison se situe dans une zone isolée difficilement accessible par le réseau par exemple, car l'utilisateur n'aura d'autre choix que de trouver d'autres alternatives pour avoir accès à de l'électricité à toutes heures.

La batterie est aussi intéressante pour ceux qui veulent atteindre un niveau d'autonomie supérieur et ne pas dépendre du réseau public d'électricité afin d'éviter les hausses de prix du kWh sur le marché, mais cela a un prix, qui vient s'ajouter aux coûts des panneaux solaires déjà assez élevés.

Voici quelques fourchettes de prix d'une batterie solaire, tout en gardant en tête que les coûts varient énormément selon la marque, le modèle, la capacité de stockage, etc.

Prix d'une batterie solaire en 2021
Type de batterie Prix
Batterie lithium 600 à 1000€
Batterie au gel 250 à 500€
Batterie AGM 200 à 400€
Batterie à plomb ouvert 80 à 250€
Mis à jour le

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