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Quelle batterie de stockage choisir pour autoconsommation avec panneau...

Auteur : NdK

Le 11/04/24

Lectures : 1 827

      Quelle batterie pour panneaux solaires choisir selon l'objectif d'autoconsommation ou d'autonomie : quel type de batterie, quelle tension, quelle puissance, capacité ?

Avant de rentrer dans le vif du sujet avec le choix du matériel, se poser la question fondamentale : quel pourcentage de dépendance au réseau EDF on souhaite ?
C'est une question personnelle et cette orientation va conditionner fortement le type d'installation. Pour mieux comprendre sa dépendance, il faut commencer par identifier son talon électrique.

Qu'est ce que le talon électrique de votre logement ?

Le talon correspond à la consommation courante (les multiprises, transformateurs, réfrigérateur, congélateur) hors usage spécifique (cuisine, eau chaude sanitaire, etc. et autres besoins courants).
En fonction de son prix de revient, il fait sens de s'équiper d'une installation photovoltaïque qui couvre à minima son talon.

Pourquoi cibler les panneaux solaires 3000W ?

Les installations de moins de 3kWc sont soumises à moins de contraintes par le législateur.

  • En dessous de 3kW, vous n'êtes pas obligé d'avoir un responsable d'équilibre.
  • Vous pouvez donc signer un CACSI et ne pas payer la taxe TURPE.
  • L'injection reste autorisée d'après la loi, même si le CACSI écrit le contraire.

Pour de multiples raisons que nous allons détailler, vous pourrez être tentés de produire votre propre électricité à partir de l'énergie solaire.
Dans une optique d'autoconsommation vous pouvez engager plusieurs scenarii présentés à partir du plus "rentable" :

  • autoconsommation partielle avec vente du surplus ;

  • vente de toute la production ;

  • autoconsommation partielle et cession gratuite ;

  • autoconsommation totale.

Faut-il acheter le kilowattheure au prix fort ou le stocker ? Quid du prix de l'installation, de l'immobilisation financière, des pertes de performances de l'installation avec le temps, mais aussi de l'inflation et de la hausse potentielle du prix de revient de l'énergie électrique du réseau.

La batterie solaire peut paraître difficile à amortir en fonction du prix d' achat, surtout si installation, et si contracter un prêt bancaire pour financer le projet.

Grace aux batteries vous risquez d'amortir plus rapidement votre investissement. Bien sûr si tous les paramètres sont considérés et que vous changez quelques habitudes.

Panneaux solaires Plug&Play

Les Kit de panneaux solaires portatifs sont limités à une puissance maximale de 900W pour une station à brancher et à 3kW par installation pour l'autoconsommation. Ils ont l'avantage de présenter un investissement initial faible comparé à des grosse installations mais en contrepartie leurs intérêt reste limité. C'est donc un bon choix pour se lancer avec une solution d'appoint.

Avantages / Inconvénients :

  • Facile à installer, pas besoin d'être bricoleur ou de s'y connaitre ;
  • Mobile
  • Pas le choix de chaque composant ;
  • Pas le meilleur rapport prix de revient / puissance / prix ;
  • Objectif d'autoconsommation, pas adapté pour la vente d'électricité

Compter à partir de 1500€ d'achat pour un équipement de type Sunologyet EcoFlow pour de l'auto consommation du stockage et du routage vers le CE.
Il faudra ajouter 500€ pour les différents supports et lestages.

Batterie solaire Ecoflow 1024Wh à coupler

Batterie Ecoflow delta 2 1 à 3 kWh

Stockage sur batterie

Une telle installation permet de produire jusqu'à 2000W avec un beau soleil mais avec ces "kit" "plug and play", la production non consommée est perdue... à moins d'utiliser l'option du stockage sur batteries type EcoFlow.

Raccordement au réseau

Vous pouvez vous servir du réseau comme d'une batterie virtuelle. Après la hausse des tarifs, ce service proposé par les revendeurs d'énergie est devenue moins intéressant.

L'idéal reste de consommer sa production et d'injecter l'excédent. Vous réaliserez des bénéfices sur la vente de la production non consommée.

Bon à savoir avec ce montage :

  • Les installations photovoltaïques raccordées au réseau d'une puissance inférieure ou égale à 3 kWc peuvent bénéficier d'un taux de TVA à 10 %.
  • La revente de sa production n'est pas obligatoire ;
  • Elle permet de bénéficier d'une exonération d'impôt sur le revenu si votre installation remplit les trois conditions suivantes : puissance est inférieure à 3 kWc, raccordée au réseau public en deux points au plus, non destinée àl'exercice d'une activité professionnelle.
  • N'offre pas droit à la prime à l'autoconsommation (prime d'état nommée prime à l'investissement).

Est-ce pour moi ?
En dehors du cas hors réseau, quel intérêt à investir dans un kit 3kWc pour rester sous les 30% d'autoconsommation, en terme de retour sur investissement ?
Ce genre d'installation pourrait intéresser qui ne souhaite pas immobiliser un capital important à long terme comparé à une grosse installation >10kW avec stockage batteries.

Quelle batterie de stockage pour panneaux solaires choisir pour atteindre l'autonomie ?

Avant d'aller plus loin, il convient de préciser ce qu'on entend par autonomie et autoconsommation.
Je vous renvoie vers les nombreuses informations déjà publiées sur le calcul des besoins, le choisir son panneau solaire et des conseils pour les batteries et convertisseurs / chargeurs pour panneaux solaires et des recommandations pour l'installation solaire sur véhicules (camping car, bateaux, 4x4).


En poursuivant la lecture du présent guide, cette fois vous trouverez une orientation sur l'installation solaire pour l'habitat, même si ce qui vaut pour l'un vaut pour l'autre.

Objectif d'autonomie

Vous avez un chalet d'alpage, de faibles consommateurs : s'éclairer, recharger un smartphone et vous souhaitez avoir plusieurs jours d'autonomie.
Vous pouvez partir sur une batterie plomb, c'est économique mais attention au nombre de cycle et à la décharge profonde. Le sujet est déjà abordé dans notre sujet sur les panneaux solaires.

Batterie auto de démarrage pour autonomie en électricité : bonne idée ?

L'illustration présente une installation temporaire. Avec une batterie de démarrage de 400A, il est possible de tenir 3 à 4 jours. C'est un peu léger s'il y a besoin de faire tourner un appareil ménager, s'il fait mauvais temps sur plusieurs jours de suite. C'est pourquoi dans l'idéal, vous chercherez à privilégier une batterie à décharge lente. En revanche c'est un autre budget. La batterie représente une part importante de l'investissement dans une installation solaire. C'est pourquoi il faut la choisir avec soin et s'informer avant son achat.

Objectif autoconsommation - indépendance - autarcie

Produire : production d'énergie bas carbone

Certains sont motivés par l'idée de produire l'énergie qu'ils consomment. Le solaire est la meilleure énergie pour cela. L'idéal étant le panneau solaire (pour l'eau chaude).
En complément, vous pouvez investir sur le panneau photovoltaïque.
Si vous êtes raccordés, l'énergie photovoltaïque produite est réinjectée dans le réseau électrique. Vous pouvez consommer l'énergie du réseau.

Auto-Consommer : économique pour désir d'indépendance

L'objectif poursuivi par nombre d'entre-vous est d'atteindre l'autoconsommation.
C'est d'ailleurs la solution la plus intéressante pour réaliser des économies sur sa facture d'électricité.

Utiliser un Kit panneau solaire et des batteries permet ne plus dépendre du réseau, ni de ses tarifs et autres risques de coupures.
En produisant votre propre électricité, vous pourrez aussi réaliser des économies. Elle sera disponible quand vous en aurez besoin. Pour ce faire, il vous faudra investir dans une capacité de stockage donc de batteries pour panneaux solaires. Grâce à cela, certains ménages sont autonomes à 90% sur l'année.

Se créer un actif

Les paysans financent leurs hangars, pourquoi ne pas financer votre carport solaire ?
Vous pouvez réduire le coût de votre mobilité : véhicule(s) électrique(s) ?

En consommant peu, en optimisant votre consommation et en sur-dimensionnant votre installation vous pourrez injecter de l'énergie dans le réseau.

Bon à savoir :

  • Le contrat de vente du surplus commence à la date du raccordement des panneaux à ENEDIS. Avant cette date, vous injectez gratuitement sur le réseau. Ensuite, l'injection apparaîtra sur le site ENEDIS;
  • Pour voir la la consommation injectée au réseau vous pouvez utiliser l'app Hello Watt après avoir renseigné le numero du compteur Linky ;

  • Pour connaitre le volume de la vente du surplus, il faut relever l'index injection sur le Linky.

Panneaux solaires photovoltaïques

Comment bien dimensionner son installation solaire ?

Comment éviter l'erreur n°1 : Partez des besoins

Partez du principe qu'un panneau de 3000W délivre 3000W (ou 3000 Ah, cela revient au même). Il vous faudra disposer d'une réserve d'énergie de 3000W pour pouvoir les stocker. On parle de stockage, en réalité on ne sait pas stocker de l'énergie électrique, il y aura des pertes à la charge et à la décharge mais l'idée générale est là.

Vous partez du principe que vous pouvez installer et exploiter des panneaux solaires d'une capacité de 3000W. C'est bien mais l'approche idéale est l'inverse : il faudra déterminer quels sont mes besoins et calculer l'installation en conséquence.

Vous devrez calculer vos servitudes quotidiennes.

Admettons que vous avez avez besoin de 10 000W (10kW) et d'une autonomie de 3j. Il faudra disposer d'une capacité disponible de 30 000W.

Vous pourrez vous aider d'un calculateur comme https://evaluer-mon-devis.photovoltaique.info/ pour évaluer quelle puissance réunir (y compris pour l'abonnement en consommation) pour atteindre la production souhaitée.

Calculer l'inclinaison idéale de ses panneaux solaires photovoltaïques en fonction de l'emplacement géographique : https://re.jrc.ec.europa.eu/pvg_tools/fr/

Comment éviter l'erreur n°2 : tenez compte de la décharge

Admettons que vous ne souhaitez pas dépasser les 40% de décharge afin de préserver la durée de vie de votre batterie et d'avoir un peu de marge en cas d'impossibilité ponctuel à atteindre un niveau de recharge suffisant pour couvrir vos besoins.

Pour "tirer" 3000W, il vous faudra 5000W.

Quelle technologie de panneaux photovoltaïques ?

Silicium cristalin

CIS

CdTe

Simulateur d'économiesavec une installation solaire par monkitsolaire.fr

Quelle batterie pour réussir son installation solaire ?

Bien choisir le type de batterie

L'avantage est qu'il est possible d'utiliser plusieurs batteries pour atteindre cette capacité. L'inconvénient est qu'il faudra choisir entre la longévité et le prix d'achat.

Batterie Lithium
Une batterie type Lithium propose un très bon rendement (95%),pourra encaisser de nombreuses décharges (le cycle de vie),voire des décharges profondes (même s'il faut éviter pour prolonger leur durée de vie). Il est peu encombrant et léger d'un point de vue énergie stockée / encombrement.
Le gros inconvénient reste le prix, elles coûtent cher.

Batterie solaire lithium

Exemple de baie de batterie solaire Lithium 48V

LithiumFer phosphate (LiFeP04) : 6000 cycles, très bon cyclage, excellente durée de vie.
LithiumPolymère
Lithium-Ion : Onéreux, compact

Batterie plomb
Une batterie type plomb pourra descendre moins profondément loin en décharge, aura une durée de vie en nombre de cycles plus restreint mais sera plus économique à l'achat.

Il convient donc d'étudier de près quelle sera la meilleure option, en terme d'opportunité sur les prix, de place disponible pour stocker les batteries et autres paramètres.

Ci-dessous le tableau de charge d'une batterie auto en fonction de son type : capacité d'absorption et pourcentage de charge. Si l'on souhaite rester au dessus de 12,5V, il sera possible de consommer 20% d'une batterie classique,10% d'une plomb calcium, mais 40% d'une batterie gel.

Charge de batterie

Il existe plusieurs technologies de batterie type plomb - acide :

  • Calcium / Calcium ;
  • Plomb / Calcium ;
  • Plomb / Antimoine ;
  • Plomb / Carbone : permet les décharges profondes

Il existe principalement deux constructions de batterie :

  • Plomb ouvert : rapport qualité / prix
  • Plomb fermé : onéreux
    AGM

Bien choisir la durée de vie

Batterie à décharge lente

Votre batterie aura pour objectif de délivrer un courant constant le plus longtemps possible.
Mais aussi de ne pas se décharger trop profondément chaque nuit entre deux charges.
Cela permettra aussi de proposer une durée de vie élevée en tolérant un nombre de cycle important.
Eviter toute décharge profonde, ne pas descendre sous 50%. Malheureusement, la durée de vie des batteries solaires est limitée dans le temps, maximum 10 ans, voire moins selon le traitement.
Batterie gel à décharge lente : tolère la charge rapide

Batterie double usage (batterie gel)

Se caractérise par la capacité à délivrer une bonne intensité au démarrage, mais aussi à résister à la décharge profonde.
C'est possible avec la construction GEL. L'électrolyte gélifié sera résistant à la stratification donc pas de séparation eau et acide dans les décharges profondes.
Puissance et résistance à la décharge lente, c'est une solution de compromis.

-> Gel : performant mais plus cher que le plomb

Bien choisir la tension

Déterminer la tension. Plus elle est élevée, moins il y aura de perditions. Pour un gros camping car, il sera intéressant d'entre en 24V et non en 12V. Pour un usage domestique, le principe est le même.

Vous pouvez constituer votre réseau de stockage en 6V, 12V, 18V, 24V, 48V.
Chargeur onduleur Studer monophasé 12V, 18V, 24V, 48V
voire Triphasé pour les installations 48V.
Vous devrez aussi choisir l'équipement compatible comme l'onduleur (onduleur pur sinus) de batterie (en complément de régulateur de charge).

En fonction de votre installation régulateurs de charge PWC (Pulse Width Modulation pour une petite installation jusqu'à 23V) ou MPPT incontournable généralement à partir de 24V avec un module intelligent de gestion de charge.

Vous devrez associer la batterie avec un panneau de même tension, valeur (VOC) Open Circuit Voltage.

Bien choisir la puissance en Ampères

En fonction de sa capacité, la batterie va subir un temps de décharge différent. C5, C20 ou encore C100. Certains paramètres externes peuvent influer comme la température.

  • C5 : Décharge en 5h ;

  • C20 : Décharge en 20h ;

  • C100 : Décharge en 100h

Admettons maintenant que vous consommez plus d'électricité que ce que peut stocker votre batterie.
Se pose la question de quand produire, quand accumuler, quand consommer l'énergie.
Admettons que votre batterie ne permet pas de stocker la production des panneaux solaires.
Vous perdez de la capacité de charge. Est-ce grave pour autant ?
Aujourd'hui un panneau solaire coûte peu cher sur une installation comparé aux batteries.

Vous avez donc tout intérêt à privilégier les panneaux (quitte à diversifier les orientations : E/O pour produire (et consommer) toute la journée.

Bien choisir sa capacité

La capacité de délivrer de l'énergie pendant une durée s'estime au travers de la valeur "Ampères Heures" (Ah).
Pour consommer 1000W/jour en autonomie, il faudra disposer d'une puissance de 3000W pour 3j d'autonomie donc d'une installation de 5000W pour éviter les décharges profondes.
Vous devez doncdimensionner votre installation de batteries solaires pour une capacité totale de 5000 Ah.

Quelle batterie Victron décharge lente choisir ?

Marques et modèles de batteries

Batterie Victron Energy

Célèbre marque d'équipement pour le solaire photovoltaïque, Victron Energy propose des batteries à décharge lente ou des batteries Lithium.

Sélection de batteries AGM décharge lente Victron Energy :

Ce sont des batterie construction GEL AGM comme en sont équipées certaines batteries de démarrage cependant leurs construction sont prévue pour les décharges lentes et profondes.

Batterie Victron Energy 110 Ah GEL pour solaire

Batterie solaire Victron Energy Batterie Gel à Cycle Profond 12V 110Ah - BAT412101104

Batterie Victron Energy 130 Ah pour solaire

Batterie solaire Victron Energy Plomb AGM 130 Ah 12V

Batterie Victron Energy 165 Ah pour solaire

Batterie solaire Victron Energy plomb AGM 165 Ah 12V

Batterie Victron Energy 220ah GEL pour solaire

Batterie solaire à Cycle Profond Victron Energy Gel 220Ah 12V BAT412201100

Batteries Lithium

Ce genre de batterie a un coût important mais et est stable et propose une durée de vie importante comparé aux autres batteries présentées ci-dessus. Il est possible d'associer plusieurs batteries en série ou en parallèle selon l'objectif de Tension (obtenir une installation 48V) ou d'Intensité

Batterie Victron Energy Smart Lithium (LiFePO4) 25,6 V 200 Ah

Batterie Victron Energy Lithium Fer Polymer (LiFePo4) 12,8 V 160 Ah

Installation solaire photovoltaïque Victron

Chaque composant est indépendant. Si un convertisseur onduleur grille son remplacement st simple et rapide. La marque est sérieuse, bien positionnée en prix et pertinente notamment en monophasé.

Chargeur Victron

Chargeur Victron Energy Blue Smart IP22 12V/30A - 230V - BPC123042002

Onduleur pur sinus Victron

Régulateur de charge MPPT Victron Energy

Régulateur de charge MPPT Victron Energy 100V 20A 48V contrôleur de charge

Contrôleur de charge Victron Energy CEP121621000 EasySolar 12V / 1600 VA /70A MPPT 100/50

Easy Solar, Multiplus, Quattro

Protecteur de batterie Smart BatteryProtect

Protection de batterie connectée Bluetooth Victron Energy Smart BatteryProtect 12/24Volt 65A

Contrôleur de batterie numérique

Cet accessoire est important pour surveiller le taux de charge et la température de la batterie.

Contrôleur de batterie numérique Victron Energy

Studer

Studer est un constructeur d'outillage réputé vous permettant de bénéficier d'une installation de haute qualité. Les produits Studer sont garantis 10 ans.

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