Quelles sont les différentes batteries pour les onduleurs de panneaux solaires.
Les panneaux solaires ne produisent de l’électricité que lorsque la lumière du soleil est disponible. Pour garantir une alimentation électrique ininterrompue, il est donc important d’utiliser des batteries qui stockent l’énergie en vue d’une utilisation ultérieure. Il existe plusieurs types de batteries adaptées aux onduleurs de panneaux solaires :
- Batteries plomb-acide (AGM et GEL) :
- Il s’agit de piles traditionnelles largement utilisées en raison de leur disponibilité et de leur faible coût.
- Les batteries AGM (Absorbent Glass Mat) sont très résistantes aux décharges et faciles à utiliser, tandis que les batteries GEL (Gel) sont résistantes aux décharges profondes et ont une longue durée de vie.
- Inconvénients : poids élevé, durée de vie limitée (300-800 cycles), nécessité d’un entretien régulier (dans le cas des modèles classiques au plomb).
- Batteries au lithium-ion (Li-ion):
- Ils sont légers, compacts et ont une densité énergétique élevée.
- Ils se caractérisent par une longue durée de vie (jusqu’à 5 000 cycles) et une capacité de décharge profonde (jusqu’à 80-90 %).
- Inconvénients : coût élevé et nécessité d’une protection contre la surchauffe.
- Batteries au lithium-fer-phosphate (LiFePO4):
- Il s’agit d’une sous-espèce de batteries lithium-ion présentant des caractéristiques de sécurité et de durabilité améliorées.
- Résistance élevée à la surchauffe et aux dommages mécaniques, durée de vie de 10 à 15 ans, nombre élevé de cycles (jusqu’à 7000).
- Inconvénients : coût initial élevé.
- Piles au nickel-cadmium (Ni-Cd) et à l’hydrure métallique de nickel (NiMH):
- Résiste aux températures extrêmes et peut supporter des décharges profondes.
- Utilisé moins fréquemment en raison d’une efficacité moindre et de contraintes environnementales.
Pourquoi les batteries lithium-fer-phosphate sont-elles considérées comme les meilleures?
Les batteries au phosphate de fer lithié (LiFePO4) sont considérées comme le meilleur choix pour les onduleurs de panneaux solaires pour les raisons suivantes:
- Longue durée de vie:
- Elles peuvent supporter jusqu’à 7000 cycles de charge-décharge, soit 5 à 10 fois plus que les batteries plomb-acide.
- Décharge profonde:
- Le LiFePO4 permet des décharges profondes (jusqu’à 80-90%) sans impact significatif sur la durée de vie, maximisant ainsi l’utilisation de l’énergie stockée.
- Sécurité élevée:
- Ces batteries sont résistantes à la surchauffe, aux courts-circuits et aux dommages mécaniques, ce qui les rend fiables même dans des conditions difficiles.
- Respect de l’environnement:
- Les piles au lithium-fer-phosphate sont plus respectueuses de l’environnement car elles ne contiennent pas de matériaux toxiques tels que le plomb ou le cadmium.
- Efficacité:
- Ils ont une densité énergétique élevée et une faible autodécharge, ce qui les rend efficaces pour le stockage à long terme.
- Compact et léger:
- Ces batteries sont plus compactes et plus légères que leurs homologues, ce qui est important lorsque l’espace est limité.
Calcul de la capacité requise de la batterie.
Pour bien choisir la batterie, il est important de calculer la capacité requise en fonction de la consommation totale d’énergie. Étapes de calcul de base:
- Déterminer la consommation quotidienne d’énergie:
- Additionnez la puissance de tous les appareils qui seront alimentés par le système et multipliez-la par leur durée de fonctionnement en heures.
- Tenez compte de l’efficacité de l’onduleur:
- Les onduleurs ont un rendement (généralement 90-95%), il faut donc diviser la valeur calculée par ce facteur.
- Calculer la capacité requise de la batterie:
- Divisez la consommation journalière par la tension de la batterie (par exemple 48 V).
- Ajouter une réserve de capacité:
- Il est recommandé de choisir une batterie avec une réserve de 10 à 20 % afin d’augmenter la durée de vie de la batterie et de compenser les éventuels pics de charge.
Exemple : si la consommation journalière totale est de 5000Wh et qu’une batterie de 48V est utilisée, le calcul de la capacité sera le suivant:
5000 Wh / 48 V = 104,2 Ah. Avec une réserve de 20 % : 104,2 × 1,2 = 125 Ah.
Recommandations pour le choix de la batterie.
Il est important de ne pas acheter de batteries à des vendeurs douteux, car une batterie est une pièce d’équipement à haut risque. Faire des économies au détriment de la sécurité peut endommager l’installation ou mettre des vies en danger. N’achetez des piles qu’auprès de fournisseurs de confiance et assurez-vous que des certificats de qualité sont disponibles.
Dans nos projets, nous utilisons des batteries LiFePO4 de la société britannique SunSynk. Le matériel de cette entreprise impressionne par sa qualité et sa fiabilité.
Emplacement de la batterie.
Le choix de l’emplacement de votre batterie est essentiel pour ses performances et sa longévité:
- Installation à côté de l’onduleur:
- Généralement, les batteries sont installées avec l’onduleur afin d’éviter la pose de longs câbles d’alimentation qui augmentent les pertes de puissance et les coûts.
- Locaux pour l’installation:
- Les batteries et les onduleurs peuvent être placés sur des terrasses extérieures ou dans des locaux techniques. Si l’espace est fermé, il faut prévoir une ventilation car l’équipement électrique devient très chaud lorsqu’il fonctionne sous charge.
- Installation à l’extérieur:
- Lors de l’installation à l’extérieur, il est important de tenir compte des conditions climatiques de la région afin d’éviter les risques suivants:
- Le gel, qui peut affecter le fonctionnement de l’équipement.
- Brise de mer à forte salinité qui peut provoquer de la corrosion.
- Rayonnement solaire direct qui entraîne une surchauffe.
- Inondations ou fortes pluies avec un taux d’humidité élevé (jusqu’à 100 %).
- Lors de l’installation à l’extérieur, il est important de tenir compte des conditions climatiques de la région afin d’éviter les risques suivants:
De nombreux facteurs, notamment la température, l’humidité et les influences environnementales, affectent les performances, la durabilité et la sécurité des équipements électriques. C’est pourquoi le choix du lieu d’installation doit être soigneusement étudié.
Conclusion.
Lors du choix d’une batterie pour panneaux solaires, il est important de prendre en compte des facteurs tels que le budget, les exigences de durabilité, la sécurité et l’espace disponible. Malgré leur coût initial élevé, les batteries lithium-fer-phosphate offrent la meilleure combinaison de caractéristiques, ce qui en fait la solution optimale pour les systèmes d’énergie solaire.
