Le stockage d'énergie photovoltaïque associe des panneaux photovoltaïques (solaires) à une batterie rechargeable. L'électricité produite pendant la journée est stockée et utilisée ultérieurement, lorsque les panneaux ne produisent pas. Cette association permet de pallier une limite fondamentale de l'énergie solaire : les panneaux ne produisent de l'électricité que lorsque le soleil brille, alors que la plupart des foyers et des entreprises consomment le plus d'énergie le soir. Les sections suivantes expliquent ce qu'est un système de stockage d'énergie photovoltaïque, sa composition, les spécifications importantes et comment déterminer s'il convient à votre situation. Le calcul de la capacité de batterie optimale et du coût d'installation pour un bien immobilier spécifique fait l'objet d'un calcul distinct, propre à chaque projet, qui dépend de votre profil de consommation, des tarifs en vigueur et de la réglementation locale.
Qu’est-ce que le stockage d’énergie photovoltaïque par batteries et en quoi diffère-t-il du solaire raccordé au réseau ?
Le stockage par batterie photovoltaïque est une installation solaire équipée d'une batterie. Ce qui la distingue d'un système raccordé au réseau classique, c'est la destination de l'électricité excédentaire produite en journée. Un système raccordé au réseau sans stockage injecte l'excédent d'énergie solaire dans le réseau. Selon le marché, cette injection peut générer un crédit, un tarif de rachat, un revenu très faible, voire nul si les injections sont plafonnées. Un système de stockage par batterie photovoltaïque stocke cet excédent pour votre propre consommation. Il peut également alimenter certains appareils en cas de coupure de courant, mais uniquement avec des onduleurs de secours, une protection contre l'îlotage et un circuit de protection des charges. Une batterie seule ne garantit pas l'alimentation de secours. La valeur de l'énergie stockée dépend de l'écart entre vos tarifs d'injection et de rachat ; il est donc important de vérifier les deux avant de considérer qu'une batterie est rentable. système de stockage d'énergie par batterie Le stockage par batterie photovoltaïque peut être rechargé uniquement à partir du réseau électrique. Il est principalement alimenté par l'énergie solaire, bien que de nombreux systèmes puissent également puiser de l'énergie sur le réseau lorsque les tarifs et la réglementation le permettent.
L'idée fausse la plus répandue : une batterie plus grosse n'est pas forcément meilleure.
On considère généralement que la capacité d'une batterie se traduit par des économies ou une autonomie de secours, mais le bénéfice réel dépend de la capacité utilisable, de votre consommation quotidienne et de l'utilisation de la batterie. La valeur nominale en kilowattheures ne suffit pas. Dimensionner un système à sa capacité nominale sans tenir compte de l'énergie utilisable ni de la durée d'utilisation quotidienne conduit souvent à un fonctionnement incomplet. Les économies promises ne sont alors jamais au rendez-vous. La température est l'autre facteur limitant souvent négligé. La capacité d'une batterie et la durée de vie de ses cellules diminuent lorsque la température de fonctionnement s'éloigne de la plage optimale des cellules. C'est pourquoi le refroidissement du système est aussi important que la capacité indiquée sur la fiche technique. Dimensionner le système en fonction de votre consommation réelle, vérifier la capacité utilisable et prendre en compte la température permet une estimation bien plus précise que la seule valeur nominale.
Les principaux composants d'un système de stockage d'énergie par batterie photovoltaïque
Un système de stockage d'énergie photovoltaïque par batterie est composé de quelques éléments essentiels, et le matériel nécessaire dépend de si vous ajoutez du stockage à des panneaux existants ou si vous concevez l'ensemble du système en une seule fois. Les principaux composants sont :
- Panneau solaire (PV) : Il génère de l'électricité en courant continu à partir de la lumière du soleil ; sa taille détermine la quantité de surplus disponible pour le stockage.
- Onduleur ou onduleurs : convertissent entre le courant continu utilisé par les panneaux et les batteries et le courant alternatif utilisé par les appareils et le réseau ; le type et le nombre dépendent de la configuration de couplage.
- Batterie et système de gestion de batterie (BMS) : Stocker l'énergie et protéger les cellules en surveillant la tension, le courant, l'état de charge et la température.
- Gestion thermique : maintient les cellules dans une plage de température sûre et efficace ; les systèmes plus petits peuvent utiliser l’air passif, les plus grands ou les plus chauds utilisent un refroidissement actif, généralement refroidissement par liquide.
- Matériel de sauvegarde et de contrôle : Un onduleur capable de fonctionner en îlotage, une passerelle de secours et un panneau de protection des charges permettent au système d'alimenter les charges sélectionnées pendant une panne, tandis que la logique de contrôle décide quand charger, décharger ou exporter.
Comme la capacité de décharge et la durée de vie des cycles dépendent de la température, le système de refroidissement est adapté à sa taille et à son utilisation. Le refroidissement passif par air convient à la plupart des installations domestiques, tandis que pour les grandes armoires à batteries dans les environnements chauds, le refroidissement actif est indispensable.
Stockage de batteries photovoltaïques couplées en courant alternatif (CA) ou en courant continu (CC)
Les termes « couplage AC » et « couplage DC » décrivent le point de connexion de la batterie. Le choix le plus judicieux dépend principalement du type d'installation : rénovation ou construction d'une nouvelle installation. Dans un système à couplage DC, la batterie est connectée côté DC et partage un onduleur hybride avec les panneaux. Cette solution simplifie la conversion et convient aux nouvelles installations, mais elle nécessite une compatibilité entre les chaînes photovoltaïques, la tension de la batterie et l'onduleur. Dans un système à couplage AC, la batterie possède son propre onduleur côté AC. C'est la solution pratique pour ajouter du stockage à une installation solaire existante, y compris les maisons équipées de micro-onduleurs. Le compromis réside dans l'efficacité de la conversion par rapport à la simplicité de l'installation : une rénovation privilégie généralement le couplage AC, tandis qu'une nouvelle installation, axée sur l'efficacité, privilégie le couplage DC. Un installateur doit confirmer ce choix en fonction de votre équipement existant.
Que vérifier avant de choisir un système de stockage par batterie photovoltaïque ?
Choisir un système de stockage d'énergie photovoltaïque par batterie implique de prendre en compte plusieurs critères et spécifications. L'importance de ces critères dépend de vos priorités : économies d'énergie, alimentation de secours, ou les deux. Le dimensionnement pour les économies dépend du volume de surplus que vous pourriez exporter à moindre coût ; le dimensionnement pour l'alimentation de secours dépend des besoins en énergie pendant une coupure de courant. Les foyers qui utilisent déjà la majeure partie de leur production solaire bénéficient moins d'une batterie. Les tarifs heures pleines/heures creuses et les limites d'interconnexion ont également une incidence sur le calcul ; il est donc essentiel de les vérifier au préalable.
Lorsqu'on compare des produits, certaines spécifications comptent plus que le chiffre affiché en haut de la liste :
- Capacité utile (kWh) : L'énergie que vous pouvez réellement puiser, c'est ce qui compte le plus par rapport à la capacité nominale.
- Profondeur de décharge (DoD) : quelle quantité de batterie vous pouvez utiliser sans réduire sa durée de vie.
- Rendement aller-retour : quelle quantité d'énergie subsiste après un cycle de charge et de décharge.
- Puissance continue et puissance de crête (kW) : La puissance continue détermine le nombre de charges fonctionnant simultanément ; la puissance de pointe détermine si les moteurs, les pompes ou la climatisation peuvent démarrer.
- Cycle de vie : le nombre nominal de cycles, qui détermine la valeur à long terme.
- Plage de températures de fonctionnement et puissance de secours (EPS) : les conditions que la batterie tolère et si elle offre une sortie de secours dédiée.
De nombreux systèmes de batteries photovoltaïques résidentiels et commerciaux utilisent la chimie lithium-fer-phosphate (LFP) pour sa stabilité thermique et sa durée de vie. Le choix de la chimie appropriée dépend toutefois de la certification, du climat, de l'espace disponible, du cycle de service et du budget. Un système doit également respecter les normes de sécurité et de réseau en vigueur sur son marché, lesquelles varient selon l'emplacement. En Amérique du Nord, les normes de sécurité et de protection incendie font généralement référence aux tests UL 9540 et UL 9540A. emballement thermique La propagation du feu et l'installation sont conformes à la norme NFPA 855, et l'interconnexion à la norme IEEE 1547. Au niveau international, la norme IEC 62933 couvre les systèmes de stockage d'énergie électrique. Combien coûte un système de stockage d'énergie solaire par batterie ? Cela varie considérablement selon la région et la taille, et c'est une question distincte de ce qu'est le stockage par batterie photovoltaïque.
Conclusion
Le choix d'un système de stockage d'énergie photovoltaïque dépend de plusieurs facteurs : l'usage que vous souhaitez en faire, la façon dont votre consommation et votre production s'articulent, le mode de raccordement au réseau et les normes en vigueur dans votre région. La capacité indiquée importe moins que la capacité réellement utilisable et les conditions de fonctionnement de la batterie.
Nous travaillons sur l'aspect thermique des batteries et des systèmes de stockage d'énergie, et une tendance se dégage : la capacité et la durée de vie des cycles sont étroitement liées à la température de fonctionnement. Une batterie choisie uniquement en fonction de sa capacité nominale en kilowattheures peut s'avérer moins performante dans un environnement chaud ou mal ventilé. Le refroidissement, le dimensionnement et la configuration d'un système dépendent de son cycle de service, du climat et de l'espace disponible ; il est donc préférable de définir ces détails dès la phase de conception du projet plutôt que de se baser sur une fiche technique.
Si vous avez besoin Solutions de refroidissement ESS Pour toute question relative à la conception thermique d'un système de stockage, n'hésitez pas à partager vos besoins avec notre équipe pour une analyse technique. Une première étape pratique consiste à rassembler vos données de consommation électrique annuelle, les caractéristiques de votre installation solaire et de votre onduleur actuels, ainsi que vos objectifs en matière d'économies d'énergie, d'alimentation de secours, ou les deux. Ces quelques informations sont essentielles pour la suite de notre travail.
FAQ
Le stockage par batterie photovoltaïque est-il la même chose qu'une batterie solaire ?
Le terme “ stockage par batterie photovoltaïque ” et “ batterie solaire ” désignent généralement la même chose : une batterie chargée principalement par des panneaux solaires et non uniquement par le réseau électrique. L’expression « stockage par batterie photovoltaïque » met l’accent sur la source photovoltaïque.
Les panneaux solaires ont-ils besoin d'une batterie pour fonctionner ?
Les panneaux solaires fonctionnent sans batterie ; un système raccordé au réseau s'en passe en injectant le surplus d'énergie dans celui-ci. Une batterie est utile pour stocker ce surplus et l'utiliser en soirée, en cas de coupure de courant, ou pour éviter de racheter de l'électricité sur le réseau, ce qui représente un coût important.
Une batterie solaire peut-elle alimenter ma maison en cas de panne de courant ?
Une batterie solaire alimente votre maison en cas de panne de courant uniquement si le système est équipé de dispositifs de secours : un onduleur fonctionnant en îlotage, une passerelle de secours ou un commutateur de transfert, et un circuit de protection des charges. Sans ces dispositifs, de nombreux systèmes de batteries raccordés au réseau s’arrêtent par mesure de sécurité lors d’une panne ; assurez-vous donc de la capacité de secours du système avant tout achat.
Puis-je ajouter un système de stockage par batterie à un système solaire existant ?
Il est généralement possible d'ajouter du stockage à un système existant, le plus souvent avec une batterie couplée au réseau et dotée de son propre onduleur. La simplicité de l'opération dépend de votre onduleur actuel, de l'espace disponible et des normes de raccordement locales ; il est donc conseillé de faire appel à un installateur pour vérifier la compatibilité.
Couplage AC ou couplage DC, lequel est le meilleur ?
Aucune des deux solutions n'est systématiquement préférable ; le choix dépend du type de rénovation ou de construction. Le couplage CC convient aux nouvelles installations axées sur l'efficacité, tandis que le couplage CA est la solution la plus simple pour les panneaux déjà en votre possession.
De quelle capacité de batterie ai-je besoin ?
La quantité optimale dépend de votre consommation énergétique quotidienne, de votre production solaire et de votre priorité (économies ou alimentation de secours). Ces éléments variant d'un site à l'autre, le dimensionnement se fait au niveau du projet et non par une valeur unique recommandée.
