Stockage d'énergie solaire - utilisez l'énergie solaire jour et nuit

Batterie solaire : qu’est-ce que c’est réellement ?

L'électricité produite par les installations photovoltaïques est stockée dans une batterie solaire et mise à disposition en cas de besoin pour l'autoconsommation. Ils sont donc également appelés stockage solaire ou stockage d'énergie solaire. Les batteries solaires sont une invention nouvelle dont la popularité ne cesse de croître depuis 2012. Cette année, le gouvernement fédéral a adopté une réforme de la loi sur les sources d'énergie renouvelables (EEG). Le tarif de rachat de l’énergie solaire a ainsi été considérablement réduit. Conséquences : de plus en plus de particuliers ont décidé de ne pas injecter l'électricité qu'ils produisent eux-mêmes dans le réseau public, mais de l'utiliser pour leurs propres besoins. Aujourd’hui, les batteries solaires sont toujours très populaires. L’approvisionnement énergétique autonome est une alternative populaire non seulement face à la hausse des prix de l’énergie, mais aussi d’un point de vue écologique.

Comment fonctionne une batterie solaire ?

À proprement parler, un stockage d’énergie solaire n’est pas seulement une batterie mais une batterie solaire rechargeable. En cas de fort rayonnement solaire, l'énergie solaire générée dépasse la demande énergétique de la maison. L’énergie excédentaire est transmise à la batterie et la charge, comme une batterie. L’énergie solaire stockée peut être utilisée ultérieurement pour faire fonctionner des appareils électroniques électroménagers. En règle générale, on distingue deux unités de stockage d'énergie solaire différentes : le stockage par batterie lithium-ion et le stockage par batterie plomb-acide . Cependant, la réaction chimique responsable du fonctionnement de la batterie solaire est similaire.

Il y a deux électrodes à l'intérieur de la batterie. Une électrode a une charge électronique positive, l’autre est chargée négativement. Les électrodes sont entourées d'un liquide conducteur appelé électrolyte. Il assure le transfert de masse entre les deux électrodes isolées l'une de l'autre par une couche séparatrice partiellement perméable (séparateur). Si la batterie solaire est vide, il y a des particules de substance sur l'électrode positive. Si le courant solaire, c'est-à-dire la tension électrique, atteint l'électrode positive, les particules se dissolvent et glissent à travers l'électrolyte jusqu'à l'électrode négative. Puisque les particules sont chargées positivement, une différence de potentiel entre les deux électrodes est générée et la batterie est chargée. Lors d'une décharge, c'est-à-dire lors de l'utilisation du courant, ce processus se déroule exactement différemment.

Quelles batteries conviennent aux systèmes solaires ?

Bien que les fonctions de base des batteries lithium-ion et des batteries plomb-acide ne diffèrent pas, il s’agit de deux technologies divergentes. Afin de déterminer quelle batterie solaire est la mieux adaptée à une utilisation dans l' installation photovoltaïque interne , certains concepts doivent être clarifiés au préalable.

Densité d'énergie

La densité énergétique renseigne sur la capacité de la batterie solaire par rapport à sa taille. Plus la densité énergétique est élevée, plus la batterie solaire est petite – avec la même capacité de stockage. À ce stade, les batteries lithium-ion sont clairement en avance, puisque tous les composants sont installés dans un espace confiné. Enfin, outre les batteries photovoltaïques, les batteries lithium-ion sont également installées dans les smartphones et les ordinateurs portables.

Capacité

Il y a ici deux valeurs : la capacité nominale de stockage et la capacité utilisable. Les deux sont exprimés en kilowattheures (kWh). La capacité nominale de stockage est la quantité d’énergie que le stockage solaire peut absorber au maximum. La capacité réellement utilisable multiplie cette valeur par la profondeur de décharge et est donc plus significative.

Efficacité

Pendant la charge et la décharge, la batterie solaire émet de la chaleur dans l'environnement. En conséquence, une partie de l’énergie solaire stockée est perdue. Sur 100 % d’électricité mise en cache, vous ne récupérez qu’un certain pourcentage. C’est ce qu’on appelle l’efficacité. Les batteries solaires au lithium modernes ont souvent un rendement supérieur à 90 pour cent, dans la variante au plomb, cette valeur se situe entre 70 et 80 pour cent. Pour pouvoir se prononcer sur l’efficacité, il faut considérer l’ensemble du système. Outre l'efficacité de la batterie solaire, l'efficacité des autres composants du système, par exemple les onduleurs photovoltaïques, les onduleurs de batterie, les convertisseurs DC/DC ou les composants de secours, doit être prise en compte. De plus, le bon dimensionnement du système joue un rôle essentiel. Pour une interprétation professionnelle, vous êtes invités à contacter votre partenaire spécialisé IBC local.

Durée de vie

La durée de vie de la batterie solaire est déterminée par deux mécanismes de vieillissement. Ces mécanismes sont appelés durée de vie et durée de vie calendaire d’une batterie solaire. La fin de vie n'est pas synonyme de « mort » de la batterie solaire, mais signifie que la capacité de la batterie solaire est tombée jusqu'à une valeur résiduelle définie par le constructeur. En général, cela représente entre 60 et 80 pour cent de la capacité initiale. La durée de vie du calendrier est indépendante de l'utilisation de la mémoire. Elle est de 15 à 20 ans pour les batteries solaires au lithium et d'environ 10 ans pour les batteries solaires au plomb. La durée de vie, représentée par le nombre de cycles, indique la fréquence à laquelle la batterie de stockage peut être complètement chargée et déchargée avant que sa capacité ne tombe en dessous d'une limite inutilisable. Les batteries solaires au lithium-ion ont environ 4 000 cycles. Chaque année, une batterie solaire utilise environ 250 cycles. Une batterie solaire au lithium, généralement dotée de 4 000 cycles, dure environ 20 ans. Les batteries au plomb ont environ 1 200 à 2 500 cycles de charge et ne durent donc qu'une dizaine d'années. Un nombre de cycles plus élevé n'apporte donc aucun avantage, puisque la durée de vie calendaire représente la limite supérieure. Les batteries lithium-ion et les batteries plomb-acide perdent leur durée de vie lorsqu'elles restent relativement longtemps dans des environnements très chauds. En règle générale, une température moyenne plus élevée de 10 °C signifie un taux de vieillissement deux fois plus élevé.

Profondeur de décharge

De nombreuses batteries solaires ont une profondeur de décharge dite maximale. Fondamentalement, une profondeur de décharge plus faible signifie une diminution de la durée de vie, mais bien sûr également une capacité de stockage utilisable inférieure. La profondeur de décharge est indiquée en pourcentage : 80 pour cent DoD (profondeur de décharge) signifie que 80 pour cent du système de stockage d'énergie solaire entièrement chargé est utilisé. Alors que les systèmes de stockage de batteries lithium-ion modernes annoncent des profondeurs de décharge de 100 %, le rapport coût/bénéfice optimal pour les batteries au plomb est d'environ 50 %.