Batteries au plomb ou au lithium : quelles sont les meilleures pour l'énergie solaire ?

Comparaison des batteries au plomb et au lithium

Les batteries au plomb coûtent moins cher au départ, mais elles ont une durée de vie plus courte et nécessitent un entretien régulier pour continuer à fonctionner correctement. Les batteries au lithium sont beaucoup plus chères au départ, mais elles ne nécessitent aucun entretien et ont une durée de vie plus longue pour correspondre à leur prix plus élevé. 

Plus précisément, nous allons examiner les batteries au plomb par rapport aux batteries lithium-ion – les deux principaux types de batteries utilisés pour l’énergie solaire. Voici le résumé :

Le plomb-acide est une technologie éprouvée qui coûte moins cher, mais nécessite un entretien régulier et ne dure pas aussi longtemps.

Le lithium est une technologie de batterie haut de gamme avec une durée de vie plus longue et une efficacité plus élevée, mais vous paierez plus cher pour l'amélioration des performances.

Examinons plus en détail les avantages et les inconvénients de chaque option et expliquons pourquoi vous pourriez choisir l'une plutôt que l'autre pour votre système.

Batteries solaires au plomb ou au lithium : les bases

Lorsque vous construisez un système solaire , vous disposez de trois options principales de batterie :

Acide de plomb inondé (FLA)

La particularité des batteries FLA est que les plaques sont immergées dans l’eau. Ceux-ci doivent être vérifiés régulièrement et remplis tous les 1 à 3 mois pour continuer à fonctionner correctement.

Un entretien en retard peut réduire la durée de vie des batteries et annuler la garantie. Les batteries FLA doivent également être installées dans une enceinte ventilée pour permettre aux gaz de la batterie de s'échapper.

Acide de plomb scellé (SLA)

Les batteries SLA sont disponibles en deux types, AGM (Absorbent Glass Mat) et Gel, qui possèdent de nombreuses propriétés similaires. Ils nécessitent peu ou pas d’entretien et sont étanches.

La principale différence entre les batteries AGM et les batteries au gel est que les batteries au gel ont tendance à avoir des taux de charge et une puissance inférieurs. Les batteries au gel ne peuvent généralement pas gérer autant de courant de charge, ce qui signifie qu'elles prennent plus de temps à se recharger et produisent moins d'énergie.

Lithium

La meilleure chimie des batteries au lithium pour les applications solaires est le lithium fer phosphate, raccourci en batteries LiFePO4 ou LFP . Cette nouvelle technologie dure plus longtemps et peut être soumise à des cycles plus profonds. Elles ne nécessitent également aucun entretien ni ventilation, contrairement aux batteries au plomb.

Les batteries au lithium coûtent plus cher au départ, mais leur efficacité supplémentaire signifie que vous pouvez potentiellement dépenser moins par kilowattheure de capacité pendant toute la durée de vie de la batterie.

5 différences clés entre les batteries au plomb et au lithium

1. Cycle de vie

Lorsque vous déchargez une batterie (utilisez-la pour alimenter vos appareils), rechargez-la avec vos panneaux, c'est ce qu'on appelle un cycle de charge. Nous mesurons la durée de vie des batteries non pas en termes d’années, mais plutôt en nombre de cycles qu’elles peuvent supporter avant leur expiration.

Pensez-y comme si vous mettiez du kilométrage sur une voiture. Lorsque vous évaluez l’état d’une voiture d’occasion, le kilométrage compte bien plus que l’année de production.

Il en va de même pour les batteries et le nombre de fois où elles ont été cyclées. Une batterie au plomb scellée dans une maison de vacances peut subir 100 cycles en 4 ans, alors que la même batterie peut subir plus de 300 cycles en un an dans une résidence à temps plein. Celui qui a subi 100 cycles est en bien meilleure forme.

La durée de vie dépend également de la profondeur de décharge (la capacité que vous utilisez avant de recharger une batterie) . Des décharges plus profondes exercent davantage de pression sur la batterie, ce qui réduit sa durée de vie.

2. Profondeur de décharge

La profondeur de décharge fait référence à la capacité globale utilisée avant de recharger la batterie. Par exemple, si vous utilisez un quart de la capacité de votre batterie, la profondeur de décharge serait de 25 %.

Les batteries ne se déchargent pas complètement lorsque vous les utilisez. Au lieu de cela, ils ont une profondeur de décharge recommandée : quelle quantité peut être utilisée avant de devoir être rechargée.

Les batteries au plomb ne doivent fonctionner qu’à une profondeur de décharge de 50 %. Au-delà de ce seuil, vous risquez d’affecter négativement leur durée de vie.

En revanche, les batteries au lithium peuvent supporter des décharges profondes de 80 % ou plus. Cela signifie essentiellement qu’ils ont une capacité utilisable plus élevée.

3. Efficacité

Les batteries au lithium sont plus efficaces. Cela signifie qu’une plus grande partie de votre énergie solaire est stockée et utilisée.

À titre d’exemple, les batteries au plomb ne sont efficaces qu’à 80-85 % selon le modèle et l’état. Cela signifie que si 1 000 watts d’énergie solaire entrent dans les batteries, il n’y a que 800 à 850 watts disponibles après le processus de charge et de décharge.

Les batteries au lithium sont efficaces à plus de 95 %. Dans le même exemple, vous auriez plus de 950 watts de puissance disponible.

Une efficacité plus élevée signifie que vos batteries se chargent plus rapidement. Selon la configuration de votre système, cela pourrait également signifier que vous achetez moins de panneaux solaires, moins de capacité de batterie et un générateur de secours plus petit.

4. Taux de facturation

Une efficacité plus élevée s’accompagne également d’un taux de charge plus rapide pour les batteries au lithium. Ils peuvent supporter un ampérage plus élevé du chargeur, ce qui signifie qu'ils peuvent être rechargés beaucoup plus rapidement que l'acide au plomb.

Nous exprimons le taux de charge sous forme de fraction, telle que C/5, où C = la capacité de la batterie en ampères-heures (Ah). Ainsi, une batterie de 430 Ah chargée à un taux de C/5 recevrait 86 ampères de charge (430/5).

Les batteries au plomb sont limitées quant au courant de charge qu’elles peuvent gérer, principalement parce qu’elles surchaufferont si vous les chargez trop rapidement. De plus, le taux de charge ralentit considérablement à mesure que vous approchez de la pleine capacité.

Les batteries au plomb peuvent se charger autour de C/5 pendant la phase de masse (jusqu'à 85 % de capacité). Après cela, le chargeur de batterie ralentit automatiquement pour recharger les batteries. Cela signifie que les batteries au plomb prennent plus de temps à charger, dans certains cas plus de 2 fois plus longtemps qu'une alternative au lithium.

5. Densité énergétique

Les batteries au plomb présentées dans la comparaison ci-dessus pèsent toutes deux environ 125 livres. La batterie au lithium pèse 192 livres.

La plupart des installateurs peuvent supporter le poids supplémentaire, mais les bricoleurs pourraient trouver les batteries au lithium plus difficiles à installer. Il est sage de demander de l’aide pour les soulever et les mettre en place.

Mais cela s’accompagne d’un compromis : la densité énergétique des batteries au lithium est bien supérieure à celle des batteries au plomb, ce qui signifie qu’elles intègrent plus de capacité de stockage dans moins d’espace.

Comme vous pouvez le voir dans l'exemple, il faut deux batteries au lithium pour alimenter un système de 5,13 kW, mais vous auriez besoin de 8 batteries au plomb pour faire le même travail. Si l’on prend en compte la taille de l’ensemble du parc de batteries, le lithium pèse moins de la moitié.

Cela peut être un réel avantage si vous devez faire preuve de créativité dans la façon dont vous montez votre parc de batteries. Si vous accrochez un boîtier au mur ou le cachez dans un placard, la densité énergétique améliorée permet à votre parc de batteries au lithium de s'intégrer dans des espaces plus restreints.

Lithium ou plomb-acide : lequel choisir ?

Le lithium et le plomb-acide sont disponibles à des prix comparables tout au long de la durée de vie de la propriété, mais le lithium représente un investissement initial beaucoup plus important. Nous ne le recommandons que si vous utilisez votre système quotidiennement.

Voici les types de batteries que nous recommandons pour une variété d’applications :

Résidence hors réseau à temps plein

Plomb-acide ou lithium inondé.

Si vous vivez hors réseau à plein temps, votre meilleur pari est FLA (si cela ne vous dérange pas un entretien régulier) ou l'option Lithium premium pour une utilisation intensive.

Cabane / Maison de vacances hors réseau

Acide de plomb scellée.

Si vous possédez quelque chose comme un chalet de chasse ou une maison de vacances, vous n'y serez que quelques fois par an. Cela signifie que vous ne pourrez pas assurer l’entretien requis par les batteries FLA.

Dépensez plutôt un peu plus en SLA. Ils ne nécessitent aucun entretien, ils ne mourront donc pas s'ils restent inactifs pendant quelques mois.

Système de batterie de secours

Acide de plomb scellée.

Disons que vous construisez un système avec batterie de secours pour les pannes de courant d'urgence. Idéalement, vous n’utiliserez ces batteries qu’une fois par an (quelques fois si vous vivez dans une zone où le réseau électrique n’est pas fiable). Ils ne seront pas suffisamment utilisés pour que vous investissiez dans le lithium, et vous ne souhaitez pas effectuer la maintenance des batteries FLA que vous utilisez une fois par an.

Optez pour SLA, qui (encore une fois) ne nécessite pas d'entretien.

Utilisation industrielle à distance

Plomb-acide ou lithium scellé.

Le processus de prise de décision est à peu près le même ici. Le lithium pourrait valoir la peine pour alimenter un site industriel fortement sollicité. Si vous alimentez un équipement de surveillance de base dans un avant-poste éloigné, SLA fera le travail à moindre coût et vous n'aurez toujours pas à vous soucier des visites de maintenance.