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SOMMAIRE "GUIDE TECHNIQUE"



Une fois dimensionner votre parc de batteries, il vous faut déterminer quel type de batterie solaire acquérir, la tension du système, nombre de rangée de batteries à installer.... NB : Nous traitons ici des batteries utilisées dans des sites isolés pour le stockage des énergies renouvelables. Ces batteries sont soumises à des décharges et charges quotidiennes.
Pour les batteries dites solaires utilisées dans les camping car.



La batterie solaire idéale !



Nous allons identifier les principaux critères qui définissent une batterie adaptée aux énergies renouvelables, et en particulier à l'énergie solaire.


Critères techniques



Les batteries solaires subissent un grand nombre de cycles charge / décharge et leur état de charge évolue au fil de la journée et encore plus au cours des saisons : c'est souvent à la fin de l'hiver que les batteries sont le plus déchargées.

Les batteries solaires doivent supporter un grand nombre de cycles et doivent supporter la décharge profonde :
- On installe généralement des batteries pouvant supporter plus de 300 cycles à 80 % de décharge.
- Une batterie solaire doit résister à une profondeur de décharge pouvant dépasser les 80 % et atteindre 100 % de décharge (mauvais ensoleillement, forte consommation électrique occasionnelle, tension de coupure des convertisseurs trop faible (10,5 V !)...).

Obtenir du courant électrique à partir de panneaux solaires reste cher et une batterie solaire optimale devrait stocker l'énergie électrique avec le moins de perte possible (bon rendement de charge).

Une batterie déchargée doit accepter toute l'énergie en provenance des panneaux solaires afin de ne pas gaspiller l'énergie (chèrement) produite. L'acceptation de la charge d'une batterie solaire doit être bonne pour que les batteries se rechargent rapidement.

Une fois stockée sous forme chimique, cette énergie électrique ne doit pas être perdue : l'autodécharge de la batterie doit être la plus faible possible.

==> Une bonne acceptation de la charge et une faible auto décharge favorisent un état de charge élevé, ce qui a une influence directe sur la durée de vie des batteries.

La durée de vie d'une batterie dépend beaucoup des paramètres de charge (tensions...) qui eux-mêmes varient avec la température des batteries : une batterie "idéale" sera peu sensible à de mauvais paramètres de charge (régulateur solaire pas adapté, mal réglé, pas de compensation en température...).


Critères économiques



Le coût d'achat des batteries est évidement un critère important...
Au prix initial s'ajoute les coûts liés au transport, les frais liés à l'entretien des batteries que l'on cherchera à minimiser.


Critères liés à la sécurité



L'absence de projections d'acide et de dégagement d'hydrogène peut être un critère important.



Quelle technologie de batterie Plomb choisir ?



Dans le cadre d'une utilisation en solaire, chaque type de batterie Plomb présente des avantages et des inconvénients qui sont résumés dans le tableau suivant.
Notez qu'à l'intérieur de chaque type de batterie, il y a beaucoup de disparités selon les modèles et les fabricants.

BO : Batterie ouverte

 

BO semi traction

BO Plaque épaisse US

BO Tubulaire

Batterie Gel

AGM Décharge profonde

AGM Standard

2V OPZS

2V OPZV

Étanche N N N O O O N O

Durée de vie (Nb cycles à 50 % DOD)

400 - 600

550 - 1200

env. 2000

600 - 2500

env. 1000

400 - 600

2500 - 3000

3000 - 3500

Durée de vie (Utilisation en solaire)

4 - 5 ans

4 à 7 ans

5 à 8 ans

3 à 15 ans

4 à 7 ans

3 à 5 ans

> 8 ans

> 12 ans

Capacité à supporter la décharge profonde
+

+ + +

+ + +

+ + +

+ + +

-

+ + +

+ + +

Résistance aux Temp. élevées + + + + + + + + + + + + + + + +

Rendement de charge Bat. neuve (diminue avec l'âge des batteries)

85 - 90 %
85 - 90 %
 85 - 90 %

85 - 90 %

88 - 96 % 

88 - 96 % 

 85 - 90 %

85 - 90 %

Vitesse de charge

+ +

+ +

+ + 

 +

+ + + 

+ + +

+ +

+

Autodécharge (augmente avec l'âge des batteries)

- - -

- - - -

- - -

-

-

-

- - -

-

Tolérance /  mauvais paramètres de charge solaire + + + + + + + + + + + + + + + +
Utilisation Solaire + Groupe électrogène + + + + + + + + + + + + + + + + +
Capacité Max d'une batterie C100 250 Ah (12V) qq centaines Ah (6V) qq centaines Ah (6V) qq centaines Ah (6V) qq centaines Ah (6V) 250 Ah (12 V) qq milliers Ah qq milliers Ah
Prix (€ / Ah), en multiple / BO semi traction base 100 120 - 160 160 - 180 180 - 300 180 - 220 180 - 220 220 - 400 300 - 500



Arbitrage batterie ouverte liquide / Batterie étanche



Les batteries gel ou AGM sont environ deux fois plus chères que les batteries plomb ouvert (liquide).
Ces batteries étanches seront réservées dans les cas où :
- l'entretien des batteries est difficile à réaliser,
- le local batterie est peu ou pas aéré (hydrogène, odeur, vapeurs acides)
- le risque de gel est important
- les fuites d'acides doivent être évitées en cas de casse des batteries ou renversement

La charge par un panneau solaire est généralement lente et avec un régulateur de charge (indispensable), les dégagements d'hydrogène sont très faibles : dans la très grande majorité des cas, nous préconisons des batteries ouvertes pour des raisons de coûts, surtout si la capacité des batteries doit être importante.


Choix parmi les différentes batteries ouvertes



Les BO à plaques épaisses US représentent le choix le plus intéressant dans de nombreuses situations. Cette technologie est particulièrement maitrisée par les fabricants nord américains. Ces batteries solaires sont des batteries dérivées de batteries industrielles utilisées dans les nacelles, voitures de golf, autolaveuses, etc, produites à des millions d'exemplaires par an. Leur prix sont donc très compétitifs et leur technologie éprouvée.
Nous avons choisi des batteries de marque CROWN pour leur fiabilité reconnue : vous pouvez aller sur des forums US consacrés aux batteries pour vous en assurer.

Pour des utilisations saisonnières, des petites capacités de batteries, choisir des batteries semi traction

Pour des utilisations sous des températures ambiantes > à 25°C -30 °C (incluant la nuit !), choisir des batteries tubulaires.
ATTENTION : Les batteries monobloc tubulaires ont une tension de charge supérieure de 14,8V à 15V pour une batterie 12V. Prévoir un chargeur ou/et un régulateur solaire adapté.

Pour des capacités supérieures à 2000 Ah ou une très longue durée de vie, choisir des batteries 2V OPZS


Arbitrage batterie Gel / Batterie AGM



Plus que tout autre type de batteries Plomb, les batteries gel doivent être utilisées avec du matériel adapté (régulateur, chargeur). Deux points importants sont à surveiller :
- Ne pas dépasser les courants de charges Max. Dans des sites isolés, ces problèmes de limitations en courant de charge seront rencontrés surtout avec des systèmes hybrides où on utilise en appoint un groupe électrogène.
- Utiliser une compensation en fonction de la température des batteries. Nécessaire si forte fluctuation de la température ambiante et si T ambiante > 30 °C.
Si vous respectez ces points, certaines batteries gel monoblocs 12 V peuvent offrir des durées de vie > à 10 ans.

Les batteries AGM sont plus faciles d'emploi que les batteries gel mais comme pour toutes les batteries Plomb, leur durée de vie de vie sera prolongée si on respecte les paramètres de charge ( tension, température...).
Attention ! à ne pas utiliser des batteries AGM standard si vous risquez de décharger totalement vos batteries (cas fréquent avec des convertisseurs directement branchés sur les batteries avec une tension de coupure à 10,5 V).

Les batteries AGM à décharge profonde présentent beaucoup d'intérêt dans le cadre d'un projet solaire (faible autodécharge, charge rapide, accepte les décharges profondes, facilité d'emploi, durée de vie importante...) et ce sont des batteries que nous proposons de plus en plus.





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