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Si vous installez un système photovoltaïque sur un site isolé, un parc de batteries solaires vous sera indispensable pour stocker l'énergie produite et la délivrer la nuit et quand l'ensoleillement ne sera pas suffisant pour alimenter vos consommateurs électriques.
Les batteries solaires sont des composants sous estimés par rapport aux panneaux photovoltaïques : les utilisateurs installent souvent des batteries non adaptés comme des batteries de démarrage automobile. Au bout de quelques mois, ces batteries doivent être remplacées... |
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| LE COÛT DES BATTERIES SOLAIRES |
Au moment où le prix de revient à la production des panneaux photovoltaïques diminue régulièrement et descend actuellement sous les 2 € / Wc, le choix et le bon dimensionnement du parc de batteries solaires devient encore plus important que par le passé, car le prix des batteries a plutôt tendance à augmenter, suivant en cela les cours du plomb.
En effet, même si la tonne de plomb est redescendue à 1000 $ en février 2009 après avoir frolé les 4000 $ à l'automne 2007, les cours du plomb restent élevés par rapport aux cours observés il y a une décennie.
Ainsi, le coût relatif des batteries a tendance à augmenter et dépasse souvent les 60 % du coût total du système si l'on intégre le renouvellement des batteries solaires au cours de la durée de vie du système photovoltaïque (20 ans).
Prenons l'exemple d'un système solaire permettant de répondre à une demande électrique de 500 Wh/j (un réfrigérateur (classe A+) + un téléviseur + 2 lampes) pour une autonomie de 4 jours à Dakar. |
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Composants |
Prix HT |
Prix % |
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Panneau solaire 180 W |
1000 € |
65 % |
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Régulateur 15 A |
70 € |
5 % |
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Batteries plomb ouvertes
Capacité = 330 Ah pour 50 % de décharge max. |
460 € |
30 % | |
| Prix d'achat des composants |
En estimant que les batteries ouvertes doivent être changées tous les 4 ans, les batteries solaires représentent alors 63 % du coût total du système sur sa durée de vie. |
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| QUELLES BATTERIES SOLAIRES CHOISIR ? |
Exigences techniques
Une batterie solaire stocke l'énergie électrique sous forme chimique pour la restituer quand la demande électrique est supérieure (nuit, ensolleillement insuffisant) à ce qui est fournit par les panneaux photovoltaïques. Les batteries solaires sont généralement dimensionnées pour pouvoir fournir une alimentation pendant plusieurs jours sans soleil. La capacité qui sert alors de référence est la charge délivrée pendant 100 heures, C100.
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.
Les technologies adaptées aux batteries solaires
Les batteries AGM sont peu adaptées car leur durée de vie en cyclage est limitée. De plus, leur forte densité energétique est de peu d'utilité quand on recherche une autonomie de plusieurs jours.
Les deux technologies le plus utilisées sont le plomb ouvert et les batteries gel : la technologie gel étant d'un coût plus élevé, elle sera réservée aux applications nécessitant une maintenance très réduite.
La durée de vie des batteries en cyclage sera déterminée principalement par l'épaisseur des plaques (jusqu'à 7 mm), la qualité des alliages de plomb et la quantité d'électrolyte disponible. |
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| LE DIMENSIONNEMENT DES BATTERIES SOLAIRES |
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Le calcul de la capacité C du parc de batteries dépend de plusieurs données :
- N, le nombre de jours avec un ensoleillement insuffisant. En France, pour une utilisation annuelle, 5 jours de réserve en batteries sont nécessaires. En Afrique de l'Ouest, nous prenons 3 jours ou 4 jours en intégrant la saison des pluies.
- D, la demande énergétique quotidienne exprimée en Wh/jour. Il s'agit de l'énergie nécessaire pour alimenter vos appareils électriques. D s'obtient en multipliant la puissance de chacun de vos appareils par leur durée d'utilisation quotidienne en heures.
- U, la tension en Volt sous laquelle est installée le parc de batteries (12 V, 24 V, 48 V...)
- L, la profondeur de décharge maximum des batteries.
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| C (Ah) = (D x N) / (L x U) |
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