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Panneaux photovoltaïques énergie solaire

Batteries solaires

Batteries solaires

Les batteries solaires visent à accumuler l'énergie électrique générée par les panneaux solaires photovoltaïques afin de pouvoir l'utiliser la nuit ou les jours nuageux.

L'utilisation de batteries permet également de fournir une intensité de courant plus élevée que celle qu'un panneau photovoltaïque fonctionnel peut offrir. Ce serait le cas si plusieurs appareils électriques étaient utilisés en même temps.

Une batterie se compose de petits accumulateurs électriques 2V intégrés dans le même élément. Les batteries fournissent du courant continu à 6, 12, 24 ou 48V. L'accumulateur est la cellule qui stocke l'énergie grâce à un processus électrochimique.

Par exemple, lorsque nous parlons d'une batterie 12V, nous nous référons à un ensemble en série de 6 cellules plomb-acide de 2 volts chacune. Les batteries monoblocs sont des batteries composées de plusieurs cellules 2V formant un seul bloc.

Les batteries fixes, également appelées accumulateurs solaires, sont des batteries composées d'éléments 2 volts connectés en série jusqu'à ce que la tension de fonctionnement souhaitée pour l'installation solaire soit atteinte.

Comment fonctionnent les batteries solaires?

Les batteries ont pour fonction de fournir de l'énergie électrique dans le système au moment où les panneaux photovoltaïques ne génèrent pas l'électricité nécessaire. Par exemple pendant la nuit ou dans des moments de faible luminosité.

Lorsque les panneaux photovoltaïques peuvent générer plus d'électricité que celle demandée par le système électrique, toute l'énergie demandée est fournie par les panneaux et le surplus est utilisé pour charger les batteries.

Les batteries transforment l'énergie électrique reçue des modules photovoltaïques en énergie chimique. Cette conversion est effectuée à partir de la réaction qui se produit lorsque deux matériaux différents, tels que ceux des plaques positive et négative, sont immergés dans l'électrolyte. L'électrolyte est une solution d'acide sulfurique et d'eau.

L'électricité s'écoule de la batterie dès qu'il y a un circuit connecté entre les pôles positif et négatif.

Lorsque la batterie se décharge, la composition du plomb dans les plaques devient plus similaire. A ce moment, la densité d'acide diminue et la tension entre les bornes diminue. 

 La capacité à subir un processus de charge et de décharge constant est connue sous le nom de résistance au cyclage d'une batterie.

Classe de batterie solaire

Il existe deux types de batteries selon leur cycle:

  • Batteries à faible cycle

  • Batteries à décharge profonde

Batteries à faible cycle

Les batteries à faible cycle sont conçues pour fournir une quantité de courant pendant une courte période et résister à de petites surcharges sans perdre d'électrolytes, comme dans le cas des batteries d'automobiles.

Cependant, ces batteries ne prennent pas en charge les décharges profondes. S'ils sont déchargés à plusieurs reprises en dessous de 20%, leur durée de vie utile est considérablement raccourcie. Par conséquent, ces batteries ne sont pas un bon choix pour les systèmes solaires photovoltaïques.

Batteries à décharge profonde

Ils sont conçus pour être déchargés à plusieurs reprises jusqu'à 80% de leur capacité. Cette caractéristique en fait le meilleur choix pour les systèmes d' énergie solaire.

Caractéristiques à prendre en compte d'une batterie solaire

Caractéristiques les plus importantes lors du choix d'une batterie ou d'un kit solaire:

  • Capacité. La capacité est l' intensité du courant en ampères (A) qui peut être obtenue à partir d'une décharge complète de l' accumulateur électrique lorsqu'il a un état de pleine charge.

  • Efficacité de charge. L'efficacité de charge est le rapport entre l'énergie utilisée pour remplir l'accumulateur et celle réellement stockée. Par conséquent, plus 100% est proche, mieux c'est.

  • Auto-décharge. L'autodécharge est le processus d'un accumulateur électrique qui a tendance à se décharger sans être utilisé.

  • Profondeur de décharge. La profondeur de décharge est la quantité d'énergie obtenue lors d'une décharge à pleine charge (%).

Quelle est la durée de vie d'une batterie solaire?

La durée de vie utile d'une batterie pour les installations solaires est généralement d'environ 10 ans. Cependant, si des décharges profondes fréquentes sont effectuées (> 50%), leur durée de vie utile diminue fortement. Par conséquent, il est conseillé d'installer une capacité suffisante pour que 50% du débit ne soit pas dépassé.

Un autre facteur très important est la température. Si la température est maintenue entre 20 et 25 ° C, la durée de vie utile sera d'environ 10 ans. En revanche, si la température est modifiée de 10 ° C, la durée de vie utile peut être réduite de moitié.

Type de batterie

Les batteries sont classées en fonction du type de technologie de fabrication ainsi que des électrolytes utilisés.

Les batteries les plus utilisées dans les installations solaires sont au plomb, en raison du rapport de prix de l'énergie disponible. Son efficacité se situe entre 85 et 95%, tandis que le Ni-Cad est de 65%.

Les meilleures batteries seraient sûrement le lithium (mobile). Cependant, la batterie au lithium n'est pas économiquement viable pour cette application.

Batteries au plomb pour applications solaires

Toutes les batteries au plomb-acide échouent prématurément lorsqu'elles ne sont pas complètement rechargées après chaque cycle.

Si une batterie au plomb est déchargée (pendant des jours) à tout moment, cela entraînera une perte permanente de capacité.

Batteries liquides - électrolyte liquide

Ils sont les plus utilisés. Il existe deux types de batteries liquides:

  1. Ouvert, avec des couvercles qui permettent le changement d'eau.

  2. Scellés, ils sont fermés mais avec des vannes qui permettent la sortie d'éventuels gaz lors de charges excessives.

Avantages des batteries liquides

  • Le plus vieux

  • Sa production permet des prix bas.

  • Ils sont moins problématiques en cas de surcharge.

Désavantages

  • Il existe un risque de perte de fluide (agressif).

  • Ils ont généralement une courte durée de vie, entre 400 cycles de charge et de décharge.

  • Des températures très basses peuvent rapidement les détruire.

Il existe d'autres types de batteries. Lorsque l'électrolyte n'est pas à l'état liquide, il a été immobilisé. 

Dans le cas des batteries au gel, l'électrolyte est devenu un gel. Dans le cas de la batterie AGM (Absortion Glass Mat), elle a été séparée par une fibre de verre, avec un grand pouvoir d'absorption, qui agit comme une éponge.

Les batteries gel et les batteries AGM sont sans entretien. Vous n'aurez jamais besoin d'ajouter de l'eau.

Batteries AGM - Tapis de verre à absorption

Ce sont les batteries les plus modernes et l'acide est fixé dans des fibres de verre qui l'absorbent.

Presque toutes les batteries AGM sont régulées par valve: VRLA (acide de plomb régulé par valve)

Ils ont tous les avantages du gel, en plus des suivants:

Avantage:

  • Bonne durée de conservation.

  • Plus de résistance aux climats froids.

  • Votre téléchargement automatique est minime.

  • Faible résistance interne qui permet des courants élevés.

  • Cycle profond.

Désavantages:

  • Prix ​​plus élevé.

Il existe une tendance croissante aux batteries AGM au plomb. Ils ont leur meilleur rapport vie / prix. Si la manipulation est plus facile.

Pour quelqu'un qui peut assurer les soins nécessaires, la batterie liquide peut être la meilleure option. Surtout compte tenu du prix.

Résumé

Les batteries solaires sont des réserves d'électricité. Ils stockent l'électricité produite par les panneaux solaires en période de faible demande et la fournissent en période de forte demande.

Ces éléments sont capables de transformer l'énergie électrique en énergie chimique au moment de la charge. Au moment de la décharge, ils transforment à nouveau l'énergie chimique en électricité.

Auteur :

Date de publication : 13 mai 2015
Dernier examen : 30 mai 2020