Comprendre la charge d'une batterie solaire est un point clé pour une utilisation optimale de votre installation en autoconsommation. En effet, ce critère vous donnera une meilleure estimation sur la quantité d'énergie stockée et réellement utilisable au quotidien. Si vous souhaitez savoir comment charger une batterie avec un panneau solaire de manière efficace et durable, vous êtes au bon endroit. Dans cet article, nous vous dévoilons toutes les informations essentielles pour bien déterminer la charge batterie panneau solaire idéale et prolonger la durée de vie de votre équipement de stockage.
Quels sont les éléments à connaître pour estimer la charge d'une batterie solaire ?
Avant de vous lancer dans le dimensionnement de votre système de stockage, il est essentiel de maîtriser les différents paramètres qui influencent la charge solaire de votre batterie. Voici les trois éléments fondamentaux à connaître.
La capacité de charge
La capacité batterie des installations solaires représente la quantité de courant que la batterie peut fournir sur durée précise durant la décharge. Elle est exprimée en Ah (Ampère heure) et se note Cn.
Sur la fiche technique de votre batterie, vous trouverez des données comme le 12V C20 100Ah:
12V détermine la tension de la batterie
C20 100 Ah désigne la possibilité de fournir un courant de 5A d’intensité durant une durée de 20 h.
(Résultat obtenu avec la formule intensité de courant en A (Ampère) = Ah/Cn)
Avec la formule Wh= Ah x V, vous obtiendrez la quantité d’énergie stockée dans votre batterie solaire. Pour notre exemple, vous posséderez environ 1200 Wh ou 1,2 kWh d’énergie pour alimenter vos appareils électriques.
La capacité de charge vous donnera les informations nécessaires sur la quantité d’énergie accumulée par la batterie solaire.
Cependant, il faut également savoir que l’intensité de courant déchargé joue aussi un rôle sur l’autonomie de la batterie. En effet, plus vous augmentez l’intensité de courant fourni par les batteries solaires, plus cette dernière va atteindre son seuil de décharge plus rapidement.
Ce principe repose sur la formule Ah = A x h, une batterie de 100 Ah fournira un courant de 10 A pour 10 h ou un courant de 30 A pour 3h environ. Afin d’éviter toute confusion, nous vous conseillons de bien dimensionner votre batterie solaire avec un installateur professionnel.
Le DoD et le SoC : profondeur de décharge et état de charge
Outre la capacité de charge, vous devez impérativement prendre en compte deux paramètres complémentaires : le DoD et le SoC. Ils nous renseignent respectivement sur la profondeur de décharge et de l’état de charge de la batterie.
Ces deux paramètres varient suivant le type de batterie et ses caractéristiques. En effet, même si votre batterie possède une charge totale de 1200 Wh, il est probable que le seuil de décharge soit aux alentours de 80 %. Cela signifie que la batterie ne peut se décharger complètement au-dessous de 960 Wh, sous peine de l'endommager.
Le DoD (Depth of Discharge) ou profondeur de décharge :
Le DoD signifie Deph of Discharge ou profondeur de décharge, il se mesure en pourcentage et permet de connaître la décharge maximale adaptée pour la batterie solaire. Un DoD de 100 % signifie que la batterie est totalement vide. Les constructeurs utilisent ce paramètre pour indiquer la capacité de décharge maximale d’une batterie qui ne le détériore pas.
Le SoC (State of Charge) ou l'état de charge :
D'un autre côté, le SoC veut dire State of Charge ou état de charge est complémentaire du DoD, en effet la somme de ces deux entités ramène à 100 %, c'est-à-dire 100 %= SoC de 30 % + DoD de 70 %. Ce paramètre désigne donc le pourcentage d’énergie chargé, une batterie avec un SoC de 100 % est complètement chargée.
Ces deux éléments sont très utiles, car ils vous aideront à paramétrer le régulateur de votre système de stockage d’énergie photovoltaïque.
Ainsi, vous éviterez la surcharge ou la décharge totale. Dans le cas contraire, votre batterie solaire s'abîme plus rapidement et vous serez obligés d’investir dans un nouveau modèle. Pour régler la charge d’une batterie solaire en lithium, par exemple, vous pouvez choisir les paramètres suivants : DoD à 80 % et SoC à 20 %.
Les différentes phases de charge de la batterie
La dernière chose à connaître dans la charge d’une batterie solaire est la phase. Elle vous permet de connaître le mode de chargement des différents types de batterie.
Phase de charge d’une batterie en Plomb
La charge de ce type de batterie passe par plusieurs phases :
Bulk où vous aurez un courant limité et constant avec une tension qui monte rapidement puis lentement pour absorber 10 à 20 % de sa capacité par heure.
Absorption, dans ce stade, le courant commence à diminuer, la tension reste constante et maintenue en attendant la charge complète de la batterie.
Floating, elle se place à la fin du chargement et se traduit par une tension maintenue à une valeur plus basse pour compenser l’autodécharge.
Égalisation, elle est destinée pour les modèles en plomb. Il s’agit d’une tension très élevée durant un temps déterminé pour brasser l’électrolyte et supprimer la stratification. De cette manière, la durée de vie de la batterie sera optimisée.
Phase de charge d’une batterie en Lithium
La charge d’une batterie panneau solaire en Lithium est plus simplifiée. Elle se décompose en deux phases :
Courant constant — En début de processus, la batterie accepte un courant de charge élevé. La tension reste constante tandis que le courant diminue progressivement. Ce processus se poursuit jusqu'à ce que la batterie atteigne 70 à 80 % de charge.
Tension constante — Le courant reste alors constant et la tension diminue jusqu'au chargement complet de la batterie.
Ce processus va servir à garder la longévité de la batterie solaire et la protège de la surcharge. Contrairement aux modèles au plomb, ces deux phases confèrent aux batteries lithium une rapidité de chargement nettement supérieure, ce qui optimise la recharge batterie panneau solaire au quotidien.
Comment estimer la charge idéale d’une batterie pour installation solaire ?
Maintenant, vous avez les connaissances nécessaires sur la charge d'une batterie solaire. Mais pour aller plus loin, nous vous proposons de voir avec votre installateur la méthode pour l’estimer.
La tension idéale pour la recharge
La première étape pour bien charger une batterie avec un panneau solaire consiste à vérifier la compatibilité avec les panneaux solaires. Les panneaux solaires doivent fournir un courant dont la tension nominale est 10 % à 20 % supérieure à celle de la batterie pour bien effectuer correctement la recharge batterie panneau solaire.
La limite la plus basse est une tension équivalente à celle du système de stockage, car en dessous de cette marge, la batterie risque d'être endommagée.
Exemple: pour charger une batterie de 12 V 200 mAh, vous devez privilégier une production d’électricité solaire avec une tension de 12 V à 24 V.
La mise en place de régulateur
La deuxième chose à faire est d'installer un régulateur avec votre système d'accumulation d'énergie solaire. Cet équipement doit être compatible avec votre batterie. Vous pouvez choisir entre deux technologies :
MPPT (Maximum Power Point Tracking): Plus performant, il optimise la charge batterie panneau solaire en permanence.
PWM (Pulse Width Modulation): Plus économique, mais moins efficace.
Sans régulateur, vous seriez contraint d'utiliser des panneaux solaires moins puissants et de surveiller constamment la charge pour qu'elle ne dépasse pas les limites de sécurité.
Le courant idéal pour la charge
La troisième chose à vérifier est le courant fourni par l'installation solaire. En effet, le courant délivré pour la recharge de la batterie devra aux alentours de 0,5 x de sa capacité de charge.
Cependant, pour certains modèles en Lithium comme la batterie d'enphase, acceptent un courant allant jusqu'à 3 fois la capacité de charge.
Pour faire simple, si votre batterie est de 12 V 100 Ah, vous pouvez la charger avec un courant entre 50 A et 300A. Toutefois, nous recommandons un courant de 50A pour garantir la longévité de votre appareil de stockage.
Calculer la charge d'une batterie solaire
Vous pouvez vous baser sur les détails techniques offerts par le fabricant pour connaître la charge idéale pour votre batterie. Pour voir plus clair, nous allons prendre le cas d'une batterie Lithium Fer Phosphate comme celle d'enphase.
Type de batterie | Lithium Fer-phosphate |
Tension | 24 V |
Capacité de charge | 100 Ah |
SoC | 20 % |
DoD | 80 % |
En prenant en compte que la charge complète en Wh de cette batterie est obtenue par la formule Wh= V x Ah, nous obtenons, une charge maximale de 2400 Wh ou 2,4 kWh. (1 kWh équivaut à 1000 Wh).
L'énergie optimale qui peut être fournie par cette batterie est donc de 1,92 kWh.
(Nous l'avons calculé à partir du DoD, en multipliant la charge maximale par le DoD).
Le courant fourni par les panneaux solaires devra avoir :
Une tension de 24 V à 48 V,
Une intensité de 50A à 300A.
Ces données seront fournies par votre installateur, car les professionnels comme ceux de Bauer Energie prennent en compte ces détails pour le dimensionnement de l'installation.
Si les 1,92 kWh ne conviennent pas à vos besoins de stockage, alors ces experts vont ajouter deux ou trois batteries pour assurer le stockage d'énergie.
Cependant, vous devez vous souvenir que la charge fournie à votre accumulateur est juste une partie de la production. Vous devez donc être accompagné par des professionnels pour avoir une installation photovoltaïque performante et plus puissante.
Quelques conseils pour optimiser l’état de la charge
Pour conclure sur la partie technique, voici quelques recommandations essentielles pour optimiser la charge batterie panneau solaire et prolonger la durée de vie de votre équipement.
Temps de charge
Le temps de charge d'une batterie est obtenu avec la formule t= Ah/I, avec I l'intensité de courant sortant des panneaux solaires. La tension du courant photovoltaïque doit être constante pour charger correctement la batterie.
Pour notre exemple d'une batterie 24 V 100 Ah, il est possible de recharger la batterie solaire avec une intensité de courant de 50A et 300 A.
la première option, vous obtiendrez une durée de recharge de 2 h et la deuxième option, vous rechargez votre accumulateur en moins de 30 min. Cependant, une charge trop rapide risque d'endommager la batterie de panneaux photovoltaïques.
Température
La température extérieure joue aussi un rôle dans l'utilisation d'une batterie solaire. La température optimale pour ces batteries est de 10 °C et 30 °C.
En hiver, les batteries perdent de leur capacité de stockage et en période de forte chaleur leur état se dégrade. (ex : corrosion, autodécharge).
Il faut donc choisir un endroit sécurisé avec une température ambiante normale pour installer toutes les batteries des panneaux solaires photovoltaïques.
Il est donc essentiel de choisir un emplacement sécurisé, à température ambiante stable, pour installer vos batteries. Pensez également à surdimensionner légèrement votre système de stockage pour compenser la diminution de capacité en hiver.
Maintenance
Vous devez maintenir l'état de charge d'une batterie solaire avec des solutions comme un régulateur solaire. Cet équipement contrôle en permanence la recharge et la décharge de votre appareil de stockage, garantissant ainsi une charge batterie panneau solaire toujours dans les limites recommandées. En cas de dysfonctionnement, faites réparer rapidement votre batterie pour éviter toute dégradation supplémentaire.
Pas de décharge profonde
La décharge profonde et la surcharge sont deux principaux facteurs de dégradation des réactions chimiques à l'intérieur de votre batterie solaire. Elles dégradent drastiquement sa durée de vie.
Pour éviter ces situations :
Respectez scrupuleusement la profondeur de décharge batterie recommandée par le fabricant
Tenez compte de la capacité de recharge pour adapter votre consommation
Demandez à votre installateur de mettre en place un régulateur correctement paramétré
Nous vous conseillons de bien prendre en compte les différents éléments comme la DoD ou la capacité de recharge pour éviter les décharges profondes. Demandez aussi à votre installateur de placer un régulateur pour une charge de batterie solaire optimale.
Conclusion
Maîtriser la charge d'une batterie solaire est indispensable pour tirer le meilleur parti de votre installation photovoltaïque en autoconsommation. En comprenant les notions clés comme
capacité batterie panneau solaire,
profondeur de décharge batterie,
phases de charge solaire et paramètres de régulation,
vous disposerez de toutes les bases pour dimensionner efficacement votre système de stockage.
Bien charger une batterie avec un panneau solaire garantit non seulement des performances optimales, mais aussi une durée de vie prolongée de votre équipement. Pour un dimensionnement sur mesure et une recharge batterie panneau solaire parfaitement calibrée, faites confiance aux experts de Bauer Energie : demandez dès maintenant votre devis gratuit.
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