La charge d’une batterie solaire est un point clé d’une utilisation optimale en autoconsommation. En effet, ce critère vous donnera une meilleure estimation sur la quantité d’énergie stockée et utilisable.
Si vous êtes à la recherche d’une batterie efficace pour panneaux solaires, alors vous êtes au bon endroit. Notre article vous montrera toutes les ficelles pour bien déterminer la charge idéale d’une batterie solaire.
Quels sont les éléments à connaître pour estimer la charge d’une batterie solaire ?
Pour commencer, nous vous présentons les différents éléments pour estimer la charge d’une batterie solaire.
La capacité de charge
La capacité de charge représente ce que la batterie des installations solaires peut fournir en quantité de courant sur une 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.
Le 12V détermine la tension de la batterie tandis que 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 vos appareils électriques.
Comme vous le voyez, la capacité de charge vous donnera les informations nécessaires sur la quantité d’énergie accumulée par la batterie solaire.
Mais vous devez aussi 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
À part la capacité de charge, vous devez aussi considérer le DoD et le SoC, ces deux termes complémentaires vous informent de profondeur de décharge et de l’état de charge de la batterie.
Ces deux paramètres varient suivant le type de batterie et sa caractéristique. En effet, même si votre batterie possède une charge totale de 1200 Wh, par exemple, il est possible que le seuil de décharge soit aux alentours de 80 %. Ce qui veut dire que la batterie ne peut se décharger complètement au-dessous de 960 Wh sinon vous risquez de l’abîmer.
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.
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 en Lithium est plus simplifiée. Elle consiste en deux phases :
- tension constante,
- courant constant.
Au début du processus, la batterie va accepter un courant de charge élevé durant lequel la tension reste constante tandis que le courant baisse progressivement.
Ce processus continue jusqu’à ce que la batterie atteigne une charge de 70 % à 80 %.
Ensuite, elle va passer par la deuxième phase de chargement. Durant cette période, le courant reste 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 autres modèles, ces deux phases permettent aux batteries lithium d’avoir une rapidité de chargement.
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 chose à faire pour charger un accumulateur photovoltaïque est de voir sa compatibilité avec les panneaux solaires. En effet, ces derniers doivent fournir un courant avec une tension nominale de 10 % à 20 % de celle de la batterie pour bien effectuer la recharge.
La limite la plus basse est une tension équivalente à celle du système de stockage, car en dessous de cette marge, cela les endommagerait.
Donc si par exemple, vous chargez 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 adapté à votre batterie, vous pouvez choisir entre un modèle MPPT ou PWM. Dans le cas contraire, vous utiliserez des panneaux solaires moins puissants, mais vous serez aussi obligé de surveiller constamment la charge de batterie pour qu’elle ne dépasse pas la limite.
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, vous pouvez les charger avec un courant de 3x plus celui de la capacité de charge.
Pour faire simple, si votre batterie est de 12 V 100 Ah, alors vous pouvez la charger avec un courant entre 50 A et 300A.
Toutefois, nous vous conseillons de prendre 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 terminer, nous vous donnerons quelques conseils pratiques pour optimiser la charge de votre batterie et sa durée de vie.
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.
Avec 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 aussi important de bien dimensionner votre système de stockage pour prévenir la diminution de stockage en hiver.
Maintenance
Vous devez maintenir l’état de charge d’une batterie solaire avec des solutions comme un régulateur solaire. Il vous aidera à contrôler la recharge et la décharge de votre appareil de stockage. N’oubliez pas aussi de réparer rapidement vos batteries en cas de problèmes.
Pas de décharge profonde
La décharge profonde et la surcharge sont deux facteurs qui détruisent les réactions chimiques à l’intérieur de votre batterie solaire. Elles dégradent rapidement son état global. 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.
