Qu'est-ce qu'une batterie solaire ?
Une batterie solaire est en fait une batterie à décharge lente conçue pour fournir des petites quantités d'électricité sur de longues périodes. Elles se rechargent à partir de l'installation photovoltaïque sur le toit.
Différences des batteries solaires avec les batteries de démarrage et auto
La construction des batteries solaires (12 V, 24 V etc.) diffère de celle des batteries de démarrage pour véhicules qui doivent être capables de fournir un courant très fort pendant un bref laps de temps. Pour ce faire, les accumulateurs au plomb possèdent de larges plaques. Les cellules renferment en outre de nombreuses électrodes fines branchées en parallèle. Des décharges répétées de plus de 50 % entraînent une usure prématurée. Les batteries automobiles ne peuvent donc pas servir de batterie auxiliaire dans une caravane.
Les batteries solaires supportent mieux la distribution permanente de petites quantités d'électricité et les décharges profondes ; les fabricants les développent spécifiquement à cette fin. Leur capacité utile est aussi plus élevée. Les «batteries à décharge profonde» peuvent subir une décharge maximale de 70 % sans que cela n'affecte leur longévité. Une protection contre la décharge profonde est intégrée au régulateur de charge solaire pour empêcher une décharge totale néfaste.
Les principales propriétés d’une batterie solaire
Les batteries solaires servent de réservoir intermédiaire pour l'énergie électrique, elles alimentent les équipements branchés sans interruption. Quelques propriétés clés :
- bonne aptitude à la charge
- résistance aux cycles élevée
- autodécharge faible
- faible maintenance
Les avantages des différentes technologies pour les batteries solaires (12 V, 24 V etc.)
Certaines marques comme VARTA, Exide, ECTIVE et Accurat proposent ces accumulateurs sous forme de batterie liquide, batterie gel et batterie AGM. Pour répondre aux exigences les plus élevées, optez pour les batteries solaires au lithium, extrêmement puissantes et durables. Elles se distinguent entre autres en termes de capacité de stockage utile (Ah) et de résistance aux cycles.
Batterie liquide, EFB et SMF
- Propriétés : usage occasionnel
- Cycles à 50% de DOD* : env. 400
- Densité énergétique : +
- Catégorie de prix : pas chère
Gel (VRLA)
- Propriétés : autodécharge minimale, idéale pour un usage saisonnier
- Cycles à 50% de DOD* : 400 à 800
- Densité énergétique : ++
- Catégorie de prix : abordable
AGM (VRLA)
- Propriétés : fournit aussi des courants élevés pour des applications exigeantes
- Cycles à 50% de DOD* : 400 à 1000
- Densité énergétique : +++
- Catégorie de prix : moyenne
LiFePO4
- Propriétés : la crème de la crème, puissance et longévité maximales
- Cycles à 50% de DOD* : jusqu'à 6500
- Densité énergétique : +++
- Catégorie de prix : chère
*50% DOD (depth of discharge) : le nombre de cycles indique le nombre de décharges possibles jusqu'à 50% de décharge avant recharge complète. Consultez les descriptifs de produits pour obtenir des renseignements supplémentaires sur les cycles à 30%, 50%, 80% et 100% de DOD.
Les batteries liquides (ou batteries humides), EFB et SMF pour stocker l'énergie solaire sont des batteries solaires pas chères.
Les batteries au plomb à électrolyte liquide n'ont eu de cesse de s'améliorer et sont aujourd'hui optimisées pour les domaines les plus divers. Les batteries humides conçues comme batteries à décharge lente avec des plaques de plomb particulièrement épaisses fournissent de l'énergie de façon parfaitement fiable jusqu'à 75% de décharge. Des batteries dites dual purpose existent aussi et peuvent servir à la fois de batterie à décharge lente et de batterie de démarrage.
La batterie humide EFB (enhanced flooded battery) est une évolution de la batterie plomb-acide classique et renferme un non-tissé en fibres de verre. Les modèles à technologie de décharge profonde supportent mieux les applications cycliques. Grâce à leurs solides performances à faible charge, elles conviennent bien à une utilisation avec les énergies renouvelables.
Il existe en outre des batteries solaires SMF (sealed maintenance free) à technologie au calcium et une construction de plaques spéciale qui les rend très résistantes. Elles représentent un choix abordable pour une utilisation avec l'énergie solaire, des convertisseurs ou en tant que batterie auxiliaire dans un véhicule.
Les batteries VRLA (AGM, gel) pour stocker l'énergie solaire
Les batteries VRLA (valve-regulated lead-acid) ont un bac verrouillé et possèdent une soupape de surpression. Elles n'émettent pas de gaz et sont adaptées à une utilisation en intérieur, dans un camping-car ou un bateau. L'électrolyse de l'eau est compensée à l'intérieur la batterie, il n'y a plus besoin de rajouter de l'eau distillée. Les batteries VRLA ne fuient pas, elles peuvent donc s'installer en position inclinée en toute sécurité. En cas de surcharge trop importante, la soupape de surpression s'ouvre et la batterie ne fonctionnera plus.
Les batteries plomb-gel (VRLA)
Dans les batteries plomb-gel, la silice fige l'électrolyte qui passe de l'état liquide à un genre de gel. Un de leurs grands atouts est une très faible autodécharge qui les destine à une utilisation saisonnière et occasionnelle. La résistance interne est relativement élevée, une batterie solaire au gel ne pourra donc pas délivrer d'importants courants sur un laps de temps court. La batterie Exide Equipment Gel et d'autres batteries plomb-gel sont populaires dans le secteur solaire.
Les batteries plomb-AGM (VRLA) : stockage solaire à la fibre de verre
Dans les batteries AGM (absorbent glass mat), un non-tissé en fibres de verre emprisonne l'électrolyte. Leur faible résistance interne permet aux batteries solaires de fournir aussi des courants élevés. Plusieurs variantes « dual purpose » existent qui servent à la fois au démarrage du moteur et à l'alimentation permanente de petits équipements. Grâce à leur puissance à toute épreuve, vous pouvez aussi y raccorder un convertisseur.
Les batteries longue durée à décharge profonde sont des batteries AGM améliorées qui supportent jusqu'à 1000 cycles de charge à 50% de DOD. Ces accumulateurs solaires endurent mieux les décharges jusqu'à 80%, vous pourrez prélever plus d'énergie sans aucune répercussion sur leur longévité.
Batteries LiFePO4 (lithium-fer-phosphate)
Les batteries LiFePO4 surpassent les batteries plomb-acide grâce à une résistance aux cycles extrême, une immense densité énergétique et un poids minime. Avec des décharges régulières à 50 % de DOD suivies de recharges complètes, les batteries au lithium permettent jusqu'à 6500 cycles de charge. L'investissement supplémentaire est rentabilisé à long terme, leur rapport qualité-prix est imbattable. C'est le meilleur choix de batterie solaire possible.
Quelle capacité (Ah) pour ma batterie solaire (12 V 200 Ah, 100 Ah, 150 Ah etc.) ?
Vous déterminerez la bonne taille de l'accumulateur solaire en établissant un bilan énergétique des appareils branchés. Vous pourrez ainsi calculer la consommation quotidienne (en Wh) que la batterie doit permettre.
Ce calcul additionne simplement la consommation électrique des équipements comme la lumière, la pompe à eau, la TV, le frigo et le convertisseur de tension à la durée d'utilisation prévue.
Important : N'oubliez pas, suivant le modèle, vous ne pourrez décharger une batterie solaire que de 50 % pour garantir une longévité maximale.
Exemple de calcul pour la consommation électrique
Les valeurs suivantes sont indiquées à titre d'exemple. Consultez les manuels des appareils électroniques pour connaître leur consommation effective.
Frigo à compression : 40 watts x 8 heures = 320 Wh
Lumière : 10 watts x 4 heures = 40 Wh
Ordinateur portable : 50 watts x 2 heures = 100 Wh
Total : 460 Wh / 12 volts = 38 Ah de besoins journaliers
Capacité requise : Puisqu'une batterie solaire ne peut être déchargée qu'à 50 % pour garantir sa longévité, elle doit donc afficher une capacité minimale de 76 Ah. Le soleil ne brillant pas tous les jours, vous aurez besoin d'une réserve en cas de mauvais temps. Une batterie solaire 12 V 230 Ah vous assurera trois jours d'indépendance totale (sans soleil ni réseau électrique). Si vous investissez dans une batterie LiFePO4, une capacité d'environ 135 Ah suffira car ces batteries se déchargent beaucoup plus profondément sans aucun dommage.
Une batterie solaire classique de 280 Ah est un choix populaire pour les grands camping-cars, tandis qu'une batterie solaire de 120 Ah suffit généralement pour les vans plus compacts.
Puissance requise des panneaux solaires
L'installation solaire doit être dimensionnée de façon à recharger entièrement la batterie par temps mi-ensoleillé. La puissance fournie par les panneaux solaires est indiquée en watts-crête (Wc) et désigne la puissance fournie totale.
À titre indicatif, on conseille pour les batteries au plomb une puissance solaire de 1,25 fois la capacité de la batterie. Dans l'exemple ci-dessus d'une batterie 230 Ah pour installation solaire, la puissance solaire doit au minimum atteindre 230 x 1,25 = 288 Wc. Évidemment, plus la puissance est élevée, mieux c'est et plus votre indépendance augmente. Il est souvent intéressant d'investir dans une puissance solaire doublée.
Résumé
- Si vous ne branchez qu'occasionnellement des équipements à la batterie solaire et ne partez que rarement en camping-car ou van aménagé, les batteries liquides peu chères avec relativement peu de cycles sont parfaites.
- Les batteries solaires au gel supportent plus de cycles et nécessitent peu d’entretien grâce à une autodécharge minimale.
- Les batteries AGM fournissent des courants élevés pour des applications exigeantes et représentent la solution la plus populaire pour les installations solaires.
- Si vous voyagez toute l’année en camping-car, fourgon aménagé, van ou en bateau et déchargez puis rechargez la batterie chaque jour, l'acquisition d'une batterie solaire LiFePO4 prend tout son sens.
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