Une installation photovoltaïque autonome (dite aussi site isolé) comporte une ou plusieurs batteries pour stocker l'énergie produite par les panneaux photovoltaïques. Ces batteries spécifiques sont appelées "batterie à décharge lente" (ou pour simplifier batterie solaire).
Ces batteries sont conçues pour restituer un courant stable pendant de longues périodes en conservant leurs aptitudes à la recharge, et ceci à un grand nombre de reprises (cycles), on parle de batteries stationnaires ou à décharge lente.
Une batterie solaire comporte des électrodes positives et négatives composées d’alliages dissemblables plongées dans un électrolyte (acide). L’ensemble est encapsulé dans un bac scellé ou muni d’un bouchon de remplissage et d’un évent. Les réactions d’oxydoréduction, qui gouvernent le fonctionnement d’une batterie sont réversibles, dans la mesure où celle ci n’a pas été longtemps ni complètement déchargée, ni trop surchargée. Un fonctionnement prolongé dans l’un ou l’autre de ces états aboutirait à la destruction des capacités de la batterie.
Vue éclatée d'une batterie solaire :
Il existe des batteries solaires fonctionnant en 2 Volts, 6 Volts ou 12 Volts (tension nominale), dont la capacité (en Ampères heure) est inversement proportionnelle à la tension : les batteries ayant la capacité de stockage la plus élevée sont les batteries 2V.
Ces batteries sont différenciées par la géométrie des plaques positives (planes ou tubulaires) et par la forme de l’électrolyte (liquide, gel).
QUELLE EST LA CAPACITÉ D'UNE BATTERIE SOLAIRE ? COMMENT LA MESURE-T-ON (C10, C20, C100, …) ?
La capacité d'une batterie solaire (appelée aussi batterie à décharge lente) se mesure en ampères heure (Ah). Elle représente le "débit" potentiel de la batterie.
Mais il faut ajouter à cela la vitesse de décharge de la batterie qui a un impact sur la capacité : plus la rapidité de la décharge est importante, plus la capacité réelle de la batterie sera faible.
Ainsi une batterie présentant la capacité de 70 Ah en C100 aura réellement une capacité de 70 Ah si la décharge prend 100 heures, environ 55 Ah en 20 heures et seulement 50 Ah en 10 heures.
Pour le dire autrement : si on décharge complètement cette batterie selon une intensité de 5 Ampères, la décharge ne durera que 10 heures (10 x 5 = 50) cette même décharge durera 20 heures à la cadence de 2,75 A (2.75 x 20 = 55Ah) et enfin 100 heures à la cadence de 0,7 A (.68 x100 = 70 ah).
Mais attention, dans une installation photovoltaïque ou éolienne, cette capacité n'est qu'une base de travail, car il est hors de question de décharger une batterie à 100% : cela la détruirait. Dans le cadre d'un dimensionnement photovoltaïque ou éolien, on prendra donc comme hypothèse une décharge possible de 40% (jusqu'à 50% maximum), afin de ne pas endommager la batterie et de prolonger sa durée de vie.
Enfin il ne faut pas confondre capacité d'une batterie qui est exprimée en Ah et la consommation d'un appareil électrique que vous souhaitez brancher sur cette batterie et qui s'exprime en Watts heure (voir la fiche conseil concernée).
COMMENT DÉFINIT-ON LA DURÉE DE VIE D'UNE BATTERIE SOLAIRE ?
La durée de vie d'une batterie solaire s'évalue en nombre de cycles de charge/décharge qu'elle est capable de supporter. On dit "estimer" car il s'agit d'une donnée basée sur un niveau de décharge et sur des conditions atmosphériques données.
La durée de vie d'une batterie solaire dépend d'abord de la technologie utilisée : plomb ouvert, AGM, GEL.
Ensuite les batteries solaires vieillissent en raison des charges et décharges : le nombre de cycles dépend principalement de la profondeur habituelle de décharge.
Pour vous donner un ordre d'idée, pour des décharges de l'ordre de 40%, on peut estimer les durées de vie suivantes pour les différents types de batteries à décharge lente :
- Batterie solaire au plomb ouvert : 400 à 500 cycles
- Batterie solaire AGM : 600 à 700 cycles
- Batterie solaire GEL : 800 à 900 cycles