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Afin de répondre aux exigences techniques qui déterminent l’entretien, la capacité de stockage, les performances, la durée de vie et le nombre de cycles de décharge, différents types de batteries solaires sont disponibles sur le marché. Dans ce qui suit, nous allons analyser le type de batterie le plus approprié en fonction de l’installation solaire que vous souhaitez réaliser.

Tout d’abord, il est important de comprendre que les batteries conventionnelles, telles que la batterie d’une voiture, n’ont aucune similitude avec les batteries solaires. En effet, les batteries solaires ont une durée de vie beaucoup plus longue, ce qui permet des décharges profondes continues qui n’affectent pas les performances de la batterie.

Types de batteries solaires

Les batteries solaires monoblocs sont le modèle le plus recommandé et le plus économique pour les installations de faible et moyenne puissance où sont utilisés des appareils électriques simples et non alimentés. Nous parlons d’appareils tels que les ampoules électriques, les ampoules à incandescence, les micro-ondes, la télévision… Si vous voulez utiliser les piles dans des appareils plus complexes avec un moteur, ce modèle ne sera pas recommandé car les pics de démarrage élevés provoqués par ces appareils ne sont pas recommandés pour ce type de piles. Nous faisons référence à des équipements tels qu’une pompe à eau, une perceuse, une machine à laver… Si nous utilisons la batterie solaire monobloc avec ce type d’appareil, la durée de vie moyenne de la batterie passera de 4-5 ans, ce qu’elle fait habituellement, à seulement un an. C’est pourquoi nous recommandons de ne pas l’utiliser dans ces cas. L’entretien des batteries monobloc est périodique, plus ou moins tous les ans et demi, car ce sont des batteries à acide ouvert.

Les batteries AGM et GEL sont scellées et composées d’un électrolyte gélifié qui les rend plus efficaces et sans entretien. Elles sont également fabriquées en format monobloc. Ces batteries sont capables de supporter sans problème les pics de démarrage élevés de tout appareil électrique, ce qui les rend parfaites pour une utilisation avec tout type d’appareil électrique.

Les batteries stationnaires OPzS, les batteries stationnaires OPzV et les batteries stationnaires TOPzS font partie de la gamme stationnaire. Les batteries de ce modèle sont constituées de cellules indépendantes de 2V. Au moyen des connecteurs, les cellules sont reliées entre elles, formant ainsi des systèmes de 12V, 24V ou 48V.

Dans les installations de grande ou moyenne taille qui nécessitent des batteries ayant une durée de vie plus longue que les batteries GEL ou AGM, on utilise le modèle OPzS, car celles-ci ont une grande résistance aux cycles de charge-décharge continus et ont une durée de vie d’environ 20 ans. Ce modèle devra être entretenu en faisant l’appoint tous les deux ans et placé dans un endroit ventilé car il s’agit d’un modèle à batterie ouverte.

Le modèle OPZV est doté d’un électrolyte gélifié, ce qui en fait une batterie stationnaire entièrement étanche et sans entretien, et présente également les avantages d’une batterie stationnaire OPzS. C’est la raison pour laquelle ils peuvent être placés verticalement ou horizontalement. Ils dureront entre 15 et 20 ans.

Bien que ce type de batterie ait un coût plus élevé, il compense l’investissement consenti pour sa durée de vie utile. Il est conseillé d’installer les batteries stationnaires dans les maisons, les fermes ou les installations d’usage quotidien, où la consommation qui va être faite est préalablement connue. Dans les installations de taille moyenne où des extensions futures sont prévues, il est plus judicieux d’installer des batteries GEL ou AGM.

Choisir le type de batterie

L’utilisation d’une batterie ou d’une autre dépend de plusieurs facteurs:

– Tout d’abord, la taille de l’installation solaire – Les
appareils électriques à raccorder –
Le pouvoir d’achat de chacun

.

Il est essentiel de tenir compte des caractéristiques de chaque batterie, car l’utilisation d’une batterie inadaptée nécessitera l’installation de nouvelles batteries à court terme et aura des répercussions sur l’ensemble de l’installation. Il est important de prendre le plus grand soin des batteries, afin de prolonger leur durée de vie, car elles constituent la partie la plus chère et la plus sensible de l’installation.

Chez AutoSolar, nous vous recommandons de contacter nos professionnels techniques pour vous conseiller sur la batterie solaire la plus adaptée aux besoins de votre installation photovoltaïque. N’hésitez pas à nous consulter sans engagement.

Il est fréquent que les batteries tombent en panne au cours des premiers mois d’utilisation ou qu’elles vieillissent prématurément en raison de facteurs contrôlables.

Dans cet article, nous allons détailler les facteurs les plus courants qui causent des problèmes dans les batteries. Dans la plupart des cas, les fabricants détaillent déjà ces facteurs dans leurs fiches techniques ou leurs manuels, mais ils ne sont pas pris en compte et la batterie est endommagée, de sorte que la période de garantie n’est pas applicable. 5 facteurs qui peuvent endommager les batteries :

1. Intensité de la décharge de la batterie

Les taux de décharge élevés provoquent une sulfatation irréversible en créant de petits cristaux amorphes qui modifient la distribution homogène du courant

2. Profondeur de la décharge

Les profondeurs de décharge élevées affectent le délestage en faisant tomber la matière active au fond de la batterie en raison de la contrainte mécanique, ce qui peut affaiblir considérablement son efficacité de charge et de décharge.

3. Taux de charge

Des courants de charge supérieurs aux recommandations et donc la surcharge affectent la corrosion de la plaque positive et accélèrent le processus par une polarisation agressive des électrodes. En revanche, un taux de charge élevé a une influence positive sur la stratification de l’électrolyte et conduit à une bonne homogénéisation de l’électrolyte.

Il estimportant de faire attention au taux de charge et aux recommandations du fabricant dans chaque cas pour éviter la corrosion des plaques.

4. États partiels de charge

Si les batteries fonctionnent fréquemment sans atteindre des charges complètes (par exemple une installation solaire en hiver) nous provoquerons une augmentation de la sulfatation irréversible, de la stratification de l’électrolyte et aussi une dégradation de la matière active en provoquant une décharge préférentielle. Par conséquent, une charge complète doit être effectuée périodiquement pour optimiser la durée de vie de la batterie.

5. Température

L’installation de batteries dans des endroits à haute température et/ou les batteries fonctionnant à des températures élevées sont principalement affectées par une corrosion accrue de la plaque positive, car la chaleur est un accélérateur de la réaction chimique de l’acide sulfurique attaquant le plomb.

En outre, elle affecte également (bien que dans une moindre mesure) la dégradation de la matière active, principalement des électrodes.

Il est essentiel de suivre les recommandations du fabricant afin de rentabiliser au mieux l’investissement que représente l’achat d’une batterie, qu’il s’agisse de batteries au plomb, de batteries GEL, de batteries AGM, de batteries stationnaires ou de batteries au lithium.

qu’est-ce que le lithium ?

Le lithium (Li) est un métal alcalin mou, inflammable, blanc argenté, ductile et très léger qui se caractérise par une corrosion rapide lorsqu’il entre en contact avec l’air. Il n’existe pas à l’état libre dans la nature, bien qu’il soit présent dans des composés tels que la croûte terrestre. La présence de lithium dans la nature est très courante puisqu’on le trouve dans 65 parties par million de la croûte terrestre.

En outre, le lithium ne peut pas être immergé dans l’eau car il peut brûler et le contact avec la peau peut provoquer des blessures. Il est donc essentiel que le fabricant de piles au lithium dispose de matériaux et de méthodes de fabrication conformes aux réglementations et exigences actuelles.

Bien que de nombreuses recherches affirment que le lithium possède des propriétés très intéressantes qui n’ont pas encore été étudiées en profondeur, actuellement, la principale utilisation du lithium est celle des batteries au lithium, qui offrent d’excellentes propriétés par rapport aux autres types de batteries très courantes sur le marché.

qu’est-ce qu’une pile au lithium ?

Les batteries au lithium se caractérisent par une charge plus rapide, une durée de vie plus longue et une densité d’énergie plus élevée. Ainsi, dans un espace réduit, vous pouvez obtenir plus d’autonomie et tirer un meilleur parti des batteries au lithium.

Il existe trois types de piles au lithium :

1. Les piles au lithium/oxyde de cobalt présentent l’avantage d’une densité énergétique élevée, qui, bien que pouvant parfois entraîner des problèmes de sécurité, est généralement une pile très durable.

2. Les piles au lithium/oxyde de magnésium sont les plus utilisées en raison de leur haut niveau de sécurité, mais leurs performances ne sont pas toujours efficaces en cas de températures élevées.

3. Batteries lithium/phosphate de fer, c’est la batterie qui présente les meilleures caractéristiques de sécurité avec une longue durée de vie de plus de 2 000 cycles.

Les piles au lithium rechargeables peuvent produire entre 3,6 et 3,7 volts et peuvent avoir deux compositions chimiques similaires :

– Batteries lithium-ion cylindriques/tubulaires, ou également connues sous le nom de batteries Li-Ion.

– Les piles plates au lithium polymère, également connues sous le nom de piles Li-Po.

Par rapport aux batteries au nickel, les batteries au lithium offrent une densité d’énergie plus élevée, une plus grande autonomie et un poids moindre, le lithium étant le métal le plus léger qui existe.

qu’est-ce qu’une batterie d’onduleur au lithium ?

La dernière nouveauté sur le marché sont les batteries au lithium avec inverseur, ce sont des batteries au lithium qui ont un espace à l’intérieur qui incorpore un inverseur capable de travailler en parallèle à la batterie au lithium, permettant de développer la fonction d’accumulateur et d’inverseur d’énergie dans un espace plus petit.

quels sont les fabricants des meilleures batteries au lithium et quels sont les fabricants de batteries au lithium avec onduleurs ?

En raison de la complexité des batteries au lithium et des batteries au lithium avec onduleur, il est nécessaire que le fabricant ait une expérience et une réputation dans le secteur, car la qualité des matériaux utilisés, son investissement en R+D+i et son expérience sur le marché sont essentiels pour que la batterie au lithium ou la batterie au lithium avec onduleur ait les caractéristiques nécessaires pour que sa durée de vie utile soit longue et que ses caractéristiques techniques restent les mêmes.

Chez AutoSolar, nous avons des batteries au lithium provenant des fabricants les plus réputés du marché tels que : BYD ou LG Chem, ainsi que des batteries au lithium avec onduleur provenant des fabricants les plus expérimentés et les plus réputés du marché, tels que : Ampere Energy

Depuis de nombreuses années, les piles au lithium sont utilisées dans tous les appareils électroniques qui nous entourent : smartphones, ordinateurs portables, motos, scooters… Leur grande efficacité et leur durabilité en font un outil indispensable. Avec une concurrence de plus en plus forte et des prix plus bas, la nouvelle génération de batteries au lithium s’impose comme une ressource indiscutable pour les installations photovoltaïques en autoconsommation. Si nous comparons les performances de ces batteries avec celles des batteries conventionnelles ou des batteries au plomb, nous arrivons à la conclusion que même le prix du lithium est actuellement inégalé.

Il convient de mentionner qu’ils disposent d’un système de protection BMS (Battery Monitor System) qui vérifie l’état et la capacité de la batterie, ainsi que d’autres critères tels que la tension, la température, etc. La meilleure façon de comprendre cet article est de comparer leurs principales caractéristiques avec celles des batteries au plomb.

quel est l’apport des batteries lithium-ion par rapport aux batteries classiques ?

Les batteries au phosphate de fer lithié (LiFePO4) sont les plus fiables des batteries lithium-ion et offrent également le plus de possibilités dans le domaine des énergies renouvelables. Les principaux avantages qu’elles présentent par rapport aux batteries au plomb sont les suivants :

Une tension plus élevée.

Le lithium est la molécule chimique présentant la plus forte électronégativité, offrant un volume d’oxydation élevé. Le lithium a une tension de 3,16 volts, alors que l’acide-plomb a une tension de 2 volts. Par conséquent, une batterie LiFePO4 a une tension nominale de 12,8 volts après la réunion de 4 cellules en série ou de 25,6 volts si 8 cellules sont réunies. Cependant, les batteries au plomb ont des tensions nominales de 12 ou 24 volts.

Vitesse de chargement et de déchargement supérieure.

La tension de la cellule étant plus élevée, un courant plus faible est nécessaire pour obtenir la même énergie. Alors qu’une batterie au plomb nécessite 8 à 12 heures, une batterie au lithium a besoin de 4 heures maximum.

Aucune charge optimale.

Les batteries au plomb sont confortablement positionnées dans la plage de charge supérieure. Dans le domaine des énergies renouvelables, c’est à 20% de décharge qu’elles sont le plus efficaces. En revanche, les piles au lithium fonctionnent parfaitement avec une charge incomplète. En fait, il est recommandé qu’ils n’atteignent pas une charge de 100%.

Elle est capable de se décharger presque complètement et tolère peu de dommages (contrairement aux batteries au plomb, qui ne peuvent supporter que des décharges de 50 % maximum).

Une vie plus longue.

4000 cycles à 80% de profondeur de décharge. 500 cycles, c’est ce que possède une batterie au plomb. Une batterie monobloc à décharge profonde a environ 2000 cycles. Et une batterie au plomb stationnaire a 4000 cycles mais avec une décharge maximale de 50%.

Par conséquent, grâce à leur capacité énergétique, leur vitesse de charge et leur longue durée de vie, ces batteries constituent un choix exceptionnel pour les systèmes photovoltaïques.

de quelle puissance les batteries ont-elles besoin ? Nous vous expliquons ici comment calculer la capacité d’une batterie afin qu’elle soit adaptée à votre installation. Normalement, vous pouvez voir la capacité sur les fiches techniques des batteries, mais nous allons l’expliquer plus en détail.

La capacité est indiquée sur la batterie par le code « CX AND Ah », où CX est le temps de décharge et Ah (Ampère Heure) est le courant de décharge, toujours pour une tension fixe. Par exemple, si nous avons une batterie C10 50Ah, cela signifie que la batterie de 50 Ah peut être déchargée pendant 10 heures.

Ce code est généralement exprimé sur les batteries pour des durées de 10, 20 et 100 heures, c’est-à-dire C10, C20 et C100 avec leurs courants respectifs.

comment calculez-vous les ampères dont vous avez besoin pour alimenter un appareil ?

étape 1. Calculez la capacité en ampères-heures selon la formule :

C = X – T

Où X est l’ampérage nécessaire à l’application et T est le temps en heures que l’on veut faire fonctionner. Par exemple, si nous voulons alimenter une pompe qui consomme 140mA pendant 24 heures, nous ferons le calcul suivant :

C = 0,14 ampères – 24 heures = 3,36 Ah

2ème étape. Calculez la capacité dont nous aurons besoin de la batterie, sans la décharger complètement. Les décharges complètes, jusqu’à zéro, ne sont pas recommandées. Par exemple, si une batterie au plomb doit être utilisée pendant de nombreux cycles , il n’est pas recommandé d’extraire plus de 50 % de sa charge, c’est-à-dire de toujours laisser 50 % de la charge dans la batterie. De cette façon, la batterie se dégrade moins et sa durée de vie est prolongée. Le calcul suivant est effectué, où C est la capacité, en tenant compte de ces considérations sur la batterie :

C* = C/0,5 ; C* = 3,36/0,5 = 6,7 Ah

Nous aurons donc besoin d’une batterie d’une capacité de 7Ah.

peut-on connecter des batteries et des onduleurs de tensions différentes ?

Tout d’abord, définissons ce dont l’onduleur est responsable. L’onduleur d’une installation photovoltaïque est chargé de transformer l’énergie pour qu’elle soit compatible avec la tension requise par la batterie, il est donc essentiel que la batterie et l’onduleur fonctionnent à la même tension

Afin de choisir une batterie pour une installation solaire, il est nécessaire que la tension de la batterie soit la même que celle à laquelle l’onduleur peut fonctionner, et pour cela il faut connaître les besoins de l’installation.

Il est essentiel que tous les éléments de l’installation soient compatibles en termes de caractéristiques et de tension pour éviter les courts-circuits, les faibles rendements et les problèmes de fonctionnement de l’installation solaire photovoltaïque.

Nous vous rappelons également que dans les articles précédents nous avons expliqué la compatibilité entre une batterie et un panneau solaire, nous vous laissons ici le lien direct

Chez AutoSolar, vous pouvez trouver une grande variété de kits solaires hors réseau qui comprennent des batteries, un onduleur et des panneaux solaires, ainsi que le reste des éléments nécessaires au fonctionnement d’une installation photovoltaïque. Lors de la personnalisation d’un kit solaire, vous devez tenir compte de toutes les valeurs qui varient lors du changement d’une batterie ou d’un panneau solaire, car cela peut également affecter le reste des éléments de l’installation photovoltaïque.

Il est conseillé de ne faire confiance qu’à des experts du secteur photovoltaïque ayant une grande expérience, afin qu’ils soient en mesure de vous conseiller sur l’option la plus adaptée à vos besoins et aux exigences de l’installation solaire.

Chez AutoSolar, nous sommes à votre disposition pour vous donner des conseils personnalisés gratuits et vous fournir les meilleurs produits du marché, avec la garantie du fabricant et l’installation partout en Espagne.

L’un des principaux facteurs pour déterminer le dimensionnement des batteries est le nombre de jours autonomes pendant lesquels notre installation peut fournir de l’énergie dans certaines circonstances (nuageux, pluie, etc.) où la production des panneaux est nulle.

Mais le facteur le plus important qui affecte directement la durée de vie utile des batteries solaires est que si nous disposons de 4 jours d’autonomie, nous ne consommons chaque jour que 20-25% de la capacité de la batterie. Par conséquent, cela favorise des profondeurs de décharge quotidiennes d’environ 20 % à 25 % et, comme nous pouvons le voir sur le graphique, plus la profondeur de décharge est faible, plus le nombre de cycles de ces batteries est élevé.

Si notre installation n’a pas 3-4 jours d’autonomie, la profondeur de décharge quotidienne que nous effectuerons sur notre batterie sera comprise entre 50% et 100% de la capacité de la batterie, ce qui réduit la durée de vie utile de la batterie de plus de la moitié.

comment calculer la capacité de la batterie nécessaire à l’installation ?

La première étape consiste à dresser une liste des appareils avec leur puissance respective et leurs heures d’utilisation. Une fois que nous avons cette liste, nous allons additionner la consommation de chaque appareil, ce qui nous donne une consommation de Wh/jour. Deuxièmement, nous allons multiplier la consommation de notre maison par les jours d’autonomie que nous souhaitons : 2,3,4 jours etc..

Par exemple :

1 x TV (50W) x 4h = 200 wh/day10
x Led (10W) x2h = 200 wh/day1
x Machine à laver (1000w) x 1h= 1000 wh/day1
x Micro-ondes (1000w) x 0.5h = 500 wh/day1
x Four (2000w) x 1h = 2000 wh/day1
x Réfrigérateur (100) x 12h= 1200 wh/day

La consommation de cette maison sera la somme de toutes les énergies consommées 5100 wh/jour. L’étape suivante consiste à multiplier cette consommation par le nombre de jours d’autonomie que nous souhaitons avoir dans notre maison.

Exemple pour 3 jours : 5100wh/jour x 3 jours = 15.300W

Connaissant maintenant la puissance que nos batteries doivent accumuler, nous multiplions cette puissance x2, car il n’est pas recommandé de descendre en dessous de 50% de profondeur de décharge des batteries:

15300 W x 2 (50% de profondeur de décharge) = 30.600 W

Ensuite, pour savoir de quelle capacité de batterie nous aurons besoin, nous diviserons cette puissance totale par la tension à laquelle notre système va fonctionner:

30600W / 12v = 2550Ah pour un système 12V

30600W/ 24v = 1275Ah pour un système 24V

30600W/ 48v = 638Ah pour un système 48V

Comme vous pouvez le voir, il s’agira de la capacité des batteries pour les différentes tensions de fonctionnement de notre système afin qu’elles puissent alimenter notre installation pendant 3 jours d’autonomie.