Il peut être difficile de savoir de combien de batteries vous avez besoin.
Si vous n’avez pas assez de capacité, vous serez pris au dépourvu et devrez recourir à une autre source d’énergie (générateur de secours) ou vous passer d’électricité. À l’opposé, acheter trop de batteries, est un coût supplémentaire, sans compter le stockage et la maintenance.
Vous l’aurez compris : le dimensionnement des batteries solaires est l’une des toutes premières étapes de la conception de votre autonomie solaire.
Pour dimensionner votre parc, il faut réconcilier deux quantités :
- votre consommation d’une part
- la capacité de stockage du parc de batteries d’autre part
Déterminer votre besoin en électricité
La quantité d’énergie que vous consommez ou stockez s’exprime en kilowattheures sur une période de temps. Par exemple, si vous laissez un réfrigérateur de 200 Watts tourner toute la journée (24 heures), vous aurez consommé 4800 Watts heure pour cette journée.
Un appareil de 900 Watts qui n’est utilisé que deux heures dans la journée contribuera à hauteur de 1800 Watts heure par jour.
En additionnant le nombre de Watts heure par jour que vous consommez, vous arriverez à déterminer votre consommation quotidienne d’électricité.
Le plus simple si vous avez une facture sous la main : prendre votre facture mensuelle, regarder le chiffre en kilowattheures et diviser par 30 ou 31. Pour calculer votre besoin quotidien de kilowattheures, vous devrez diviser ce nombre par 30. Eventuellement, multipliez par 1000 s’il était initialement exprimé en wattheures.
Mais ce n’est pas tout.
Quand est-ce que vous pourrez recharger vos batteries la prochaine fois ? Observez une semaine habituelle, est estimez le nombre de jours de consommation que vous devez avoir en stock. Bien sûr, cela dépend aussi du nombre et de la puissance de vos panneaux solaires. Si vous n’avez qu’un panneau, vous prendrez du temps pour recharger vos batteries et parfois la journée ne suffira pas. Avec beaucoup de panneaux, vous profiterez du moindre rayon pour faire le plein.
Ensuite, vous allez déterminer quel type de batterie est le mieux adapté à votre situation. En effet, elles ont des caractéristiques de performance uniques et sont dimensionnées différemment.
Déterminer les batteries dont vous avez besoin
Les capacités des batteries sont exprimées soit en kilowattheures, soit en ampères-heures.
Pour passer de l’un à l’autre, il faut multiplier les ampères par le voltage et obtenir les watts.
Par exemple, une batterie de 1000 ampères heures à 12 Volts = 12 kWh.
Ensuite, vous devez tenir compte
- de la profondeur de décharge : la quantité réellement exploitable à une tension donnée. En effet, vous ne pourrez jamais totalement vider la batterie. Une batterie au plomb a généralement une profondeur de 50%, tandis que vous pouvez tabler sur 80% pour une batterie Lithium, plus performante.
- des facteurs divers d’inefficacité (liés à la température, à l’usure, etc.). Vous pouvez considérer qu’il faut surdimensionner votre batterie de 20% pour du plomb et de 5% pour du Lithium.
Exemple :
Si vous avez un besoin de 10 000 kWh, il vous faut 24 kWh de batterie au plomb, ou 12,6 kWh de batterie Lithium.
Les groupes de batteries sont généralement câblés en 12 V, 24 V ou 48 V selon la taille du système.
Pour le plomb-acide, 24 kWh équivaut à :
- 2 000 ampères-heures à 12 volts
- 1 000 ampères-heures à 24 volts
- 500 ampères heures à 48 volts
Pour le Lithium, 12,6 kWh est égal à :
- 1 050 ampères-heures à 12 volts
- 525 ampères heures à 24 volts
- 262,5 ampères heures à 48 volts
Enfin, vous pouvez ajuster votre capacité totale selon les facteurs suivants :
- La température ambiante : si vous utilisez votre batterie par grand froid ou en canicule, elle aura une moindre performance
- La capacité de recharge solaire : en hiver ou en zone faiblement ensoleillée, vous devrez avoir davantage de batteries de sécurité qu’en plein été dans une zone ensoleillée
- L’encombrement : il est parfois plus pratique d’avoir une seule batterie, mais parfois plus pratique d’en avoir plusieurs à placer à différents endroits. A vous d’arbitrer selon vos usages.
- Votre budget : bien évidemment !
Comment calculer les heures d’ampères
Le calcul de la quantité d’énergie stockée dans une batterie utilisera une formule différente de celle d’un calculateur de batterie solaire. D’une part, vous aurez besoin d’informations sur la charge électrique de la batterie, également appelée ampères-heures.
Passons en revue les étapes pour calculer les ampères-heures de votre batterie.
Étape 1 : Vérifiez la tension
Nous utiliserons V pour représenter cette unité. V représente la tension de la batterie. Par exemple, une tension de batterie standard est de 12V.
Étape 2 : déterminer la quantité d’énergie stockée dans la batterie
Utilisons E pour représenter cette unité. E représente l’énergie stockée dans une batterie, qui s’exprime également en wattheures.
Étape 3 : Entrez les chiffres dans un calculateur d’heures d’ampères de batterie ou dans la formule ci-dessous
La calculatrice utilisera cette formule pour déterminer les ampères-heures. Vous pouvez toujours choisir de faire le calcul vous-même.
E = V * Q
Q (ampères heures) = E / V
Notez que la lettre Q représente la capacité de la batterie, mesurée en ampères-heures.
Choisir la bonne batterie
Acide de plomb inondé
- Coût initial le plus bas $$$$ _
- Durée de vie typique : 5-7 ans
- Nécessite un entretien – ajouter de l’eau distillée et égaliser la charge sur une base mensuelle
- Le boîtier doit être ventilé à l’extérieur pour expulser l’hydrogène gazeux accumulé
Acide de plomb scellée
- Plus cher $$$$ _ _
- Durée de vie typique : 3 à 5 ans
- Aucun entretien
- Le boîtier doit toujours être ventilé, les batteries peuvent dégager des gaz dans certaines conditions
lithium
- Le plus cher $$$$ _ _
- Durée de vie typique : 10 ans et plus
- Pas d’entretien, pas de ventilation
- Efficacité maximale, charge plus rapide, plus grande capacité utilisable (profondeur de décharge plus profonde)
Les deux principales chimies de batterie pour hors réseau sont le plomb-acide (noyé ou scellé) et le lithium. Ces deux chimies ont des caractéristiques uniques. Les batteries au lithium sont plus efficaces, ce qui signifie que moins d’énergie est gaspillée dans le processus de charge/décharge. Ils ont également une plus grande profondeur de décharge vous permettant d’utiliser pleinement toute la capacité de votre batterie.
Les batteries au plomb sont sensibles et doivent être entièrement rechargées tous les jours, tandis que les batteries au lithium peuvent rester à une charge partielle sans aucun effet indésirable. Les batteries au plomb ont également une capacité utilisable plus limitée et ne sont généralement déchargées qu’à 50 %.
En raison de la meilleure efficacité et de la profondeur de décharge plus profonde, les bancs de batteries au lithium ont tendance à ne représenter que 50 à 60 % de la taille d’un banc au plomb comparable ! Les batteries au lithium que nous utilisons sont spécialement conçues pour l’énergie solaire hors réseau et utilisent une chimie spéciale au lithium appelée lithium ferrophosphate (LiFePO4, communément appelée « LFP »).
Ce type de batterie au lithium est conçu pour offrir une longue durée de vie (plus de 10 ans) tout en étant sûr, avec une chimie stable et des fonctions de protection électronique sophistiquées.