Comment calculer le nombre de batteries pour une installation solaire ?
Une installation de panneaux solaires repose sur plusieurs équipements essentiels. En plus des panneaux solaires, qu’ils soient photovoltaïques ou thermiques, un système complet comprend également un onduleur pour convertir le courant continu en courant alternatif, ainsi que des batteries permettant de stocker l’électricité. Ces batteries assurent une alimentation électrique en cas d’absence de soleil, notamment la nuit. Pour garantir un fonctionnement optimal et une autonomie suffisante, il est crucial de bien dimensionner le stockage d’énergie.
Comprendre les bases de l’électricité solaire
Les unités de mesure essentielles
Avant de dimensionner un système de batteries solaires, il est crucial de maîtriser certaines unités fondamentales :
- Kilowattheure (kWh) : mesure l’énergie stockée ou consommée.
- Ampère (A) : mesure l’intensité du courant électrique.
- Volt (V) : représente la tension d’un circuit électrique.
- Watt (W) : indique la puissance instantanée.
Une batterie stocke l’électricité générée par les panneaux solaires et restitue cette énergie en fonction des besoins de l’installation. La capacité de stockage, exprimée en Ah (ampère-heure), dépend directement de la tension et de la puissance demandée.
Le fonctionnement d’une installation solaire autonome
Une installation photovoltaïque autonome repose sur plusieurs composants essentiels :
- Panneaux solaires : convertissent l’énergie solaire en électricité.
- Régulateur de charge : optimise le stockage d’énergie et protège les batteries contre la surcharge et la décharge profonde.
- Batteries : stockent l’énergie électrique produite en journée pour une utilisation nocturne ou en cas de faible ensoleillement.
- Onduleur : transforme l’électricité stockée en courant alternatif utilisable par les appareils électriques.
Un bon rendement énergétique dépend d’un équilibre entre la production des panneaux solaires et la capacité de stockage des batteries.
Les étapes pour calculer la capacité de la batterie nécessaire
Avant de vous lancer dans l’installation des panneaux solaires, vous devez déterminer le nombre de panneaux à installer, mais aussi le nombre de batterie. Celui-ci va directement dépendre de votre consommation énergétique mais également de l’autonomie de votre système.
Déterminer votre consommation quotidienne
Le premier paramètre à analyser est la consommation électrique en kWh par jour. Il est essentiel d’évaluer vos besoin en énergie en recensant tous les appareils électriques de votre foyer et d’évaluer leur durée d’utilisation quotidienne. Voici comment procéder :
- Identifier la puissance (W) de chaque appareil.
- Multiplier cette puissance par le nombre d’heures d’utilisation par jour.
- Additionner toutes ces consommations pour obtenir la consommation totale quotidienne en kWh.
Exemple :
| Appareil | Puissance (W) | Heures/jour | Consommation (Wh) |
|---|---|---|---|
| Réfrigérateur | 100 | 24 | 2400 |
| Éclairage LED | 10 | 5 | 50 |
| Télévision | 80 | 4 | 320 |
| Total | 2,77 kWh |
Une fois cette estimation faite, il est recommandé d’ajouter une marge de sécurité (généralement 20%) pour pallier les pertes énergétiques. Dans cet exemple, nous aurons donc besoin de 3,32 kWh
Comprendre la capacité des batteries solaires
Comprendre la capacité d’une batterie avant de faire les calculs est primordiale. Sachez qu’en général :
- La tension des batteries est en général de 12V ;
- La capacité des batteries est quant à elle comprise entre 50 et 200 Ah.
Aussi, afin d’assurer une meilleure durée de vie de vos batteries, il est important de ne pas les décharger complètement. La profondeur de décharge recommandée peut varier d’un modèle à l’autre :
- Batteries plomb-acide (ouvertes, AGM, gel) : elles sont abordables mais ont une durée de vie plus courte et une profondeur de décharge limitée à environ 50%.
- Batteries lithium-ion : plus coûteuses, mais elles offrent un rendement supérieur, une profondeur de décharge pouvant atteindre 90%, et une durée de vie plus longue.
- Batteries LiFePO4 (lithium fer phosphate) : considérées comme les plus performantes, elles combinent une excellente durée de vie, une sécurité accrue et une capacité de décharge de 95%.
En reprenant les résultats précédents et en tenant compte d’une décharge maximum de 50 %, l’estimation est la suivante : 3,32 kWh/0,5 = 6,64 kWh.
Calculer la capacité nécessaire de votre batterie
Pour dimensionner correctement le stockage, la formule suivante est utilisée :
Capacité batterie (Ah) = Consommation journalière (Wh) / (Tension x Profondeur de Décharge)
Si l’on reprend l’exemple précédent avec une consommation de 3,32 kWh/jour et un système en 12V avec des batteries plomb-acide (décharge max 50%), l’estimation est la suivante : 3320/12×0,5 = 554 Ah.
Choisir le nombre de batteries pour votre installation solaire
Maintenant que vous avez définit la capacité totale requise, il ne reste plus qu’à déduire le nombre de batteries nécessaire pour votre installation solaire.
Supposons que vous optiez pour des batteries dont la capacité est de 200Ah. Il vous faudra alors diviser la capacité totale (554 Ah) par la capacité des batteries (200 Ah) : 554 / 200 = 2,8.
Enfin, arrondissez toujours à l’unité supérieure. Pour notre exemple, vous aurez donc besoin de 3 batteries.
En résumé, pour une autonomie de 1 journée avec une consommation quotidienne de 2,77 kWh, vous aurez besoin d’un parc de 3 batteries de 200Ah 12V. Pour assurer 2 jours de consommation, vous aurez besoin de 6 batteries,…
A noter : Toutes les batteries doivent être identiques en capacité, tension et technologie pour éviter des déséquilibres de charge et une usure prématurée. Mélanger des batteries de différentes marques ou âges réduit le rendement global et peut endommager l’installation.
Pour une installation solaire optimisée et durable, il est conseillé de faire appel à un installateur professionnel. Celui-ci pourra évaluer précisément vos besoins et concevoir un système parfaitement adapté à votre consommation et à votre environnement.