Les batteries sont des dispositifs électrochimiques qui utilisent l’énergie chimique pour stocker ou libérer de l’électricité.

Les batteries solaires (les batteries photovoltaïques) sont des accumulateurs électriques pour stocker l’énergie électrique générée par un panneau photovoltaïque non consommée dans une installation d’énergie solaire.

Lorsque le temps ne permet pas une production optimale de vos panneaux (mauvais temps, faible ensoleillement), la batterie solaire vous permet de profiter
de cette électricité stockée.
L’utilisation de batteries permet également de fournir une intensité de courant plus élevée que ce qu’un panneau photovoltaïque peut offrir en fonctionnement.

Ce serait le cas si plusieurs appareils électriques étaient utilisés en même temps ou si le chauffage électrique est en marche.
Dans une installation autonome , il faut installer une batterie pour garantir que nous aurons de l’électricité lorsque nous en aurons besoin. De plus, dans le cas où
notre maison est connectée au réseau électrique, les batteries de stockage sont utiles en cas de panne de courant.

Les types des batteries solaires:

Il existe 4 principaux types des batteries photovoltaïques
1. Batteries GEL:
Les batteries gel sont des batteries étanches : pas d’entretien, pas d’ajout d’eau distillée.

Sécurité renforcée par rapport aux batteries plomb ouvertes.
Les batteries « gel » sont bien adaptées pour les décharges profondes et sont utilisées dans des batteries tubulaires car l’électrolyte gélifié élimine la
stratification de l’électrolyte qui est une des causes principales de la perte des batteries tubulaires ouvertes.
Une batterie gel peut supporter la décharge à 100 % et retrouve sa capacité nominale si le temps de maintien déchargé est court. Et elle a une bonne à
très bonne durée de vie > 10 ans.
2. Batterie LITHIUM:
Elle offre un excellent rendement >95%, elle a aussi une longue durée de
vie > 10 ans.
La batterie solaire en lithium est 2.5 fois plus légère qu’une batterie classique ce qui le rend très avantageux pour les applications nomades ou pour les installations plus imposantes.
Après une décharge complète, une batterie solaire en lithium peut se recharger entièrement en quelques heures, et par tous les temps. mais
malheureusement elle est très coûteuse.
3. Batterie AGM:
L’acronyme AGM signifie “ Absorbed Glass Mat.”
Le premier avantage des batteries AGM est lié à leur étanchéité : pas d’entretien, pas d’ajout d’eau distillée. Sécurité renforcée par rapport aux batteries plomb ouvertes.
A un taux d’autodécharge très faible, de l’ordre de 1% à 3% par mois. Ce faible taux permet un entreposage durant de longues périodes sans recharge comme avec les batteries plomb acide ouvertes standard.
Les plaques des AGM étant étroitement comprimées et solidement fixées par le haut et le bas dans la cellule, la résistance aux chocs et aux vibrations est nettement supérieure aux batteries conventionnelles. Mais elle a une faible durée de vie.
Sa durée de vie est entre 600 et 900 cycles.
4. Batterie PLOMB:
Une batterie au plomb est constituée par un ensemble d’accumulateurs. La tension nominale d’un accumulateur étant d’environ 2.1 V, une batterie de 12 V est constituée de 6 accumulateurs montés en série et reliés par des connexions en plomb soudées.
Ce type de batterie est indésirable et le pire utilisé dans les systèmes OFF-GRID. Si la durée est courte il est considéré comme moins cher, mais à longue durée, il est très coûteux en raison de la vitesse à laquelle les charges électriques sont déchargées au début de l’exploitation. Sachant que le prix est très bas par rapport aux batteries en Gel.
Sa durée de vie est entre 400 et 500 cycles

Caractéristiques d’une batterie solaire:

Elles sont souvent données pour des décharges de 10,20, 100 ou 120 heures (C10,C20,C100 ou C120) et pour une température de 25°C.

• Tension nominale: 12V

• Capacité nominale: 100Ah / 150Ah / 200Ah /250Ah ( 10h, 1.80V/Cellules,25°C.)
• Courant de charge maximale:30/50A

Capacité et durée de batterie:

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.

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).

1.Capacité d’une batterie:

On appelle capacité (C en Ampère Heure -Ah-), la quantité d’électricité qu’une batterie peut fournir. 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.

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.

 2.Durée de vie d’une batterie:

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.

Est-il obligatoire d’installer une batterie solaire en complément de ses panneaux?

La batterie solaire constitue une option dans l’installation de panneaux photovoltaïques. Son achat et sa mise en place n’ont donc rien d’obligatoire, et reposent sur un choix pleinement personnel. Sans batterie, des panneaux solaires permettent déjà de faire 20 à 50 % d’économies d’énergie selon les spécialistes.

mais il faut l’installer dans ces cas:

• Si la maison n’est pas raccordée au réseau électrique 
• Si la consommation électrique de votre logement dépend uniquement de votre installation solaire, mieux vaut pouvoir stocker l’énergie en prévision des jours de pluie qui s’enchaînent
• pour optimiser vos économies : lorsqu’elle est stockée dans une batterie, l’électricité n’est pas perdue ou revendue, mais peut être consommée par les occupants du logement 

Installation d’une batterie solaire:

Une batterie solaire doit être reliée au régulateur de charge, qui est lui-même connecté au panneau solaire.

 La borne positive de l’un doit être connectée à la borne positive de l’autre du même pour la borne négative. La batterie doit être reliée au régulateur de charge avant les panneaux.

Dimensionnement des batteries:

2.Le calcul de la capacité de stockage de la batterie:

C= (Ec x N)/(D x Usys)

• C: capacité de stockage dans les batteries (Ah)
• Ec: l’énergie consommée par jour (Wh/j)
• D: décharge maximale des batteries (0.8 pour les batteries au plomb) on peut l’appeler aussi PDD (profondeur  de décharge)
• Usys : La tension du système 
• N: Le nombre des jours d’autonomie

2.Le choix des batteries:

on choisit la batterie d’après le résultat du relation précédente , et pour choisir  le nombre des batteries on utilise la relation suivante :

Nsys=(Usys/Ubatt) x (Csys/Cbatt)

• Nbatt: Le nombre des batteries
• Usys: La tension du système
• Ubatt: La tension de la batterie 
• Csys: La capacité de stockage du système
• Cbatt: La capacité d’une batterie

3. Le câblage:

(Usys/Ubatt): Bloc : Nombre des batteries en série

(Csys/Cbatt):Le nombre de bloc en parallèle