Batterie domestique : Fonctionnement et rôle dans un système photovoltaïque
L'énergie solaire est devenue essentielle dans le paysage de la transition énergétique mondiale. Cependant, l'un des plus grands inconvénients des panneaux solaires est leur production intermittente . Ils génèrent la majorité de leurs productions en journée par temps dégagé . C'est là que les batteries domestiques interviennent, en stockant l'énergie excédentaire pour une utilisation ultérieure. Ce contrôle et ce stockage d'énergie aident l'utilisateur à mieux maîtriser et gérer sa consommation. Dans cet article, nous expliquerons en détail l'importance de ces batteries dans une installation PV, leur fonctionnement, ainsi que les avantages qu'elles apportent en termes d'efficacité énergétique et d'empreinte écologique.
Qu’est-ce qu’une batterie domestique ?
Définition et types de batteries
Une batterie domestique est un dispositif de stockage d’énergie conçu pour retenir l’électricité générée par des panneaux solaires, afin qu’elle puisse être utilisée lorsque les panneaux ne produisent pas ou peu, comme pendant la nuit ou par temps couvert.
Il existe plusieurs types de batteries pour les installations domestiques, les plus courants étant :
- Les batteries lithium-ion : largement utilisées pour leur efficacité et leur longévité.
- Les batteries plomb-acide : plus économiques, mais avec une durée de vie plus courte et un rendement moindre.
- Les batteries flux : une technologie plus récente offrant un potentiel de grande capacité mais encore coûteuse.
Technologie des batteries : lithium-ion vs autres technologies
Les batteries lithium-ion dominent aujourd’hui le marché des batteries domestiques en raison de leur faible encombrement et de leur durée de vie souvent supérieure à 20 ans. Cependant, d’autres technologies comme les batteries à flux ou les batteries au sodium sont en plein développement et pourraient jouer un rôle important à l’avenir, en particulier dans les installations à grande échelle.
Fonctionnement d’une batterie domestique dans un système PV
Le fonctionnement d’une batterie domestique dans une installation PV repose sur une interaction intelligente entre les panneaux solaires, l’onduleur et la batterie elle-même.
Interaction entre panneaux solaires et batterie
Lorsque les panneaux solaires produisent de l’électricité, cette dernière est d’abord utilisée pour répondre aux besoins immédiats de la maison. Si la production dépasse la consommation, l’électricité excédentaire est alors stockée dans la batterie. Lorsque la demande dépasse la production, par exemple la nuit ou par temps couvert, l’énergie stockée dans la batterie est utilisée pour alimenter la maison.
Chargement et déchargement de la batterie
La batterie domestique se charge lorsqu’il y a un excédent d’énergie solaire et se décharge pour alimenter la maison lorsque la production est inférieure à la consommation. Ce processus est géré par un onduleur, qui convertit le courant continu (DC) produit par les panneaux solaires et stocké dans la batterie en courant alternatif (AC) utilisable par les appareils ménagers.
Composants d’un système de stockage d’énergie
Un système de stockage d’énergie comprend plusieurs composants clés :
- Les panneaux solaires : captent l’énergie du soleil.
- L’onduleur : convertit le courant continu en courant alternatif.
- Le contrôleur de charge : régule la charge et la décharge de la batterie pour éviter les surcharges ou les décharges profondes.
- La batterie : stocke l’énergie excédentaire pour une utilisation ultérieure.
Les avantages de l’installation d’une batterie domestique pour une installation PV
Autoconsommation et réduction de la facture d’électricité
L’un des principaux avantages des batteries domestiques est l’augmentation du taux d’autoconsommation. En stockant l’énergie excédentaire produite par les panneaux solaires, les propriétaires peuvent réduire leur dépendance au réseau électrique et, par conséquent, diminuer leur facture d’électricité.
Un exemple chiffré montre que sans batterie, l’autoconsommation avec une installation photovoltaïque est d’environ 30%. Cela signifie que 70% de l’énergie produite est injectée dans le réseau. Avec une batterie, ce taux peut monter à 60%, doublant ainsi l’autoconsommation dans ce cas. Cependant, dans de nombreux cas, l’autoconsommation peut grimper jusqu’à 85%. Dans les faits, l’ajout d’une batterie peut augmenter le temps de retour sur investissement, mais elle permet également d’augmenter les bénéfices à long terme car certaines batteries actuelles ont une durée de vie supérieure à 20 ans. Une batterie permet donc de quasiment multiplier par 2 la rentabilité de son installation PV sur 25 ans pour la consommation d’un foyer de quatre personnes en Belgique. Pour plus d'information sur la rentabilité des installations solaire en 2024 vous pouvez consulter notre article de blog dédié à ce sujet ici.
Sécurité énergétique en cas de panne
Les batteries domestiques assurent également une sécurité énergétique en cas de panne de réseau. En effet, lorsque le réseau public subit une coupure, la batterie peut alimenter la maison en électricité pendant plusieurs heures, voire plusieurs jours selon sa capacité.
Réduction de l’empreinte carbone
En utilisant une batterie domestique, les foyers maximisent l’utilisation de l’énergie solaire, réduisant ainsi leur dépendance aux sources d’énergie fossile et diminuant leur empreinte carbone.
Indépendance énergétique
Une batterie domestique permet de s’approcher de l’indépendance énergétique, en réduisant la dépendance aux fluctuations des prix de l’électricité et aux éventuelles perturbations du réseau. Les crises énergétiques traversées par la Belgique ces dernières années ont propulsé l'électricité belge à des prix stratosphérique permettant à notre pays de s'établir en bas du podium de l'électricité la plus chère d'Europe. Cette raison pousse de plus en plus de belges à installer des systèmes photovoltaïques pour ne pas subir les aléas du marché. De plus cette augmentation des prix de l’électricité boost la rentabilité des installations photovoltaïque qui sont désormais rentable à partir de 4 ou 5ans.
Optimisation du rendement avec une batterie domestique
Gestion intelligente de l’énergie
Les systèmes modernes de batteries domestiques intègrent une gestion intelligente de l’énergie, permettant d’optimiser le moment où la batterie se charge et se décharge. Ce qui permet un stockage optimal d’énergie. Mais également de maximiser la durée de vie de la batterie car si une charge de 0 à 100% de la batterie réduit la durée de vie d’un cycle une charge de 20% à 80% la dégrade de seulement 0,3 cycle ce qui améliore grandement la durée de vie de la batterie. A titre indicatif une batterie Huawei à une durée de vie autour de 6000 cycles.
Utilisation des heures creuses et optimisation de l’autoconsommation
Pour les foyers ayant accès à des tarifs différenciés, une batterie domestique peut être utilisée pour stocker de l’énergie pendant les heures creuses et la consommer pendant les heures pleines.
Les perspectives d’avenir pour les batteries domestiques dans le secteur de l’énergie
Avancées technologiques
Les progrès dans les technologies de stockage d’énergie devraient rendre les batteries encore plus performantes et accessibles. Depuis 10 ans le prix des batteries à diminué de près de 90%. Cependant, de nombreux expert s'accorde à dire que les matières premières constituant ces batteries vont connaitre prochainement une raréfaction, ce qui pourrait entrainer à nouveau une hausse des prix des batteries. Le meilleur moment pour investir dans une batterie domestique est probablement maintenant. Si vous souhaitez plus de renseignements sur l'installation d'une batterie, cliquez ici.
Rôle croissant dans les micro-réseaux et les communautés énergétiques
Les batteries domestiques joueront un rôle clé dans l’émergence des micro-réseaux et des communautés énergétiques, permettant un partage optimisé de l’énergie.
Conclusion
Les batteries domestiques sont un élément central des systèmes PV modernes. Elles permettent non seulement de maximiser l’autoconsommation (et donc de minimiser la facture), mais aussi de sécuriser l’approvisionnement en énergie. En effet les belges équipés d'une installation photovoltaïque et d'une batterie domestique n'ont que très peu souffert de la crise énergétique lorsque le prix du kWh à dépassé les 70cts. Le choix de la bonne batterie et une gestion intelligente de l’énergie sont essentiels pour optimiser le rendement de votre installation, réduire votre impact environnemental et maximiser les économies.
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