Guide

DIMENSIONNEMENT DES BATTERIES SOLAIRES

Comment calculer et déterminer le parc des batteries de mon système photovoltaïque ?

La conception d’un système photovoltaïque autonome ou hybride nécessite une planification précise, notamment en ce qui concerne le choix et le dimensionnement du parc de batteries. Une mauvaise estimation peut entraîner des problèmes de performance ou des coûts inutiles. Ce guide vous accompagne pas à pas pour calculer et déterminer le parc de batteries adapté à votre installation.

1. Comprendre le rôle des batteries dans un système photovoltaïque

Les batteries stockent l’énergie produite par les panneaux solaires pour permettre son utilisation ultérieure, notamment lorsque la production est insuffisante (nuit, jours nuageux, etc.). Leur dimensionnement est crucial pour garantir une autonomie suffisante et une durée de vie optimale

Avantages des batteries bien dimensionnées :

  • Autonomie accrue.
  • Optimisation de la durée de vie des composants.
  • Réduction des coûts liés au remplacement prématuré des batteries.

2. Identifier vos besoins énergétiques

Avant de calculer le parc de batteries, il est essentiel d’évaluer vos besoins en énergie.

2.1 Calcul de la consommation journalière

Faites la liste des appareils que vous souhaitez alimenter et déterminez leur consommation en wattheures (Wh).

Voici un exemple :

Appareil

Puissance (W)

Durée d'utilisation (h)

Consommation (Wh)

Réfrigérateur

100 W

24 h

2400 Wh

Eclairage LED

20 W

5 h

100 Wh

Ordinateur

50 W

3 h

150 Wh

TOTAL CONSOMMATION JOURNALIÈRE : 2650 Wh

2.2 Prévoir une marge de sécurité

Ajoutez une marge de 20 à 30 % pour couvrir les imprévus et compenser les pertes d’efficacité (notamment les pertes des onduleurs et des batteries).

CONSOMMATION AJUSTÉE : 2650 Wh x 1,2 = 3180 Wh

3. Déterminer l'autonomie souhaitée

L’autonomie correspond au nombre de jours pendant lesquels vos batteries doivent couvrir vos besoins énergétiques en l’absence de production solaire.

  • Autonomie courante : 1 à 3 jours pour la majorité des systèmes.

  • Exemple : Si vous souhaitez une autonomie de 2 jours :

  • Énergie totale nécessaire : 3180 Wh × 2 = 6360 Wh

4. Choisir le type de batteries

Différents types de batteries sont disponibles, chacun avec ses avantages et ses inconvénients :

Type de batterie

Durée de vie (cycles)

Profondeur de décharge (%)

efficacité (%)

Coût

Plomb/acide (AGM/Gel)

500-1200

50-70

80-85

Moyen

Lithium-ion (LiFePO4 ou LFP)

2000-6000

80-95

90-98

Elevé

Nickel-Fer

2000-3000

80

70-80

Moyen-élevé

5. Calculer la capacité des batteries

La capacité des batteries est exprimée en ampères-heures (Ah). Voici la formule principale :

Capacité batterie (Ah) = (Consommation totale en Wh ÷ Tension système) ÷ Profondeur de décharge

5.1 Exemple de calcul

Pour mieux comprendre les recommandations concernant les capacités de batteries en fonction des niveaux de consommation, veuillez vous référer au tableau détaillé ci-après (5.2 Tableau de la capacité de stockage recommandée). Il synthétise les valeurs calculées pour différentes configurations d’installation et de consommation annuelle. Ce tableau vous aidera à identifier rapidement la capacité de stockage recommandée pour votre projet

Prenons l’exemple suivant :

  • Consommation totale : 6360 Wh (pour 2 jours).
  • Tension système : 24 V.
  • Batterie Litium-ion (profondeur de décharge: 90%)

Capacité nécessaire : prévoir des batteries ayant une capacité totale d’au moins 300 Ah

5.2 Tableaux de la capacité de stockage recommandée

Pour une Puissance Photovoltaïque Installée de 4 kWc (DC)

Votre Consommation d'énergie annuelle (en kWh)

capacité de la batterie (en kwh)

2000 kWh

3 kWh

3000 kWh

4,5 kWh

4000 kWh

6 kWh

5000 kWh

6 kWh

6000 kWh

6 kWh

7000 kWh

6 kWh

8000 kWh

6 kWh

Pour une Puissance Photovoltaïque Installée de 5 kWc (DC)

Votre Consommation d'énergie annuelle (en kWh)

capacité de la batterie (en kwh)

2000 kWh

3 kWh

3000 kWh

4,5 kWh

4000 kWh

6 kWh

5000 kWh

7,5 kWh

6000 kWh

7,5 kWh

7000 kWh

7,5 kWh

8000 kWh

7,5 kWh

Pour une Puissance Photovoltaïque Installée de 6 kWc (DC)

Votre Consommation d'énergie annuelle (en kWh)

capacité de la batterie (en kwh)

2000 kWh

3 kWh

3000 kWh

4,5 kWh

4000 kWh

6 kWh

5000 kWh

7,5 kWh

6000 kWh

9 kWh

7000 kWh

9kWh

8000 kWh

9 kWh

Pour une Puissance Photovoltaïque Installée de 7 kWc (DC)

Votre Consommation d'énergie annuelle (en kWh)

capacité de la batterie (en kwh)

2000 kWh

3 kWh

3000 kWh

4,5 kWh

4000 kWh

6 kWh

5000 kWh

7,5 kWh

6000 kWh

9 kWh

7000 kWh

10,5 kWh

8000 kWh

10,5 kWh

Pour une Puissance Photovoltaïque Installée de 8 kWc (DC)

Votre Consommation d'énergie annuelle (en kWh)

capacité de la batterie (en kwh)

2000 kWh

3 kWh

3000 kWh

4,5 kWh

4000 kWh

6 kWh

5000 kWh

7,5 kWh

6000 kWh

9 kWh

7000 kWh

10,5 kWh

8000 kWh

12 kWh

Pour une Puissance Photovoltaïque Installée de 9 kWc (DC)

Votre Consommation d'énergie annuelle (en kWh)

capacité de la batterie (en kwh)

2000 kWh

3 kWh

3000 kWh

4,5 kWh

4000 kWh

6 kWh

5000 kWh

7,5 kWh

6000 kWh

9 kWh

7000 kWh

10,5 kWh

8000 kWh

12 kWh

Pour une Puissance Photovoltaïque Installée de 10 kWc (DC)

Votre Consommation d'énergie annuelle (en kWh)

capacité de la batterie (en kwh)

2000 kWh

3 kWh

3000 kWh

4,5 kWh

4000 kWh

6 kWh

5000 kWh

7,5 kWh

6000 kWh

9 kWh

7000 kWh

10,5 kWh

8000 kWh

12 kWh

6. Configuration et mise en série/parallèle

6.1 Mise en série

Les batteries connectées en série augmentent la tension tout en conservant la capacité.

  • Exemple : 4 batteries de 12 V et 100 Ah connectées en série = 48 V et 100 Ah.

6.2 Mise en parallèle

Les batteries connectées en parallèle augmentent la capacité tout en conservant la tension.

  • Exemple : 4 batteries de 12 V et 100 Ah connectées en parallèle = 12 V et 400 Ah.

6.3 Combinaison

Vous pouvez combiner les deux configurations pour atteindre la tension et la capacité requises.

7. Considérations pratiques

7.1 Température

Les batteries sont sensibles aux variations de température. Prévoyez un emplacement ventilé et protégé des extrêmes climatiques.

7.2 Maintenance

  • Les batteries au plomb nécessitent une maintenance régulière (vérification du niveau d’électrolyte).

  • Les batteries lithium-ion sont pratiquement sans entretien.

7.3 Sécurité

Installez un système de protection (fusibles, disjoncteurs) pour éviter les surcharges et les courts-circuits.

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