Batterie solaire : le guide complet pour 2023

Quelle batterie installer avec des panneaux solaires ?

Les batteries compatibles avec l'installation de panneaux solaires sont les batteries au lithium-ion.

La technologie lithium-ion est la plus utilisée pour stocker l'électricité photovoltaïque mais, c'est aussi la plus coûteuse.

Cet article a plusieurs objectifs :

• Vous aider à choisir la technologie de batterie la plus adaptée à vos besoins énergétiques.
• Vous aider à savoir si oui ou non l'achat d'une batterie est rentable pour votre projet.
• Faire un comparatif des meilleures options de stockage d'électricité.

On commence tout de suite avec les batteries à cibler quand on parle de panneaux solaires.

Les batteries les plus utilisées pour stocker l'électricité solaire :

Pour stocker et restituer de l'électricité photovoltaïque, il existe principalement deux technologies :

• La batterie en plomb-acide.
• La batterie en lithium-ion.

Pour simplifier la distinction :

• La technologie plomb-acide offre un bon rapport qualité/prix pour les budgets serrés.
• La technologie lithium-ion est plus chère mais permet une durée de vie plus longue et un usage plus intensif de la batterie.

Petits budgets : les batteries au plomb-acide  

Les batteries plomb sont plutôt utilisées pour des besoins de stockage occasionnels :

• Alimenter un camping-car ou un bateau équipé de panneaux solaires.
• Avoir une alimentation de secours en cas de coupure de courant sur le réseau électrique.
• Alimenter des sites très peu gourmands en électricité.

Le stockage d'électricité pour une utilisation domestique :

Le type de batterie lithium-ion permet d'augmenter le taux d'autoconsommation de 30 à 60% (chiffres publiés dans l'étude "Harnessing Solar Power" disponible sur le site mdpi).

C'est la technologie de batterie a privilégier si vous souhaitez stocker et consommer le plus possible d'électricité fourni par les panneaux solaires.

Les batteries lithium-ion installées chez nos clients :

Voici les 3 modèles que nous installons le plus souvent chez nos clients.

Petit aparté : La batterie enphase fait également partie du matériel que l'on pose.
Je l'ajouterai à cette liste dès que les premières installations auront été faites par nos techniciens.

1. Qcells Home Core A4

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Voici un tableau récapitulatif de ses caractéristiques : 

Pour résumer simplement, voici les spécificités de ce produit :

• Installation solaire domestique de plus de 5kWc.
• Usage de la batterie quotidien.
• Permet d'utiliser jusqu'à 6,4 kw d'électricité par jour (si elle est chargée au max).
• Contient 6 000 cycles (on peut la décharger 6 000 fois jusqu'à 95% avant qu'elle ne perde en capacité de stockage).
• La garantie fabricant est de 15 ans.

2. Solax Triple Power T45

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Voici le tableau récapitulatif de ses caractéristiques :

Pour résumer simplement, voici les spécificités de ce produit :

• Convient à une installation photovoltaïque de 3kWc.
• Usage de la batterie quotidien.
• Permet d'utiliser jusqu'à 4kWh (si elle est chargée au max).
• Contient 6 000 cycles de décharge à 90%.
• La garantie fabricant est de 5 ans.

3. Huawei Luna 2000

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Le tableau des caractéristiques :

Le plus important à retenir :

• Convient à une installation photovoltaïque de 3kWc ou moins.
• Usage de la batterie quotidien.
• Permet d'utiliser jusqu'à 3,5kWh (si elle est chargée au max).
• La garantie fabricant est de 10 ans.

Comment fonctionnent les batteries pour panneau solaire ?

Pour commencer : le fonctionnement des batteries solaires.
Il est toujours préférable de savoir comment cette solution de stockage fonctionne avant de prendre une décision.

Une batterie est constituée de 3 éléments principaux :

• des plaques ou grilles (positives et négatives)
• une électrolyte (dans laquelle les plaques baignent)
• un séparateur (qui assure l'isolation entre les plaques)

Les plaques sont immergées dans l'électrolyte, ça déclenche une réaction chimique et ça génère une tension.

Et c'est en fonction de ces 3 éléments que la capacité de la batterie va différer.

L'épaisseur des plaques :

Les plaques peuvent mesurer jusqu'à 10mm.

La force du courant :

Plus elle est épaisse et plus le courant qui va la traverser va être faible.

À l'inverse, plus la plaque est fine, plus le courant est fort.

Le nombre de cycles :

Plus la plaque est fine et moins le nombre de cycle est élevé. La batterie à plaque épaisse possède plus de cycles, et se décharge généralement plus lentement.

C'est le même constat pour la durée de vie (plus la plaque est épaisse, plus la durée de vie est longue).

D'autres critères dépendent de la conception de la batterie.
Il faut donc bien identifier vos besoin de stockage avant de choisir une batterie spécifique.

La nature de l'électrolyte :

Il existe deux type d'électrolyte, gel et liquide.

Les plus grosses différences sont les suivantes :

1. Le nombre de cycle (plus nombreux pour le gel).
2. La profondeur de décharge est plus importante pour le gel.
3. Les batteries aux électrolytes gel sont souvent plus chères.

Là encore, tout va dépendre de votre besoin.

Si votre installation n'est pas domestique, et qu'elle risque d'être souvent déplacée, il vaut mieux opter pour une solution gel.

Venons-en d'ailleurs aux différents usages.

Batterie solaire et autonomie totale, c'est possible ?

Techniquement, oui, on peut être totalement autonome avec des batteries.

Le nombre de batteries solaires à installer, leur puissance ainsi que leur technologie (plomb, lithium…) dépend de la durée d’autonomie souhaitée et de vos consommations électriques.

Nous reviendrons plus bas sur la différence plomb et lithium, pour l'autonomie, je vous recommande plutôt le plomb.

Voici le calcul à faire pour déterminer la capacité de stockage dont vous avez besoin :

consommation en kWh par jour x nombre de jour d'autonomie souhaité = capacité nécessaire.

Par exemple :

Je consomme 3 kWh/jour, je veux être autonome pendant 3 jours, il me faut 3 kWh x 3 jours = 9kWh.

Il faut ensuite prendre en compte la profondeur de décharge supportée (disons 85%)

(3 kWh/jour x 3 jours) / (1 - 0,85) = 60 kWh.

Il faudrait une capacité de stockage de 60 kWh pour une autonomie de 3 jours avec un DOD maximal de 85%.

Pour finir, il faut tenir compte du taux d'autodécharge.

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Si jamais ça vous intéresse, je vous ai préparé une petite liste des meilleures batteries avec leur prix et leur durée de vie. Vous pouvez cliquer >> ici pour la télécharger (c'est gratuit).

J'ai rédigé un guide pour vous aider à vous faire un avis sur l'autoconsommation grâce à des panneaux solaires avec batterie intégrée.

Bien entendu, outre l'aspect technique, le plus important, c'est le coût. Il faut que l'installation soit rentable pour vous.

Les prix des batteries pour panneaux solaires et leur évolution :

Le coût des batteries pour panneaux solaires varie énormément en fonction de la technologie utilisée et de leur capacité.

J’ai donc choisi de comparer le coût pour 1 kWh afin de vous donner une idée des prix suivant les technologies.

Voici une liste des prix indicatifs pour 1 kWh de batterie solaire en 2023 :

Ce tableau vous indique les prix de stockage de l’énergie par kWh en fonction du type de batterie pour panneau solaire.

Les prix mentionnés plus haut comprennent uniquement le prix des batteries seules.
Pour ce qui est de la compatibilité avec l'onduleur, il faut voir au cas par cas.

Vous pouvez me donner le type d'onduleur que vous avez en commentaire. Je vous aiderai à estimer un budget.

Et si vous n'avez pas encore d'installation, il faut faire un budget total.
Vous pouvez utiliser notre simulateur en cliquant juste ici.

Est-il rentable d'acheter des batteries avec des panneaux solaires ?

Techniquement, oui, c'est rentable.

Mais tout dépend de vos habitudes de vie. Si vous vous équipez d'une batterie, vous devez l'utiliser.

Par là, j'entends que :

• Vous avez besoin d'électricité le soir, pendant la nuit ou le matin très tôt.
• Vous installez un système de backup pour utiliser votre batterie pendant les coupures de courant.
• Vous avez étudié soigneusement la capacité de stockage à installer avec un professionnel.

Si vous respectez ces points, il y a peu de chances pour que votre investissement ne soit pas rentable.

Stocker de l’énergie sous forme thermique sans batterie :

Vous pouvez stocker l’énergie produite par des panneaux solaires non pas sous forme chimique (batteries) mais sous forme d’énergie thermique.

Grâce à un dispositif de pilotage intelligent, vous pouvez réchauffer l’eau de votre cumulus grâce à votre générateur photovoltaïque. L'eau chaude est restituée le soir même ou le matin suivant.

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Il est aussi possible de stocker cette énergie sous forme de froid grâce à votre congélateur cette fois-ci. En effet, grâce au système de pilotage, vous pouvez faire fonctionner votre congélateur la journée grâce à l’énergie du soleil et le couper la nuit.

Ça ne pose aucun problème pour la conservation de vos aliments.

Vous minimisez ainsi les pertes d’énergie.

Passons à une autre manière de stocker l'énergie produite par vos panneaux.

Comment stocker son énergie avec une batterie virtuelle ?

Une batterie virtuelle, c'est un peu le même principe qu'une batterie classique. Elle vous permet de stocker l'électricité que vous n'avez pas consommée. La principale différence, c'est que la batterie n'est pas physique.

Votre surplus est injecté dans le réseau, et comptabilisé par votre linky.

Le fournisseur peut voir la quantité d'électricité que vous avez envoyé et vous la restitue gratuitement quand vous en avez besoin.

Sa durée de vie est illimitée.

Par contre, ce n'est pas totalement gratuit. Les fournisseurs font payer un abonnement. Il y a également les taxes de transport qui représentent une bonne partie du coût de l’électricité en France et qui resteront toujours à déduire de ce que vous stockez. De plus, avec une batterie virtuelle, vous n’aurez pas accès aux aides.

Pour vous simplifiez la tache, je vous ai mis à disposition un calculateur en ligne. Il permet de comparer la rentabilité d'une batterie virtuelle face à la revente de surplus et à une batterie physique. Vous pouvez cliquer ici pour l'utiliser (ce simulateur est totalement gratuit, vous n'avez pas besoin de fournir vos coordonnées pour accéder aux résultats).
Vous pouvez également lire le retour de l'une de nos clientes qui a souscrit chez le fournisseur de batterie virtuelle Urban Solar.

Avec une batterie physique, vous l'achetez et vous l'utilisez gratuitement pendant plusieurs années. Voire décennies.

Quelle est la durée de vie des batteries solaires ?

La durée de vie des batteries pour panneaux solaires s’évalue en nombre de cycles. Un cycle équivaut à un déchargement total.

Les batteries au lithium ont une durée de vie qui tourne autour de 8 000 cycles. Sachant qu’il faut compter entre 250 et 350 cycles par an, ces batteries ont une durée de vie qui peut atteindre plus de 20 ans.

Chaque système a une durée de vie différente en fonction de sa technologie :

Ce tableau vous indique la durée de vie ainsi que le nombre de cycles des batteries.

Le nombre de cycles est déterminant, car il permet de se faire une idée de la longévité des différents types de batteries.
Suivant votre budget, il faudra choisir les batteries pour panneaux solaires en fonction de leur capacité à se charger et se décharger un maximum.

Sur certains types de batterie, la pose d’un régulateur de charge est obligatoire pour prolonger la durée de vie des batteries. Leur niveau de charge ne doit pas descendre en dessous de 50 % sous peine de voir leur longévité réduite de manière importante.

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Plusieurs facteurs comme :

• Des charges trop rapides
• Des charges partielles ou insuffisantes
• Les surcharges
• Les décharges trop profondes
• Les températures extrêmes

peuvent accélérer le vieillissement des batteries selon leur mode de fonctionnement.

Il faut veiller à bien dimensionner et à utiliser les batteries solaires selon les préconisations du fabricant.
Comme ça, vous obtenez la meilleure durabilité possible et un meilleur rendement.

Il est également important d'entretenir votre batterie solaire correctement.

Quelles sont les meilleures batteries pour panneaux solaires ?

Les meilleures batteries pour panneau solaire sont celles au lithium, ce sont les plus performantes du marché.

Pour comparer des batteries solaires, vous allez vous retrouver face à des spécifications techniques complexes. Pas d’inquiétude, je vous aide à y voir plus clair.

Pour faire un choix il vous suffit de comparer :

• La capacité de stockage
• La capacité de décharge maximum (DoD)
• Le rendement
• Le nombre de cycles

La capacité de stockage

La capacité de stockage est la quantité d’énergie qu’une batterie solaire est capable de stocker. Elle se mesure en kilowatt par heure (kWh).
La plupart des batteries sont conçues pour pouvoir être couplées entre elles afin d’augmenter la capacité de stockage totale du système.

La capacité vous indique la quantité d’énergie qu’une batterie est capable de stocker. Mais, ça ne vous dit pas la quantité d’énergie qu’elle est capable de délivrer en instantané.
Pour le savoir, il faut se tourner vers la puissance de sortie. Celle-ci se mesure en kilowatt (kW).

Une batterie avec une grande capacité de stockage et une faible puissance de sortie délivrera un faible courant électrique. C'est suffisant pour faire fonctionner seulement les appareils essentiels, mais pendant une longue période.
À l’inverse, une batterie avec une faible capacité de stockage et une grande puissance de sortie, fait fonctionner tous les appareils d’une maison pendant quelques heures.

La capacité de décharge

La plupart des batteries pour panneaux solaires ne doivent pas être déchargées entièrement. Ceci est dû à leur fonctionnement et varie en fonction de leur composition chimique.

Si vous déchargez une batterie à 100 % régulièrement, sa durée de vie sera diminuée de manière significative.

La profondeur de décharge des batteries solaires indique la décharge maximale à ne pas dépasser pour ne pas endommager le système. Pour une batterie de 10 kWh avec une profondeur de décharge (DoD) de 90 %, ne dépassez pas 9 kWh de consommation avant de la recharger.

Cette limite peut être programmée afin de ne pas avoir à surveiller le taux de décharge.

Pour résumer, plus le taux de décharge est élevé, mieux c’est.

Vous avez aussi la batterie à déchargement lent. Elle supporte des décharges plus profondes. Du coup elle fourni un courant stable plus longtemps. N'hésitez pas à lire mon article si ça vous intéresse.

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Le rendement

Le rendement d’une batterie pour panneaux solaires = la quantité d’énergie qu’elle peut restituer comparé à la quantité d’énergie nécessaire pour la recharger.

Pour une batterie avec un rendement de 80 % par exemple, si 5 kW d’énergie solaire sont envoyés dans le système, seulement 4 kW pourront être restitués.

Plus le rendement est élevé, plus la rentabilité de la batterie est élevée.

Le nombre de cycles

Plus le nombre de cycles est élevé, plus la durée de vie de la batterie est longue.

Pour aller encore plus loin, il faut savoir que les différentes batteries offrent différents avantages.

Les avantages selon les différents types de batterie :

Les plus efficaces sont les batteries au lithium mais d'autres sont bien plus abordables et tout aussi rentables.

Voici une liste des systèmes les plus courants :

Le plomb

Les batteries au plomb sont utilisées depuis des décennies et sont les plus abordables.

En revanche, leur durée de vie est moins élevée que les autres systèmes. Elles sont conseillées pour les propriétaires qui souhaitent être un maximum autonome du réseau et qui ont besoin d’installer un grand nombre de batteries.

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Le lithium

La plupart des nouvelles solutions de stockage d’énergie solaire utilisent une forme de lithium dans leur composition.

Les batteries au lithium sont plus légères et compactes que les batteries au plomb. Elles ont également une durée de vie plus longue et une meilleure capacité de décharge (voir le chapitre quelles sont les meilleures batteries pour panneaux solaires).

En revanche le prix des batteries lithium pour vos panneaux solaires est plus élevé que les batteries au plomb.

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L’eau salée (sodium)

La batterie à l’eau salée est la nouvelle arrivée dans l’industrie du stockage de l’énergie.

Elle utilise l’électrolyse de l’eau salée pour fonctionner.

Contrairement aux autres types de batteries pour panneaux solaires, elle ne contient aucun métal dangereux ou rare.
C'est est donc un choix clairement écologique.

De plus, elle ne nécessite aucun processus particulier pour être recyclée. Cependant, ces batteries sont nouvelles sur le marché, les tests manquent et il est difficile de se prononcer sur leur fiabilité.

Vous venez de lire les points les plus importants pour faire un choix.
Avant d'aller plus loin, je fais un aparté sur les batteries des véhicules électriques. Elles aussi sont en lien avec l'énergie solaire.

Recharger les batteries d'une voiture électrique avec le soleil :

Si vous êtes l’heureux propriétaire d’une voiture électrique, sachez qu’il est possible de recharger ses batteries grâce à des panneaux solaires.

Il faut simplement installer des panneaux solaires sur le toit, au sol, ou sur un carport et un système de charge rapide pour voiture électrique.

Une fois votre voiture chargée, il est possible d'utiliser le courant produit pour faire fonctionner les appareils électriques de votre maison.

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Batteries de stockage pour les professionnels

Certains secteurs comme les télécoms, les hôpitaux ou encore les centres d’appels d’urgence ont besoin de se prémunir des déconnexions temporaires du réseau électrique.

Ils sont donc équipés de système de stockage de l’énergie pour pallier leur consommation en cas de coupure d’électricité.

D’autres secteurs d’activités professionnelles comme les salles de réception, les hôtels peuvent également avoir les mêmes problématiques. Dans ce cas, il sera parfois judicieux d’installer des panneaux solaires en autoconsommation pour réduire les factures d’électricité et de les coupler à un système de batteries de secours.

Des systèmes de pilotage intelligent pour les professionnels existent afin de mettre l’intelligence artificielle au service des économies d’énergie. La société Beebryte propose une solution permettant le couplage du pilotage et du stockage en batteries pour maximiser les économies.

Les autres solutions de stockage de l’énergie et le futur des batteries.

D’autres solutions de stockage de l’énergie existent, mais aucune n’est adaptée à l’utilisation par les particuliers.

Le stockage du surplus d’énergie produite par les énergies renouvelables est un enjeu majeur. La course à la recherche de la batterie de demain est donc en marche et des investissements énormes sont mis à disposition des chercheurs.

Si la recherche continue d’améliorer les technologies déjà largement utilisées aujourd’hui comme le lithium, elle développe surtout des technologies beaucoup plus innovantes.

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En voici quelques-unes :

• Stockage gravitaire de masse d’eau avec les stations de transfert d’énergie par pompage (STEP) ;
• Stockage thermodynamique avec les systèmes de stockage par air comprimé (CAES) ;
• Stockage d’énergie cinétique avec les volants d’inertie ;
• Stockage électrochimique avec les batteries (au plomb, sodium-soufre, lithium-ion,etc.).

Exemples de systèmes pour l’énergie thermique :

• Stockage de chaleur latente avec la glace ou les matériaux à changement de phase ;
• Stockage de chaleur sensible avec l’eau chaude ou les sels fondus ;
• Les batteries à hydrogène

Le recyclage des batteries solaires

En matière d’écologie, certaines batteries ne sont pas exemptes de problème, car elles peuvent contenir des métaux polluants.

Cependant, la filière de recyclage des batteries en fin de vie est très performante et permet de minimiser l’impact écologique. Elle est capable de recycler jusqu’à 99 % des matériaux utilisés.

Les batteries à l’eau salée sont, elles, très écologiques, car elles n’utilisent quasiment aucun matériau polluant.

Site isolé

Dans certains cas, le raccordement d’une habitation au réseau d’électricité est trop compliqué et donc trop coûteux.

Il faut alors envisager d’installer des systèmes de production d’énergie complémentaire comme des panneaux solaires, une éolienne ou encore un mini-système hydraulique afin de pouvoir être autonome en énergie.

Pour atteindre un confort optimal, l’installation de batteries de stockage de l’énergie est indispensable, car elles permettront de pallier les aléas climatiques.

En effet, il peut arriver que les conditions ne permettent pas de produire de l’électricité pendant un certain temps. Les batteries prennent le relais, comme ça, on peut garder une consommation électrique.

La capacité des batteries devra être importante pour pouvoir tenir plusieurs jours.

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Le marché des batteries solaires explose

Pourquoi le marché du stockage de l’énergie solaire se développe-t-il si rapidement ?

Tout simplement, car les bénéfices qu’apportent les batteries pour panneaux solaires aux particuliers peuvent également être appliqués à plus grande échelle sur tout le réseau électrique.

Les fournisseurs d’énergie et les gestionnaires de réseau ont une tâche difficile. Ils doivent fournir un accès stable à l’électricité à leurs usagers. Pour ce faire, ils doivent s’assurer qu’il y a juste assez d’électricité en fonction de la demande et c’est une tâche plus compliquée qu’il n’y paraît.

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Lecture : en 2019, la consommation des ménages en électricité a augmenté de 2.2 %.

Source : INSEE, les dépenses des Français en électricité depuis 1960.

S'il y a trop ou trop peu d’électricité sur le réseau à un moment donné, les usagers rencontreront des coupures.

Ce problème est rendu encore plus complexe par l’ajout d’énergies renouvelables comme le solaire ou l’éolien sur le réseau. Les panneaux solaires produisent de l’électricité quand la luminosité est bonne et les éoliennes produisent du courant quand le vent souffle. À la différence du nucléaire et des autres sources d’énergie, il est impossible d’augmenter à la demande la quantité d’énergie produite par les systèmes à énergie renouvelable. En effet, on ne peut commander ni le vent, ni le soleil.

L’installation de solutions de stockage d’énergie comme les batteries solaires facilite grandement la tâche des gestionnaires de réseau. Ils sont ainsi en mesure de mieux piloter la quantité d’énergie renouvelable injectée sur le réseau.

Cela permettra bientôt de faire une part plus importante aux énergies renouvelables dans le mix énergétique.

Protéger sa batterie

Comme on a pu le voir, c'est un équipement qui vaut cher, c'est pour ça qu'il vaut mieux en prendre soin et pour ça, il existe des protections de batterie.

Ces dispositifs permettent d'éviter que la batterie reçoive trop de tension ou qu'elle se décharge à un seuil trop important, ce qui peut l'endommager.

Il existe 3 accessoires pour protéger efficacement sa batterie :

• Le contrôleur de charge : Il permet de connaître l'état de charge de sa batterie en temps réel.
• Le fusible : Il permet d'éviter les surtensions.
• Le limiteur de charge : Il permet d'éviter les décharges profondes.

Niveau tarif :

• Il faut compter entre 25 € et 100 € pour un contrôleur de charge.
• Les fusibles sont trouvables pour 20 € et le prix peut grimper jusqu'à 80 €
• Et pour un limiteur de charge, il investir entre 25 € et 100 € pour se munir de ce type d'appareil.