Fonctionnement et rentabilité des batteries pour panneaux solaires

Mis à jour le 24/01/2022

Vous avez entendu parler des batteries pour panneaux photovoltaïques et vous pensez en utiliser une pour votre future installation solaire ? L’utilisation d’une batterie va vous permettre d’être beaucoup plus autonome, car vous allez pouvoir davantage consommer votre propre énergie, même lorsque la production de vos panneaux solaires ne sera pas en adéquation avec votre consommation immédiate. Nous comprenons votre approche, mais nous allons vous expliquer pourquoi la mise en place d’une batterie n’est souvent pas la stratégie la plus rentable pour votre projet en France en 2022.

 

Quel est le fonctionnement d’une batterie pour panneau solaire ?

Lorsque vous décidez d’installer des panneaux solaires qui transforment l’énergie solaire en électricité, plusieurs options d’utilisation de cette énergie s’offrent à vous :

  • L’autoconsommation solaire, qui consiste à produire son électricité en toute autonomie en installant des panneaux photovoltaïques sur son toit pour ensuite consommer ce que le foyer pourra absorber en temps réel. Il est possible de revendre ou non le surplus de production d'électricité solaire.
  • La revente totale qui consiste à ne pas consommer du tout l’énergie produite par les panneaux solaires et à revendre la totalité de l'électricité produite

Si ces deux options sont les plus courantes en France, il est également possible dans le 1er cas ci-dessous de choisir d’autoconsommer l’électricité produite et de stocker le surplus d’électricité produit dans une batterie pour panneau solaire. La batterie solaire permet d’avoir plus d’autonomie. L’énergie stockée peut être consommée ensuite par le foyer par exemple quand les panneaux solaires ne produisent plus d’énergie. Cela permet d’acheter l’électricité du réseau seulement lorsque la batterie est déchargée et d’en revendre que lorsque la batterie est complètement chargée.

Grâce aux batteries solaires, il est également possible d’être complètement autonome et de ne pas être raccordé au réseau électrique, ce qui peut être intéressant pour les sites isolés. Cependant, cette situation nécessite de s’équiper d’une puissance et d’une capacité de stockage importantes de batteries. A noter qu’évidemment dans ce cas, la revente de surplus d’électricité est impossible.

Lorsque vous choisissez des batteries pour panneaux solaires, il faut être vigilant sur les points suivants :

  • La capacité de stockage : c’est la quantité d’énergie qu’une batterie peut stocker, elle se mesure en Watt-heure (Wh) mais les fabricants peuvent aussi l’indiquer en Ampère-heure (Ah). Cette valeur est accompagnée d’une valeur de type C5, C20, C100, correspondant à un temps de déchargement (respectivement 5h, 20h et 100h).
  • La puissance délivrée en sortie par la batterie : selon sa puissance, elle délivrera un courant électrique plus ou moins puissant qui permettra d’alimenter plus ou moins d’appareils électriques.
  • Le rendement : c’est la quantité d’énergie qu’elle peut restituer face à la quantité d’énergie nécessaire à sa charge complète. En effet, une batterie ne restitue pas toute l’énergie reçue, le rendement est toujours inférieur à 100%.
  • Le nombre de cycles : L’espérance de vie d’une batterie s’exprime en nombre de cycles (charge/décharge) qu’elle peut supporter. Cette valeur varie en fonction de la marque, du modèle et du prix de la batterie.
  • La profondeur de décharge appelée le DOD (« Depth of Discharge » en anglais).
  • La capacité de charge appelée le SOC (« State of Charge » en anglais).

Pour savoir combien de batteries installer pour vos panneaux solaires, il faut prendre en compte la taille de votre installation photovoltaïque, l’utilisation que vous faites du bâtiment qui dispose de panneaux solaires et le type de batteries que vous choisissez, et non uniquement le soleil et l'ensoleillement du lieu dans lequel vous êtes.

Butagaz vous invite également à prendre en considération les possibilités de recyclage de batteries. D’ailleurs, en ce qui concerne les panneaux solaires eux-mêmes aussi (et on parle ICI).

 énergie en volt et en Wh

 

Quels sont les différents types de batteries pour panneaux solaires ?

 Il existe différents types de batteries pour panneaux solaires :

  • Les batteries au lithium
  • Les batteries en gel 
  • Les batteries AGM (Absorbed Glass Mat)
  • Les batteries à plomb ouvert 
  • Les batteries au Ferronickel

Cette liste peut vous servir de guide concernant votre choix. Cependant, le type de batterie à mettre en place dépend de la manière dont vous allez l'utiliser, de votre projet, de votre situation et de la production solaire des panneaux.

Les batteries au lithium-ion

Le lithium est la technologie la plus récente et la plus avancée. Elle ne nécessite pas d’entretien, a un meilleur rendement de charge et est légère et compacte. Elle nécessite l’utilisation d’un régulateur BMS (un système de gestion de batterie).

    • Durée de vie : 8 à 16 ans
    • 80% de DOD
    • Sensibles aux décharges profondes et aux surcharges

Les batteries en gel 

Ce type de batterie utilise une technologie avancée, et ne nécessite pas d’entretien, est étanche et résistant.

  • Durée de vie : environ 12 ans
  • Gère les décharges profondes mais sont sensibles aux surcharges
  • Adapté à un usage quotidien

Les batteries AGM

Ces batteries, qui polluent peut, sont résistantes et sans entretien particulier.

  • Durée de vie : environ 10 ans
  • Adaptée à un usage plus quotidien
  • Supportent mal les décharges profondes et les surcharges : ces phénomènes peuvent diminuer leur longévité

Les batteries à plomb ouvert

Ces batteries résistantes sont les moins chères du marché, mais nécessitent un entretien régulier.

  • Durée de vie : 10 ans
  • Adaptées à une utilisation irrégulière
  • Supportent mal les décharges profondes et les surcharges : ces phénomènes peuvent diminuer leur longévité. Il ne faut pas la vider à plus de 50% quotidiennement.
  • Doivent être conservées dans un endroit aéré et frais.

Les batteries Ferronickel ou accumulateurs nickel-fer

Ces batteries, créées en 1902 par Thomas EDISION et Waldemar Jungner sont robustes et très résistantes.

  • Durée de vie : environ 20 ans
  • Idéales pour des sites isolés
  • Peuvent être reconditionnées : grâce à un procédé technique qui consiste à remplacer l’électrolyte de la batterie usagée.

Ces types de batteries sont distincts, et il vous faut choisir celui qui convient le mieux à votre projet d’installation afin que ce dernier soit rentable.

 

rendement d'une batterie solaire

 

De nombreuses batteries pour panneaux solaires contiennent des métaux polluants, il est donc important de ne pas les jeter dans une poubelle traditionnelle et de les ramener dans un point de collecte afin qu’elles soient recyclées.

Quelle est la rentabilité des batteries pour panneaux solaires ?

 

Afin de savoir si les batteries pour panneaux solaires sont rentables, il faut prendre en compte les différentes dépenses et économies engendrées par leur utilisation. Il faut donc faire attention au :

  • Prix des batteries qui dépend de leur type et de leur durée de vie. Ainsi certaines devront être remplacées plus de fois que d’autres sur toute la durée de vie des panneaux solaires. Le prix varie également en fonction du modèle, de la marque et de la capacité de stockage.

Les chiffres clés en fonction du type de batterie :

Batterie

Lithium

Gel

AGM

Plomb ouvert

Nickel-fer

Prix moyen (€)

600-1200€

200-300€

200-300€

100-300€

2000€

Durée de vie (année)

8 à 16 ans

12 ans

10 ans

10 ans

20 ans

Nombre de cycle

3000 à 6000

 800 à 900

600 à 700

400 à 500

4000

Capacité moyenne de charge

60 Ah et 300 Ah

60 Ah à 130 Ah

100 Ah à 120 Ah

80 Ah à 100 Ah

100 Ah à 1000 Ah

Tension à la sortie

12V

12V

12V

12V

12 à 48V

DOD (%)

80%

       50%

<50%

30%

80%

 

En plus du coût de la batterie, il faut également prendre en compte un élément clé, souvent sous-estimé, qui est la différence entre le prix d’achat et le prix de de revente de l’électricité solaire.  C’est l’une des caractéristiques expliquant la grande différence de rentabilité des batteries pour panneaux solaires entre les différents pays. L’installation d’une batterie solaire n’est actuellement pas recommandée en France, mais ce n’est pas le cas partout. En effet, le système de stockage d’électricité photovoltaïque est beaucoup plus développé sur le marché allemand qu’en France car le prix de l’électricité en Allemagne est bien plus élevé, pour un tarif de revente de surplus pourtant proche. Vous pouvez visiter notre article dédié sur le sujet afin de comprendre l'évolution du prix de l'électricité en France

En France, on achète l’électricité autour de 0,17€/kWh et on revend l’électricité photovoltaïque que l’on a produit environ 0,10€/kWh pour les installations de taille inférieure ou égale à 9 kWc (plus d'informations sur notre article dédié). Pour que l’achat d’une batterie solaire soit rentable, il faudrait que le coût de stockage de cette électricité soit de moins de 0,07€/kWh, ce qui n’est pas possible au vu du prix des batteries et de leur durée de vie.

En Allemagne, les prix d’achat de l’électricité étaient autour de 0,318€/kWh en Mars 2021 et les prix à la revente de l’électricité photovoltaïque produite environ 0,094€/kWh pour les installations de moins de 10kWc. Ainsi, le stockage d’un kWh en Allemagne permet dans ce cas d’économiser un peu plus de 20c€/kWh, presque 3x plus qu’en France, ce qui rend les choses nettement plus favorables à l’installation de batteries solaires.

 

 

France (<9kWc)

Allemagne (<10kWc)

Achat €/kWh

0.17

0.318

Revente €/kWh

0.10

0.094

Bénéfice stockage €/kWh

0.07

0.224

 

Si installer une batterie solaire n’est pas toujours rentable en France pour les clients, il existe cependant une autre astuce rentable pour le stockage d’énergie produite par les panneaux solaires : le stockage thermique. Il est par exemple possible de chauffer l’eau contenue dans le ballon d’eau chaude avec le surplus d’énergie solaire en journée, c’est-à-dire de déclencher un ballon d’eau chaude quand les panneaux solaires produisent plus d’électricité que l’on en consomme. Ainsi, l’énergie est stockée sous forme thermique dans le ballon et pourra être utilisée plusieurs heures plus tard quand les panneaux solaires ne fonctionnent pas.

A noter que selon l’ADEME, environ 12% des besoins énergétiques d’un foyer sont consacrés au chauffage de l’eau sanitaire (chiffre 2019), ce qui en fait une possible « variable d’ajustement » très intéressante pour absorber les surplus.

les économies possibles avec une batterie solaire

Comment savoir si je dois changer ma batterie ?

Si vous utilisez une batterie pour stocker votre énergie, il faut s’assurer du bon fonctionnement de cette dernière. Il ne faut pas hésiter à changer votre batterie lorsque cette dernière commence à être moins performante. Nous vous conseillons de vérifier l’état de votre batterie tous les 6 mois.

Une batterie est en fin de vie si elle :

  • A perdu plus de 20% de sa capacité d’origine,
  • Ne tient plus sa tension de charge.

Concernant la partie recyclage de votre batterie, il vous faudra prendre connaissance de la réglementation la concernant. En effet, certains composants sont polluants et doivent faire l’objet d’une prise en charge spécifique.

 


 

Les batteries pour panneau solaire, les point clés à retenir :

 

  • Les batteries pour panneaux solaires ne sont pas rentables en France actuellement. Le coût des batteries devrait cependant baisser dans les années à venir, et le différentiel de prix entre l’électricité à l’achat et à la revente augmenter, ce qui permettrait de reconsidérer leur rentabilité.
  • En choisissant une batterie pour panneaux solaires, il faut faire attention à sa capacité de stockage, à sa puissance délivrée en sortie, à son rendement et à son nombre de cycles.
  •  
  • Il faut s’assurer que votre onduleur et votre chargeur soient bien paramétrés en fonction du cyclage et de la DOD. Ces informations sont fournies par le fabricant de panneaux solaires.
  • Il ne faut jamais vider complètement une batterie solaire pour rallonger la durée de vie de cette dernière.
  • Contrôler l’état de votre batterie tous les 6 mois
  • La rentabilité des batteries solaires dépend de différents critères : du prix des batteries et de la différence entre le prix d’achat et le prix de revente du surplus de l’électricité d’une installation (variable selon les pays, la puissance installée et la date d’installation).
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