Meilleure batterie pour panneau solaire – bien la choisir

S’équiper de batteries spécialement conçues pour ses panneaux solaires est un investissement intelligent pour le stockage d’énergie et son utilisation ultérieure. Sans batterie solaire, vous êtes dépendant du réseau électrique avec le risque en cas de panne de ne pas pouvoir utilisé l’énergie produite par vos propres panneaux solaires.

Les personnes qui souhaitent se passer du réseau électrique peuvent utiliser des batteries solaires pour emmagasiner l’énergie excédentaire et en disposer à tout moment même la nuit ou par temps nuageux. Le stockage d’énergie solaire peut également être employé pour recharger la plupart des appareils électroniques à batterie et les véhicules électriques tels que les voitures, trottinettes, bateaux…

Choisir la meilleure batterie pour vos panneaux solaires nécessite de prendre en compte de nombreux facteurs avant de prendre une décision, notamment la capacité, la puissance, l’efficacité et les coûts de la batterie. Pour vous aider à faire le bon choix, passons en revue le fonctionnement des batteries solaires, les différents types de batteries disponibles, et quelques recommandations de bons choix de batteries disponibles sur le marché.

Comment fonctionne les batteries solaires ?

En ajoutant des batteries à votre installation de panneau photovoltaïques, vous pouvez stocker l’énergie solaire produite en excédent au lieu de la renvoyer vers le réseau électrique. Si vos panneaux produisent plus d’électricité que vous n’en avez besoin, cette énergie pourra être utilisée pour recharger vos batteries.

Lorsque vos panneaux solaires ne produisent pas d’électricité, vous pouvez puiser dans l’énergie stockée quand vous en avez besoin. L’électricité n’est renvoyée au réseau que lorsque les batteries sont pleines ou n’est prélevée sur celui-ci que lorsque les batteries sont trop déchargées.

De nombreux kits de batterie solaire sont livrées avec un onduleur/convertisseur de tension pour convertir le courant continu (CC) des batteries en courant alternatif 220v (CA) afin de pouvoir l’utilisé comme du courant domestique standard.

Une installation de batterie peut être utilisée pour différents objectifs. Pour aider les personnes qui cherchent à réduire leurs coûts en électricité, à se préparer aux catastrophes ou à être complètement autonomes (hors réseau). Les maisons encore connectées au réseau électrique peuvent compenser leur consommation avec de l’énergie de secours et fonctionner sur batterie jusqu’à épuisement de leur réserve d’énergie.

C’est aussi la solution de stockage d’énergie la plus plébiscité et qui connait la plus forte croissance pour son utilisation dans les véhicules de loisirs comme les camping-car, vans, caravanes et autres véhicules aménagés pour le tourisme en autonomie (sur la route). En utilisation conjointe avec des panneaux solaires adaptés pour camping-car et caravane, c’est en effet la solution idéale à utiliser pour ces modes de déplacement.

La quantité d’électricité qu’une batterie solaire peut fournir est mesurée en kilowatts (kW). Les kilowatts-heures (kWh) désignent la quantité totale d’énergie utilisée en une heure. En France le RTE (gestionnaire du réseau de transport d’électricité) indique qu’un foyer français consomme en moyenne 420 kWh par mois, soit environ 15 kWh par jour. Avec une batterie qui fournit 2,5 kWh, vous auriez besoin de 6 ou 7 batteries pour une puissance quotidienne suffisante.

Attention tout de même au phénomène d’autodécharge. Comme les batteries s’autodéchargent, l’énergie solaire en réserve s’épuise petit à petit avec le temps. Le taux d’autodécharge dépend du type et de l’âge de la batterie. Les batteries les plus récentes s’épuisent généralement à un taux de 1 à 2 % par mois, tandis que les batteries plus anciennes peuvent s’épuiser jusqu’à 2 % par semaine.

Quels sont les types de batteries utilisés pour le solaire ?

Les batteries destinées à un usage solaire sont généralement constituées de plomb-acide ou de lithium-ion. Lors de la sélection de la meilleure batterie pour votre système solaire, il est important de comprendre la différence entre une batterie à décharge profonde/lente, une batterie au plomb classique, au plomb scellé et une batterie au lithium avant de faire votre choix. Voici quelques-unes des différences entre les batteries plomb-acide et les batteries lithium-ion :

Les batteries plomb-acide ouvertes classiques

Les batteries plomb-acide sont utilisées depuis 150 ans et sont encore couramment utilisées pour les installations solaires hors réseau. Ces batteries sont peu coûteuses, recyclables à 99 % et donc faciles à remplacer à la fin de leur cycle de vie.

C’est l’option la plus abordable pour garder en réserve ce type d’énergie renouvelable, mais elle demande plus d’entretien et de suivi pour bien durer dans le temps.

• Les batteries plomb-acide ouvertes sont conçues pour supporter des cycles de charge quotidiens.
• Elles ont comme inconvénient de dégager un gaz toxique lorsqu’elles surchauffent et doivent donc être ventilées correctement.
• Les batteries ouvertes sont idéales pour les personnes qui préfèrent être impliquées dans leur système. Ces batteries nécessitent un entretien régulier. Les plaques de chaque cellule de la batterie doivent toujours être immergées dans de l’eau déminéralisée pour fonctionner correctement (c’est pourquoi elles sont appelées batteries « noyées » ou « humides »). Vous devrez ajouter de l’eau déminéralisée tous les 1 à 3 mois pour que les plaques restent immergées. Il est judicieux de les vérifier une fois par mois.

Les batteries plomb-acide à recombinaison de gaz (VRLA)

Si vous n’êtes pas en mesure d’effectuer des contrôles réguliers, la meilleure batterie pour vos panneaux solaires est la batterie plomb-acide VRLA (gel ou AGM) qui offre ces avantages :

• Elles sont scellés et non dangereuses. Il existe 2 types de batteries à recombinaison de gaz aux caractéristiques assez similaires : AGM (Absorbent Glass Mat) et gel.
• Les batteries VRLA sont totalement autonome. Elles n’ont pas besoin d’être remplies d’eau, comme les batteries ouvertes. Pour cette raison, elles fonctionnent bien dans les lieux qui ne sont pas occupés à temps plein, comme une cabane de vacances hors réseau ou un site isolé.
• Elles sont plus sûres, car elles résistent mieux aux vibrations et aux chocs et ne dégagent quasiment pas de gaz dangereux.
• Avec un faible taux d’autodécharge, elles ne se déchargeront pas aussi rapidement en restent inactifs durant de longues périodes si personne ne l’utilise.
• Comme l’électrolyte n’est pas liquide, il n’y a pas de risque de fuite, elles résistent mieux aux vibrations et peuvent être positionné sur le côté.
• Les batteries AGM et gel existe avec la technologie Plomb-Carbone qui améliore la rapidité de chargement et augmente la durée de vie de la batterie (moins de sulfatation et une résistance à un plus grand nombre de cycles).

Attention: Il ne faut pas confondre le type VRLA avec les batteries automobiles sans entretien. Les batteries de démarrage étanches (sans entretien) utilisées dans nos voitures fonctionnent comme des batteries ouvertes (sans valve à recombinaison de gaz), mais avec une quantité prédéfinie d'électrolyte qui est calculé pour tenir la durée de vie annoncée. Ce niveau ne peut pas être renouvelé, car la batterie est totalement scellée.

Les meilleures batteries gel pour le solaire

Tournez vous vers une batterie solaire de type gel :

• Pour une utilisation dans les lieux isolés ou l’entretien est difficile ou peu fréquent (éoliennes, en montagne, alarmes, maison secondaire…)
• Si vous souhaitez une batterie durable qui pourra supporter un nombre de cycle de charge / décharge important
• Si la batterie est utilisé dans un lieu avec des conditions d’entreposage plus spécifiques (déplacement fréquent, vibrations, positionné à la verticale)

Batterie Gel Victron

Victron énergie est une marque (Hollandaise) réputée et incontournable depuis 30 ans dans le domaine du stockage de l’énergie solaire. Leurs batteries gel sont de qualité et garantie 2 ans. Pour le solaire, c’est dans leur gamme de batteries gel Deep cycle qu’il faut se tourner

• Utilisation de grilles au plomb-calcium et de matériaux de grande pureté
• Durée de vie moyenne de 5 ans à 20°C
• 500 cycles à 80 % de décharge
• 1800 cycles à 30 % de décharge
• Gamme 12v allant de 60 Ah (720 Wh) à 265 Ah (3.18 kWh)
• Tarif de 180€ à 800€
• Coût moyen du kWh d’environ 210 € (calculé sur batterie de 220 Ah)

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Batterie Gel Ultracell

Ultracell est un fabricant britannique spécialisé dans les batteries stationnaires au plomb étanche (batteries VRLA). Leurs batteries Gel ont bonne réputation et sont aussi bien utilisées par des professionnelles que par des particuliers. La marque propose une gamme complète UGC SOLAR dédiée au solaire de 2V, 6V et 12V.

• Bon rapport qualité-prix
• Coût moyen du kWh environ 180€ (calculé sur batterie de 200 Ah)
• Gamme 12v de 7 Ah à 275 Ah
• Durée de vie moyenne de 5 ans à 20°C
• 600 cycles à 80% de décharge (à vérifier)
• 1500 cycles à 30% de décharge

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Batterie Gel SONNENSCHEIN

SONNENSCHEIN est une marque allemande reconnue du groupe Exide (premier fabricant mondial de batteries plomb). La gamme SONNENSCHEIN Solar est spécialement conçue pour répondre aux applications en énergie renouvelable.

• Coût moyen du kWh environ 240€ (calculé sur batterie 130 Ah)
• Fabriqué en Allemagne par la marque à l’origine de la batterie gel
• Garantie 1 an
• Gamme 12v de 6.6Ah à 230Ah
• Durée de vie estimée à 6/7 ans – jusqu’à 2500 cycles en utilisation solaire à 20°C (Test Norme IEC 60896)
• Très bonne résistance dans le temps (jusqu’à 5000 cycles selon la profondeur de décharge)
• 1000 cycles à 80 % de décharge
• 1600 cycles à 50 % de décharge
• 4000 cycles à 20 % de décharge

Les batteries au lithium

Les batteries au lithium sont une technologie plus récente qui a fait son apparition sur le marché dans les années 1970. Elles sont très courantes dans les ordinateurs portables et dans la totalité des appareils mobiles nomades. Ce n’est qu’assez récemment qu’elles sont devenues plus populaires dans le secteur des énergies renouvelables. La puissance des nouvelles batteries lithium en particulier celles équipés de cellules Lithium Fer Phosphate LifePO4 permet aujourd’hui à certaine marques de proposer des générateurs solaires capable de rivaliser avec des groupes électrogènes thermiques.

Aujourd’hui on retrouve même ces batteries plus légères et compactes directement à l’arrière de certains panneaux solaires plug and play.

Les batteries au lithium sont encore pour le moment la solution la plus chère, mais plusieurs avantages justifient ce prix élevé :

• Une durée de vie plus longue (15 ans)
• Pas d’entretien
• Utilisation plus efficace de l’énergie
• Plus grande capacité de réserve utilisable (décharges profondes)
• Moins encombrante et plus légère
• Pas de dégagement de gaz/ventilation

Batterie lithium Victron Superpack

Victron propose une gamme de batterie lithium fer phosphate (LifePO4) avec un bon raport qualité-prix. Leurs batteries sont vendus avec BMS intégré ou en version Smart avec une fonction Bluetooth pour contrôler son état (alarmes et tension des cellules).

• Efficacité énergétique aller-retour de 92 % (contre seulement 80% sur une batterie plomb moyenne)
• Large plage de température d’exploitation (-20°C/+50°C)
• 70 % de gain de place et 70 % de gain de poids
• Gamme 12,8v allant de 50 Ah à 200 Ah
• Durée de vie : 5000 cycles (DOD 50%), 2500 cycles (DOD 80%)
• Existe en version avec ou sans BMS intégré + interrupteur.
• Connexion en parallèle possible.
• Coût moyen du kWh : – 750 € sur Victron 100 Ah (avec BMS intégré) – 915 € (version Smart 100 Ah).

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Batterie TN POWER lithium fer

Un peu près similaire aux batteries lithium de chez Victron. La marque TN Power est une bonne alternative pour s’équiper en réduisant légèrement les coûts. TN Power appartient au Groupe Tianneng qui est une entreprise leader dans la nouvelle industrie chinoise des batteries pour moteur électrique.

• Jusqu’à 40-50% plus légère que des batteries acides
• Plage de température plus large: de -20°C à 60°C
• Installation en série jusqu’à 51.2V et 2 en parallèles.
• Protection automatique intégrée contre les surcharges, les décharges excessives, les surintensités et les températures excessives
• Durée de vie > à 5000 cycles de charge et de décharge à 50%.
• Coût moyen du kWh de 622 € (calcul sur batterie TN POWER 100 Ah)

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Aperçu des différents types de batteries solaires

Les caractéristiques à comparer pour choisir une batterie solaire

Lorsque vous examinez vos options de batteries solaires, vous devez comparer chaque type de batterie en fonction de sa capacité (Wh/kWh), de son taux de décharge maximale (DoD), de son efficacité en cycle et de son autonomie afin de trouver les meilleures batteries pour l’énergie solaire en fonction des exigences de votre système.

Assurez-vous de bien vérifier les éléments suivants :

La capacité

La capacité est la quantité totale d’énergie électrique qu’une batterie peut contenir. Cette puissance est mesurée en Ampère heure (Ah) ou kilowatt heure (kWh). La mesure en kWh est plus précise, car elle est totalement indépendante du voltage contrairement à l’Ah. Pour convertir des Ah en kWh multiplié cette valeur par la tension.

Exemple : une batterie 1000 Ah de 12v peut produire 12 000 kWh alors qu’une batterie de 1000 Ah de 24v en donne 24000 kWh.

Le taux de décharge maximale

La profondeur de décharge (DoD) indique la capacité de la batterie qui peut être réellement utilisée (sans endommager la batterie). Plus la profondeur de décharge est élevée, plus vous utiliserez la capacité de la batterie. Votre profondeur de décharge doit généralement être d’au moins 40 % ou plus.

Le taux de décharge max est très important sur les batteries solaires, car contrairement aux batteries de démarrage automobiles celles-ci ont besoin de puiser le plus possible dans leur réserve pour fonctionner de manière pratique et économique.

• C’est la batterie de type lithium qui est la championne dans cette catégorie. Elle supporte mieux les décharges profondes (jusqu’à 100%) et/ou prolongées que tout type de batterie plomb-acide.
• Le taux de décharge max est proche de 100% sur les batteries gel. Il faut toutefois noter qu’une fréquence trop importante de décharges profondes ou prolongées aura une influence néfaste sur la durée de vie de toutes batteries de type plomb acide.
• Par rapport aux batteries plomb acide classique, la technologie AGM supporte assez bien les décharges profondes, leur DOD est proche de 80%.
• Les batteries solaires ouvertes standard (à plaques minces) sont les moins résistantes aux décharges profondes et/ou prolongées. Elles commencent à se détériorer plus rapidement à partir de 30 % de décharge fréquente et peuvent être définitivement endommagées au-delà. Il existe des batteries ouvertes à plaques tubulaires plus résistantes.

L’efficacité énergétique charge / décharge

C’est la différence entre la quantité d’énergie utilisée pour la charger et la quantité d’énergie disponible. Une efficacité aller-retour plus élevée est généralement plus économique. Vous devriez rechercher une efficacité énergétique d’environ 80 %.

Pour mieux comprendre le concept d’efficacité de rendement énergétique, considérons cet exemple : si votre batterie peut contenir jusqu’à 10 kWh de puissance, mais que vous ne pouvez en utiliser que 8 kWh, votre batterie a une efficacité de 80 %. Si vous recherchez la meilleure batterie solaire, procurez-vous-en une avec l’efficacité énergétique la plus élevée.

La durée de vie

La capacité de la batterie à emmagasiner la charge diminue avec le temps et, à terme, vous vous rendrez compte qu’elle n’est plus capable de contenir autant d’énergie que lorsqu’elle était neuve. Après des années d’utilisation, en fonction de sa qualité, la batterie peut cesser complètement de se charger.

En général, les batteries qui nécessitent une période de rodage plus longue avant d’atteindre leur capacité maximale ont une durée de vie plus longue que celles qui ont une capacité initiale élevée.

Si sans l’absolu ce sont les batteries lithium qui ont la meilleure durée de vie (pouvant dépasser les 15 ans). Certaines batteries ouvertes haut de gamme à plaques tubulaires (OPzS) peuvent les égaler si elles sont utilisées de manières optimales (avec un entretien fréquent).

La garantie

Les fabricants offrent une large gamme de garanties, selon la marque ainsi que le type de batterie. Les batteries au plomb ont généralement une période de garantie plus courte (de 6mois à 2 ans) par rapport aux batteries lithium-ion plus chères, qui peuvent être couvertes jusqu’à 10 ans ou plus.

Le coût

Le tarif d’une batterie solaire est peut-être l’un des facteurs les plus importants à prendre en compte avant d’effectuer l’achat. Vous devrez trouver un équilibre entre le prix et la qualité lorsque vous déciderez de la batterie solaire à acheter. Les plus petites coûtent entre 200 et 2 000 €. Cependant, une batterie de grande taille spécifiquement conçu pour le stockage d’énergie solaire résidentiel peut coûter jusqu’à 6 000 € ou plus.

Lorsque vous comparez les prix des batteries solaires, vous devez tenir compte du coût par kWh (kilowatt heure), qui varie de 250 € à 1000 € par kWh en 2022.

Exemple de tarif relevé en juillet 2022 :

• Batterie solaire lithium : 896 € / kWh à 1467 € / kWh
• Batterie solaire gel : 220€ / kWh à 500€ / kWh
• Batterie solaire AGM : 210€ / kWh à 255€ / kWh
• Batterie solaire plomb acide ouverte tubulaire (OPzS) : 125€ / kWh à 300€ / kWh