Quel est le principe de fonctionnement d’une batterie solaire ?

Comment fonctionne une batterie solaire ?
Quels sont les composants d’une batterie solaire ?
Quels sont les critères de performance d’une batterie solaire ?

Une batterie solaire est un accumulateur électrochimique qui stocke l'énergie électrique produite par des panneaux photovoltaïques. Elle assure une alimentation électrique continue même lorsque les panneaux ne produisent pas, comme la nuit ou lors de conditions météorologiques défavorables. Le principe de fonctionnement d’une batterie solaire est le même que celui d’une batterie classique. Elle transforme l’énergie chimique stockée en courant électrique lors de la décharge grâce à ses composants internes.

Comment fonctionne une batterie solaire ?

Conversion du courant continu en courant alternatif

Les panneaux solaires produisent de l’électricité sous forme de courant continu (DC). Pour être utilisables par les machines professionnelles et appareils domestiques, ce courant est converti en courant alternatif (AC) par un onduleur.

Devis pour une batterie solaire

Stockage de l'énergie sous forme chimique

Lors de la charge, l'énergie électrique est transformée en énergie chimique grâce à des réactions électrochimiques au sein de la batterie. Cette énergie chimique est ensuite reconvertie en énergie électrique lors de la décharge.

Réaction électrochimique et rôle des accumulateurs

La batterie solaire est constituée d'accumulateurs électrochimiques qui stockent et libèrent l'énergie via des réactions chimiques. Ces accumulateurs assurent le cycle de charge et de décharge de la batterie. Par exemple, dans une batterie plomb-acide, le plomb et l'acide sulfurique réagissent pour stocker et libérer l'énergie.

Quels sont les composants d’une batterie solaire ?

Le fonctionnement d’une batterie solaire repose sur ces principaux composants :

Accumulateurs et électrolytes : Les accumulateurs sont les éléments de base des batteries solaires. Ils sont immergés dans un électrolyte, qui permet la conduction des ions entre les électrodes pendant les cycles de charge et de décharge. Les accumulateurs peuvent être au lithium ou au plomb, notamment les accumulateurs au plomb ouvert, à gel, ou AGM.
Energy Management System (EMS) et Battery Management System (BMS) : Ces systèmes de gestion intelligents intégrés optimisent la performance et la durée de vie des batteries solaires. L’EMS régule la distribution de l'énergie tandis que le BMS surveille l'état de la batterie et protège contre les conditions de fonctionnement extrêmes.

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Quels sont les critères de performance d’une batterie solaire ?

Les principaux types de batteries solaires sont les batteries au plomb (ouvert, AGM, gel) et les batteries lithium-ion. Pour choisir la batterie solaire adaptée, il faut tenir compte des points suivants.

Capacité et rendement des batteries solaires

La capacité de stockage d'une batterie solaire est généralement exprimée en ampère-heure (Ah) ou en kilowatt-heure (kWh). Elle indique la quantité d'énergie que la batterie peut stocker et restituer. La capacité de stockage d’une batterie solaire varie de 80 Ah à 5000 Ah selon l’usage.
La profondeur de décharge (DoD) est un indicateur de la quantité maximale d'énergie qui peut être utilisée sans endommager la batterie. Une gestion adéquate de la DoD est essentielle pour prolonger la durée de vie de la batterie.
Le rendement d'une batterie solaire, ou son efficacité énergétique, est le rapport entre l'énergie restituée et l'énergie stockée. Pour une batterie au plomb, le rendement énergétique minimal est d’environ 70%. Les batteries au lithium-ion, quant à elles, ont un rendement compris entre 85% et 95%.

Cycles de charge et de décharge

Les cycles de charge et de décharge influent sur le fonctionnement des batteries solaires. Chaque cycle complet réduit légèrement la capacité de la batterie, ce qui impacte sa durée de vie.

La durée de vie des batteries solaires est souvent exprimée en nombre de cycles de charge et de décharge qu'elles peuvent supporter avant que leur capacité ne diminue significativement. Les batteries au lithium peuvent supporter jusqu'à 10 000 cycles, tandis que les batteries au plomb varient entre 400 et 1 300 cycles selon le type.