Les batteries jouent un rôle crucial dans une installation solaire. Elles stockent l'énergie excédentaire produite lors des pics d'ensoleillement et prennent le relais lorsque la production diminue. La batterie LiFePO4 est l'une des solutions les plus courantes pour l'énergie solaire.
En matière de batteries, les batteries au plomb, AGM et lithium-ion dominent le marché. Les batteries au plomb sont économiques, mais moins performantes que les batteries lithium-ion. Les batteries LFP sont performantes et relativement abordables comparées aux batteries de haute technologie. Ce guide vous présente tout ce que vous devez savoir sur les batteries solaires LiFePO4.
Qu'est-ce qu'une batterie solaire LiFePO4 ?
Les batteries LFP figurent parmi les meilleures options. Le terme « LiFePO4 » signifie phosphate de fer lithié, le matériau de base utilisé dans les cellules de ces batteries. Ces batteries offrent une densité énergétique plus élevée et une durée de vie plus longue. De ce fait, elles sont particulièrement efficaces pour le stockage de l'énergie solaire.
Contrairement aux batteries plomb-acide traditionnelles, les batteries lithium-ion sont plus légères, plus sûres et nécessitent moins d'entretien. Elles sont idéales pour les véhicules électriques, les stations de recharge portables, les camping-cars et les applications marines.
- Les batteries lithium-ion peuvent effectuer plus de 3000 cycles, soit plus de 10 fois la durée de vie des batteries au plomb.
- Fournit de l'énergie avec une perte minimale et maximise votre utilisation de l'énergie solaire
- Chimiquement stable, réduisant ainsi le risque de surchauffe ou d'incendie
- Ils n'ont pas besoin d'être remplis d'eau ni de recharger pour l'égalisation.
- Elles sont beaucoup plus compactes que les batteries au plomb.
- Elles sont plus performantes à basses températures que beaucoup d'autres compositions chimiques, même si le froid extrême peut tout de même réduire temporairement leur capacité.
Des limitations ?
Les batteries solaires LiFePO4 sont plus chères que les batteries au plomb. Cependant, elles ne nécessitent aucun entretien régulier, comme le remplissage d'eau. De plus, elles offrent une profondeur de décharge (DoD) plus élevée, ce qui permet généralement d'utiliser une plus grande partie de l'énergie stockée. Ainsi, leur coût initial plus élevé est généralement amorti sur le long terme.
Comment fonctionne une batterie solaire LiFePO4 ?
Une batterie LiFePO4 fonctionne de manière similaire aux autres batteries. Lors de la charge, elle stocke de l'énergie en déplaçant les ions lithium.+ Les ions — ces ions font la navette entre la cathode et l'anode. Lors de la décharge, ces ions retournent à la cathode.
Dans une installation solaire, une batterie LiFePO4 sert de réservoir. Elle est reliée aux panneaux solaires par un onduleur. Durant la journée, les panneaux solaires produisent de l'électricité. L'onduleur traite cette électricité et la distribue aux appareils de votre maison. L'énergie restante est stockée dans la batterie.
Lorsque la luminosité diminue ou la nuit, la batterie libère l'énergie stockée pour alimenter votre maison ou vos appareils. Votre maison reste ainsi alimentée en toute fiabilité, de jour comme de nuit.
Choisir la meilleure batterie au lithium pour l'énergie solaire
Il existe différents types de batteries, chacune présentant ses propres caractéristiques. Sans connaissances approfondies, vous risquez de choisir un modèle inadapté ou de mauvaise qualité. C'est pourquoi il est crucial de bien choisir sa batterie LiFePO4 pour l'énergie solaire.
Pour faire le meilleur choix, il est essentiel de comprendre plusieurs facteurs clés qui influent directement sur la durée de vie des batteries LiFePO4. Choisir la meilleure batterie garantit également la compatibilité globale du système.
Calculez vos besoins énergétiques
Avant de choisir une batterie au lithium, il est indispensable de calculer votre consommation énergétique quotidienne. Dressez la liste de tous vos appareils électriques et de leur consommation. Vous trouverez la puissance (en watts) indiquée à l'arrière de chaque appareil. Multipliez ensuite cette puissance par la durée d'utilisation quotidienne (en heures) pour obtenir la consommation énergétique totale. Vous pourrez ainsi déterminer la capacité de batterie nécessaire, exprimée en kilowattheures (kWh).
Il existe de nombreuses raisons de choisir la bonne capacité de batterie. Toutefois, la plus importante est d'éviter une sous-performance. Cela permet également de réduire les coûts d'installation globaux.
Une batterie sous-dimensionnée peut entraîner des décharges profondes fréquentes, ce qui risque de réduire sa durée de vie. À l'inverse, une batterie surdimensionnée augmente le coût d'installation. Il est donc recommandé de calculer la taille globale de votre batterie solaire LiFePO4.
Système de gestion de batterie (BMS)
Un système de gestion de batterie (BMS) est essentiel pour toute batterie LiFePO4 destinée à l'énergie solaire. Le BMS surveille généralement la tension, le courant, la température et l'état de charge. Il protège principalement la batterie contre la surcharge, la décharge profonde et la surchauffe.
Les onduleurs hybrides sont équipés d'un système de gestion de batterie (BMS) intégré, qui vous permet de surveiller les performances de votre batterie.
Qualité et type cellulaires
La qualité des cellules influe directement sur les performances d'une batterie LiFePO4. Les cellules de grade A offrent généralement une meilleure homogénéité et une capacité plus élevée. En revanche, les cellules de mauvaise qualité peuvent entraîner un déséquilibre et des défaillances prématurées.
De plus, il existe différents formats de cellules, comme les cellules prismatiques et cylindriques. Les cellules prismatiques sont couramment utilisées dans les batteries LiFePO4 pour les systèmes solaires. Elles offrent une densité énergétique plus élevée et une intégration plus facile.
Durée de vie du cycle et profondeur de décharge (DoD)
La durée de vie des batteries correspond généralement au nombre de cycles de charge possibles avant que leurs performances optimales ne cessent d'être atteintes. Plus la durée de vie des batteries est élevée, plus leur durée d'utilisation est longue.
En revanche, la profondeur de décharge (DoD) indique la quantité d'énergie maximale que la batterie peut fournir en toute sécurité. La plupart des batteries au lithium offrent une DoD comprise entre 80 et 90 lB/m³.
Tension et compatibilité
Lors de l'installation d'une batterie au lithium pour un système solaire, il est essentiel de tenir compte de sa tension. Les tensions couramment utilisées pour ces batteries sont 12 V, 24 V et 48 V. Les batteries de tension inférieure, comme celles de 12 V ou 24 V, nécessitent un plus grand nombre d'unités pour alimenter un même système. Veuillez consulter le tableau ci-dessous.
| Charge système | 12V | 24V | 48V |
| 10 kW | 20 à 25 unités | 10 à 12 unités | 5 à 6 unités |
| 5 kW | 10 à 12 unités | 5 à 6 unités | 3 unités |
| 2 kW | 4 à 5 unités | 2 à 3 unités | 1 unité |
Il est important de noter que le nombre d'unités nécessaires dépend également de la capacité de la batterie (Ah). Une capacité plus élevée permet de réduire le nombre d'unités requises pour une même charge système. La plupart des batteries solaires LiFePO4 12 V offrent une capacité de 100 Ah. En revanche, les batteries 48 V peuvent offrir une capacité de 100 à 300 Ah.
Combien coûte une batterie LiFePO4 pour l'énergie solaire ?
Le coût d'une batterie lithium-ion pour l'énergie solaire peut varier de $ 400 à plus de $ 800. Plusieurs facteurs expliquent cette variation de prix. Premièrement, la capacité et la tension de la batterie influent directement sur le nombre d'unités et, par conséquent, sur le coût total. De plus, le système de gestion de batterie (BMS), les certifications et la garantie peuvent également impacter le prix.
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