Choisir la bonne batterie solaire pour une installation hors-réseau : quels facteurs faut-il prendre en compte ?

Choisir la bonne batterie solaire pour une installation hors-réseau : quels facteurs faut-il prendre en compte ?

Dans le domaine des systèmes hors réseau, les batteries solaires jouent un rôle crucial en assurant le stockage et la disponibilité de l’énergie solaire. Cependant, choisir la bonne batterie solaire peut être un défi, car il existe de nombreux facteurs à prendre en compte pour garantir des performances optimales.  

Fabricants d’installations solaires ou équipementiers, cet article vous guidera à travers les facteurs clés à considérer lors de la sélection d’une batterie solaire adaptée à votre système hors réseau. 

Les facteurs techniques à prendre en compte pour sélectionner la bonne batterie solaire pour une installation hors-réseau 

Technologie de la batterie 

Différentes technologies de batteries solaires sont disponibles sur le marché : les batteries au plomb, au nickel-hydrure métallique (NiMH), au lithium-ion etc.  

En plus de leur coût, chaque technologie dispose de ses propres caractéristiques en matière de résistance aux conditions extérieures, de densité énergétique ou encore de durée de vie. Le choix de la bonne technologie dépend donc de plusieurs éléments notamment des performances attendues de la batterie. 

  • Durée de vie plus longue et haute densité énergétique : Si votre objectif est d’optimiser la durée de vie de la batterie, c’est à dire le nombre de cycles charge/décharge, il convient de tourner son choix vers une batterie solaire au lithium-ion plus précisément le Lithium Fer Phosphate (LiFePO4). Ce type de batterie dispose d’une durée de vie 10 fois supérieure à celle d’une batterie au plomb.  

En plus de leur longue durée de vie, les batteries LiFePO4 offrent également une haute densité énergétique, c’est à dire la quantité d’énergie pouvant être stockée dans un même volume est beaucoup plus importante. À titre comparatif, une batterie solaire LiFePO4 possède une densité énergétique 3 fois supérieure à celle d’une batterie solaire au plomb.  

Aujourd’hui, la technologie lithium LiFePO4 est la plus performante dans le secteur de l’énergie solaire et est utilisée par Belios pour la conception de ses batteries solaires Longlife 

  • Tolérance aux conditions environnementales extrêmes : Les installations solaires hors-réseau sont souvent exposées à des conditions environnementales hostiles telles que des températures extrêmes, des vibrations et une humidité élevée. Le choix d’une batterie solaire dotée d’une bonne tolérance à ces conditions permet de garantir sa fiabilité, ses performances et sa durée de vie.  Ce choix est d’autant plus crucial lorsque l’installation solaire dans laquelle la batterie est embarquée est située dans une zone géographique isolée, chaude ou humide (pays du Moyen-Orient, d’Afrique, régions isolées etc). Par exemple, la durée de vie d’une batterie lithium-ion est divisée par 2 à 3 lorsqu’on passe d’une utilisation à 25°C à une utilisation à 45°C. 

Les batteries au NiMH (Nickel-hydrure métallique) telles que les batteries solaires Xtreme de Belios sont les plus adaptées pour ce type d’installations. Elles résistent parfaitement aux températures variant entre –25° et +80° par rapport aux batteries au plomb qui ne peuvent supporter des températures au-delà de +40°.  

Efficacité de charge et de décharge 

L’efficacité de charge et de décharge d’une batterie solaire est un facteur clé à considérer. Un convertisseur avec un rendement élevé convertira une plus grande quantité d’énergie solaire en énergie stockée, permettra de maximiser l’utilisation de l’énergie solaire et de réduire les pertes.  

La recharge d’une batterie solaire est effectuée via un ou plusieurs panneaux solaires. L’énergie produite par les panneaux solaire est ensuite transformée puis stockée dans la batterie grâce à un régulateur de charge solaire qui a pour rôle d’optimiser la quantité d’énergie produite par le panneau solaire. Il existe deux types de régulateurs solaires : le PWM (Pulse Width Modulation) et le MPPT (Maximum Power Point Tracker) avec chacun des caractéristiques propres.  

Le MPPT est la version la plus évoluée et permet de maximiser la performance d’un panneau solaire en l’aidant à fonctionner à la tension idéale pour produire une puissance de sortie maximale. Le MPPT permet d’augmenter la puissance extraite du panneau solaire de l’ordre de +30% à 40% par rapport à un régulateur solaire PWM.  

Cette intelligence du MPPT permet à Belios de proposer des solutions performantes. Chacune de nos batteries solaires embarque une carte électronique S.L.I.M intégrant un module MPPT.  

Gestion de l’énergie et sécurité de la batterie 

Certaines batteries solaires sont équipées d’un système de gestion dit Battery Management System intégré. Ce système permet de monitorer la batterie en temps réel notamment la température et la tension de ses cellules ou encore son état de santé. Il prévient ainsi les risques de surcharges, de décharges profondes excessives et les courts-circuits.  

En tant que fabricant d’installations solaires, considérer la présence d’un BMS dans la batterie que vous sélectionnez permet de vous assurer d’une batterie sécurisée et qui dispose des fonctionnalités nécessaires au bon fonctionnement de vos solutions.  

Pour répondre à cette nécessité, Belios intègre un module BMS dans chacune de ses batteries solaires. Ce module renferme une intelligence logicielle développée par notre bureau d’études et adaptée à chacune de nos batteries solaires.  

Choisir un fabricant de batterie solaire qualifié  

Quelle que soit les installations solaires à alimenter (lampadaires solaires, caméras de surveillance, panneaux d’affichage etc), il est important de confier la conception de ses batteries à un industriel expert en énergie solaire.  

Ce professionnel doit être en mesure de sélectionner la technologie de batterie la plus adéquate en fonction de vos besoins et de l’accompagner de A à Z pour le développement d’une solution performante, tout en un.  

Toutes les batteries Belios sont conçues en interne par un centre R&D dédié. Cela permet à Belios de répondre à toutes vos exigences techniques et de suivre le processus de fabrication de vos batteries jusqu’à leur industrialisation (petite à grande série) dans notre usine située près de Bordeaux.  

Spécialisé dans le solaire, Belios bénéficie de l’expertise de sa société mère Neogy pour la conception de batteries et systèmes mais aussi des expertises des autres sociétés du groupe Startec Energy, auquel elle appartient : BMS PowerSafe pour le développement de cartes BMS et Clairitec, bureau d’études en électronique. 

Echangez avec un expert Belios pour en savoir plus sur notre accompagnement pour le développement de vos batteries solaire.  

Batteries solaires : quelles différences entre le Plomb, le Ni-MH et le Lithium-ion ?

Batteries solaires : quelles différences entre le Plomb, le Ni-MH et le Lithium-ion ?

Les batteries solaires jouent un rôle clé dans le stockage de l’énergie produite par les panneaux photovoltaïques. Ces solutions permettent de stocker l’énergie pour l’alimentation et le fonctionnement autonome d’installations solaires : éclairage, panneaux d’affichage, feux de circulation etc.  

Plusieurs technologies et électrochimies peuvent être utilisées pour la conception d’une batterie solaire. Cependant, les batteries solaires les plus fréquentes sont constituées de Plomb, de Ni-MH et très récemment de Lithium-ion.  

Batteries solaires au Plomb : une technologie limitée  

Le Plomb est une électrochimie historiquement utilisée pour la conception de batterie. La batterie au Plomb est constituée de plaques en Plomb et en plastique qui sont immergées dans un électrolyte, généralement de l’acide sulfurique. Les plaques de Plomb et de plastique forment les électrodes positives et négatives de la batterie.  

Les avantages des batteries solaires au Plomb 

  • Fiabilité : Les batteries Plomb-acide sont fiables et peuvent avoir une durée de vie de plusieurs années lorsqu’elles sont utilisées et entretenues correctement. 
  • Coût faible : Les batteries Plomb-acide sont souvent les plus abordables parmi les différents types de batteries solaires, ce qui les rend plus compétitives aux yeux des acheteurs cherchant une batterie peu coûteuse.  

Les limites du Plomb  

  • Entretien régulier requis : Les batteries Plomb-acide nécessitent un entretien régulier pour fonctionner de manière optimale, ce qui peut être fastidieux et coûteux.  
  • Gaz toxiques : Les batteries Plomb-acide peuvent produire des gaz toxiques lorsqu’elles sont en décharge profonde c’est à dire une décharge de plus de 80% de leur capacité énergétique, ce qui peut être dangereux pour la santé et l’environnement. 
  • Poids : Les batteries Plomb-acide sont lourdes et encombrantes, ce qui peut poser des problèmes pour le transport et l’installation selon la place disponible. 

Batteries solaires Ni-MH : Une technologie couramment utilisée 

Le Ni-MH (Nickel-Metal Hydrure) est une technologie de batterie qui utilise un alliage d’hydrure métallique comme matériau d’anode, du nickel oxyhydroxide comme matériau de cathode et un électrolyte alcalin pour permettre la circulation des ions.  

Cette technologie de batterie s’est démocratisée dans le temps pour pallier les limites du Plomb en offrant une alternative plus performante et durable. Aujourd’hui, le Ni-MH est largement utilisé pour la conception de batteries solaires en raison de ses avantages.  

Les points forts du Ni-MH  

  • Adaptées aux conditions de températures extrêmes : La première particularité Ni-MH est sa capacité à résister aux conditions difficiles (entre -25°C et +80°C). Cette caractéristique permet aux batteries solaires fabriquées avec du Ni-MH d’être installées dans des régions humides ou chaudes tels que certains pays d’Afrique, d’Asie ou encore du Moyen-Orient.  
  • Meilleure durée de vie que les batteries solaires au Plomb : Les batteries solaires Ni-MH ont une durée de vie plus longue que les batteries Plomb, ce qui signifie qu’elles nécessitent d’être remplacées moins fréquemment et permettent un fonctionnement optimal sur le long terme lorsqu’elles sont bien entretenues. 
  • Moins d’entretien requis : Les batteries Ni-MH nécessitent moins d’entretien que les batteries au Plomb, ce qui peut être un avantage pour minimiser les coûts. 
  • Facilement transportables : L’un des avantages majeurs des accumulateurs Ni-MH est que leur transport aérien, terrestre ou maritime est très simple comparé à d’autres technologies telles que le lithium. Leur transport n’est pas soumis à une réglementation spécifique car elles ne sont pas considérées comme des “matières dangereuses”. 

Au-delà de leurs avantages, les batteries solaires Ni-MH sont aujourd’hui concurrencées par des technologies plus modernes et prometteuses.  

Les batteries solaires lithium-ion : Une technologie prometteuse 

Comparée au Ni-MH, la démocratisation du lithium-ion dans le solaire est plus récente. Le Lithium-ion offre généralement de meilleures performances que ses prédécesseurs Plomb et Ni-MH et permet de répondre à de nouveaux besoins en termes de stockage d’énergie solaire.  

Parmi la multitude de catégories de lithium-ion sur le marché, les batteries LiFePO4 (Lithium Fer Phosphate) sont celles qui sont le plus utilisées. 

Points forts du LiFePO4 :  

  • Haute densité d’énergie : Les batteries LiFePO4 ont une densité d’énergie très élevée, ce qui les rend plus efficaces pour le stockage d’énergie solaire. Elles disposent d’une densité énergétique 3 fois supérieure à celle d’une batterie au Plomb par exemple.  
  • Durée de vie plus longue : Les batteries LiFePO4 ont une durée de vie 10 fois supérieure à celle d’une batterie au Plomb et ce sans diminution de performance. Leur durée de vie est également plus élevée que celle d’une batterie Ni-MH. 
  • Intelligence embarquée : Comme pour toutes batteries lithium, les batteries solaires LiFePO4 disposent d’une carte BMS (Battery Management System) intégrée. Cette carte électronique de gestion permet de réguler le fonctionnement de la batterie en optimisant les temps de charge et de décharge, en la protégeant contre divers risques (surtension, court-circuit, sous-tension etc) et en optimisant ses performances sur le long terme.  

Pour conclure, le choix de la technologie de batterie solaire dépend des besoins du client sur son projet. La batterie solaire Ni-MH est une solution efficace pour équiper un lampadaire solaire situé dans une zone à forte chaleur. Cependant, pour alimenter un panneau d’affichage extérieur qui fonctionne 24h/24 – 7j/7, la batterie LiFePO4 est une alternative à privilégier en raison de sa haute densité énergétique.  

Belios accompagne les industriels et équipementiers dans la sélection de la batterie la plus adaptée à leurs besoins et à leur projet. De la conception sur-mesure à la production industrielle :  Belios développe votre batterie solaire.   

Vous souhaitez avoir plus d’informations sur les batteries solaires Belios ou nous confier votre projet ? Echangez avec nos experts