Comment fonctionne une batterie solaire ?

Les batteries solaires peuvent être un ajout important à votre système d'alimentation solaire. Ils vous aident à stocker l'électricité excédentaire que vous pouvez utiliser lorsque vos panneaux solaires ne produisent pas suffisamment d'énergie et vous offrent plus d'options pour alimenter votre maison.

Si vous vous demandez comment fonctionne la batterie solaire, cet article vous expliquera ce qu'est une batterie solaire, la science de la batterie solaire, comment les batteries solaires fonctionnent avec les systèmes d'énergie solaire et les avantages généraux de l'utilisation du stockage de la batterie solaire.

Qu'est-ce qu'une batterie solaire ?

La batterie solaire est un appareil que vous pouvez ajouter à votre système d'alimentation solaire pour stocker l'électricité excédentaire générée par vos panneaux solaires. Vous pouvez ensuite utiliser cette énergie stockée pour alimenter votre maison lorsque vos panneaux solaires ne produisent pas suffisamment d'électricité, y compris les nuits, les jours nuageux et les pannes de courant.

Le but des batteries solaires est de vous aider à utiliser davantage l'énergie créée par vos panneaux solaires. Si vous n'avez pas de stockage sur batterie, tout excès d'électricité de votre énergie solaire est acheminé vers le réseau, ce qui signifie que vos panneaux solaires produisent de l'électricité et la fournissent à d'autres personnes sans tirer pleinement parti de l'électricité que vos panneaux solaires créent en premier.

La science des batteries solaires

Les batteries lithium fer phosphate (batteries LiFePO4) sont les batteries solaires les plus populaires actuellement sur le marché. Il s'agit de la même technologie utilisée pour les smartphones ou autres batteries high-tech. Les batteries lithium fer phosphate (LiFePO4) fonctionnent par une réaction chimique qui stocke l'énergie chimique avant de la convertir en énergie électrique. La réaction se produit lorsque les fers au lithium libèrent des électrons libres, et ces électrons circulent de la cathode chargée négativement vers l'anode chargée positivement.

L'électrolyte au sel de lithium est un liquide à l'intérieur de la batterie, qui encourage et améliore ce mouvement en fournissant les fers positifs nécessaires pour équilibrer la réaction. Le flux d'électrons libres génère le courant dont les gens ont besoin pour utiliser l'électricité.

Lorsque vous tirez de l'électricité de la batterie, les fers au lithium refluent à travers l'électrolyte vers l'électrode positive. Dans le même temps, les électrons se déplacent de l'électrode négative à l'électrode positive par le circuit externe, alimentant l'appareil branché.

Les batteries de stockage d'énergie solaire domestiques combinent plusieurs cellules de batterie en fer avec une électronique sophistiquée qui régule les performances et la sécurité de l'ensemble du système de banque de batteries solaires. Ainsi, les batteries solaires fonctionnent comme des batteries rechargeables qui utilisent la puissance du soleil comme entrée initiale qui démarre tout le processus de création d'un courant électrique.

Comparaison des technologies de stockage sur batterie

En ce qui concerne les types de batteries solaires, il existe deux options courantes : les batteries au lithium-phosphate de fer (LiFePO4) et les batteries au plomb. Les fabricants de panneaux solaires préfèrent les batteries au lithium-phosphate de fer (LiFePO4) car elles peuvent stocker plus d'énergie, conserver cette énergie plus longtemps que les autres batteries et avoir une profondeur de décharge plus élevée. Aussi connue sous le nom de DoD, la profondeur de décharge est le pourcentage auquel les batteries peuvent être utilisées, par rapport à leur capacité totale. Par exemple, si une batterie a un DoD de 95 %, elle peut être utilisée en toute sécurité jusqu'à 95 % de sa capacité avant de devoir être rechargée.

Batterie lithium-fer-phosphate (LiFePO4)

Comme mentionné précédemment, les fabricants de batteries préfèrent les technologies de batteries au lithium-fer-phosphate pour leur plus haut DoD, leur durée de vie fiable et leur capacité à contenir plus d'énergie pour des tailles plus longues et plus compactes. Cependant, en raison de ces nombreux avantages, les batteries au lithium-phosphate de fer (LiFePO4) sont également plus chères que les batteries au plomb.

Batterie au plomb

Les batteries au plomb (la même technologie que la plupart des batteries de voiture) existent depuis de nombreuses années et ont été largement utilisées dans les systèmes de stockage d'énergie domestique pour les options d'alimentation hors réseau. prix, leur popularité s'estompe progressivement en raison du faible DoD et des durées de vie plus courtes.

Stockage à couplage CA et stockage à couplage CC

Le couplage fait référence à la façon dont vos panneaux solaires sont câblés à votre système de stockage de batteries, et les options sont soit le couplage en courant continu (CC) soit le couplage en courant alternatif (CA). La principale différence entre les deux est le trajet de l'énergie électrique produite par le panneau solaire.

Les cellules des panneaux solaires produisent de l'électricité CC, et l'électricité CC doit être convertie en électricité CA avant de pouvoir être utilisée par votre maison. Cependant, les batteries solaires ne peuvent stocker que de l'électricité en courant continu, il existe donc différentes façons de connecter les batteries solaires à votre système d'alimentation solaire.

Stockage couplé CC

Avec le couplage CC, l'électricité CC produite par les panneaux solaires passe par le contrôleur de charge solaire, puis directement dans les batteries solaires. Il n'y a pas de changement de courant avant le stockage, et la conversion du courant continu en courant alternatif ne se produit que lorsque les batteries fournissent de l'électricité à votre domicile ou retournent dans le réseau.

Les batteries de stockage couplées au courant continu sont plus efficaces car l'électricité ne doit passer du courant continu au courant alternatif qu'une seule fois. Cependant, le stockage à couplage CC nécessite généralement une installation plus complexe, ce qui peut augmenter le coût initial et allonger le délai d'installation global.

Stockage couplé AC

Avec le couplage AC, l'électricité DC générée par les panneaux solaires passe d'abord par un onduleur pour être convertie en électricité AC pour une utilisation quotidienne par les appareils domestiques. Ce courant alternatif (AC) peut également être fourni à un onduleur séparé pour être reconverti en courant continu (DC) pour le stockage dans le banc de batteries solaires. Lorsqu'il est temps d'utiliser l'énergie stockée, l'électricité sort des batteries et retourne dans un onduleur pour être reconvertie en courant alternatif pour votre maison.

Avec le stockage couplé au courant alternatif, l'électricité est inversée trois fois séparément, l'une lors du passage des panneaux solaires à la maison, une autre lors du passage de la maison au stockage de la banque de batteries et une troisième fois lors du retour du stockage des batteries dans le loger. Chaque inversion entraîne des pertes d'efficacité, de sorte que le stockage couplé en courant alternatif est légèrement moins efficace qu'un système couplé en courant continu.

Contrairement au stockage couplé en courant continu, qui stocke uniquement l'énergie des panneaux solaires, l'un des principaux avantages du stockage couplé en courant alternatif est qu'il peut stocker l'énergie des panneaux solaires et du réseau. Cela signifie que même si vos panneaux solaires ne produisent pas assez d'électricité pour recharger complètement votre banc de batteries, vous pouvez toujours remplir la batterie avec de l'électricité du réseau pour vous fournir une alimentation de secours ou profiter de l'arbitrage des tarifs d'électricité.

Il est également plus facile de mettre à niveau votre système d'alimentation solaire existant avec un stockage de batterie couplé au courant alternatif, car il peut être ajouté au-dessus d'une conception de système existante, au lieu de devoir y être intégré. Cela fait du stockage de batteries à couplage AC une option plus populaire pour les installations de rénovation.

Comment les batteries solaires fonctionnent avec un système d'alimentation solaire

Tout ce processus commence par des panneaux solaires sur votre toit produisant de l'électricité. il y a une décomposition étape par étape de ce qui se passe avec un système à couplage CC :

La lumière du soleil frappe les panneaux solaires et l'énergie est convertie en courant continu (DC) électricité. L'électricité entre dans la batterie et est stockée sous forme d'électricité en courant continu (DC). L'électricité DC quitte ensuite la batterie et va dans l'onduleur , où il est converti en courant alternatif que la maison peut utiliser. Le processus est légèrement différent des systèmes couplés au courant alternatif.

L'électricité entre dans l'onduleur pour être convertie en courant alternatif (CA) que la maison peut utiliser L'excédent d'électricité passe ensuite par un autre onduleur pour redevenir de l'électricité en courant continu (CC) qui peut être stockée pour plus tard.

Si votre maison a besoin d'utiliser l'énergie stockée dans la batterie, cette électricité doit à nouveau traverser l'onduleur pour devenir de l'électricité en courant alternatif (AC).

Comment fonctionnent les batteries solaires avec un onduleur hybride ?

Si vous disposez d'un onduleur hybride, un seul appareil peut convertir le courant continu (CC) en courant alternatif (CA) et peut également convertir le CA en CC. Ainsi, vous n'avez pas besoin de deux onduleurs dans votre système photovoltaïque (PV). L'une consiste à convertir l'électricité à partir de panneaux solaires (onduleur solaire) et l'autre consiste à convertir l'électricité à partir de batteries solaires (onduleur à batterie).

Les onduleurs hybrides, également appelés onduleurs à batterie ou onduleurs hybrides liés au réseau, combinent des onduleurs à batterie et des onduleurs solaires en un seul équipement. Il élimine le besoin d'utiliser deux onduleurs distincts dans la même configuration en fonctionnant comme un onduleur pour l'électricité de vos batteries solaires et l'électricité de vos panneaux solaires.

Les onduleurs hybrides gagnent en popularité car ils peuvent fonctionner avec ou sans stockage sur batterie. Au cours du processus d'installation initial, vous pouvez installer un onduleur hybride dans un système solaire sans batterie, ce qui vous donne la possibilité d'ajouter un stockage d'énergie solaire sur toute la ligne.

Avantages du stockage des batteries solaires

L'ajout d'une batterie de secours pour les panneaux solaires est un excellent moyen de tirer le meilleur parti de votre système d'énergie solaire. il existe certains des principaux avantages d'un système de stockage de batterie solaire domestique :

Stocke la production d'électricité excédentaire

Votre système de panneaux solaires peut souvent créer plus d'énergie que vous n'en avez besoin, en particulier les jours ensoleillés où personne n'est à la maison. Si vous n'avez pas de batterie de stockage d'énergie solaire, l'énergie supplémentaire sera livrée au réseau. Si vous participez à un programme de facturation nette, vous pouvez obtenir un crédit pour cette production supplémentaire, mais il ne s'agit généralement pas d'un ratio de 1:1 pour l'électricité que vous produisez.

Avec le stockage sur batterie, l'électricité supplémentaire recharge vos batteries pour une utilisation ultérieure, au lieu d'aller sur le réseau. Vous pouvez utiliser l'énergie stockée pendant les périodes de faible production, ce qui réduit votre dépendance au réseau pour l'électricité.

Fournit un soulagement des pannes de courant

Étant donné que vos batteries peuvent stocker l'énergie excédentaire produite par vos panneaux solaires, votre maison aura de l'électricité disponible pendant les pannes de courant et à d'autres moments où le réseau tombe en panne.

Réduit votre empreinte carbone

Avec le stockage de batterie de panneaux solaires, vous pouvez passer à l'énergie verte en tirant le meilleur parti de l'énergie propre créée par votre système de panneaux solaires. Si cette énergie n'est pas stockée, vous comptez sur le réseau lorsque vos panneaux solaires ne génèrent pas assez pour vos besoins. Cependant, la majeure partie de l'électricité du réseau est créée à partir de combustibles fossiles, vous utiliserez donc probablement de l'énergie polluante lorsque vous puiserez dans le réseau.

Fournit de l'énergie même après le coucher du soleil

Lorsque le soleil se couche et que les panneaux solaires ne produisent pas d'électricité, le réseau électrique intervient pour fournir l'énergie dont vous avez tant besoin si vous n'avez pas de batterie de stockage. Avec les batteries solaires, vous utiliserez davantage votre énergie solaire la nuit, ce qui vous donnera une plus grande indépendance énergétique et vous aidera à réduire votre facture d'électricité.

Une solution silencieuse pour les besoins d'alimentation de secours

Les batteries solaires sont des options de stockage d'énergie de secours 100 % silencieuses. Vous pouvez bénéficier d'une énergie propre sans entretien et ne pas avoir à faire face au bruit provenant d'un générateur de secours à essence.

Clé à retenir

Il est important de comprendre le fonctionnement des batteries solaires si vous envisagez d'ajouter un stockage d'énergie solaire à votre système d'alimentation solaire. Parce qu'il fonctionne comme une grande batterie rechargeable pour votre maison, vous pouvez profiter de tout excès d'énergie solaire produit par vos panneaux solaires. , ce qui vous permet de mieux contrôler quand et comment vous utilisez l'énergie solaire.

Les batteries au lithium-phosphate de fer (LiFePO4) sont le type de batterie solaire le plus populaire et fonctionnent par une réaction chimique qui stocke l'énergie, puis la libère sous forme d'énergie électrique pour une utilisation dans votre maison. Que vous choisissiez un système couplé CC, couplé CA ou hybride, vous pouvez augmenter le retour sur investissement de votre système d'énergie solaire sans dépendre du réseau.

Conclusion

Que vous installiez un nouveau système d'énergie solaire ou que vous en ayez déjà un, le stockage par batterie d'énergie solaire peut vous aider à tirer le meilleur parti de vos systèmes. Les batteries solaires stockent l'énergie électrique excédentaire créée par les panneaux. Ces batteries fournissent une alimentation de secours stable pendant les périodes de panne ou après le coucher du soleil. D'une part, vous pouvez économiser beaucoup de coûts de réseau grâce à un système solaire. D'autre part, si vous achetez un banc de batteries pour stocker l'énergie solaire, vous pouvez demander un crédit d'impôt solaire fédéral de 30 % (veuillez consulter votre autorité fiscale locale pour plus de détails).

L'installation de batteries solaires est une excellente option pour les personnes qui vivent dans des zones où les coupures de courant sont fréquentes. En outre, ils valent la peine dans les zones où il existe une incitation à utiliser des batteries solaires. Les batteries solaires sont excellentes pour l'environnement, ce qui en fait l'un des investissements les plus importants dans notre avenir écologique.