La capacité de la batterie : un élément essentiel
Quand on a un système photovoltaïque chez soi, faire installer une batterie de stockage peut être une excellente idée.
Par contre, pour s’assurer que l’idée reste bonne, c’est important de bien choisir son équipement. Et, pour ça, l’un des principaux critères à prendre en compte, c’est la capacité.
Le petit souci, c’est qu’à moins d’être électricien, c’est un peu difficile de s’y retrouver. Eh oui, entre les ampères, les watts, les volts et autres unités de mesures c’est parfois incompréhensible.
Du coup, beaucoup de gens se retrouvent perdus au moment de choisir leur équipement…
Je vous rassure, grâce à ce guide vous ne ferez pas partie de cette catégorie là.
Je vais vous expliquer tout ce qu’il faut savoir sur la capacité d’une batterie. Et vous allez voir qu’à la fin, vous allez savoir comment bien choisir votre batterie pour vos panneaux solaires.
Mais pour ça on va procéder par étape et on va voir :
- Ce qu’est la capacité d’une batterie au juste.
- De quoi elle dépend.
- Pourquoi c’est une donnée importante à connaître.
- Comment elle se calcule.
Et à la fin on verra un cas concret pour illustrer un peu tout ça. Alors c’est parti, commençons d’abord par faire un petit point sur la notion de « capacité ».
Qu’est ce que la capacité (ou charge électrique) d’une batterie au juste ?
Quand on parle de capacité d’une batterie ça désigne tout simplement la quantité de courant qu’elle peut stocker et restituer.
En gros, c’est le nombre d’ampères que peut délivrer la batterie sur une heure. Ça se note Ah ou mAh.
Ce qui veut dire qu’une batterie de 200Ah de capacité sera capable de fournir un courant de 200A pendant 1h.
Si vous voulez en savoir plus sur le fonctionnement de la batterie, je vous invite à lire le guide complet que j’ai écrit sur le sujet.
J’en profite pour faire une petite parenthèse… Vous ferez attention, j’ai bien parlé de quantité de courant et pas de quantité d’énergie. Ce sont 2 choses différentes.
Vous verrez d’ailleurs que c’est un peu perturbant parce que :
- la capacité s’exprime en Ampères-heures (ou mAh),
- alors que la quantité d’énergie s’exprime en Watt-heures.
Et ça, c’est vrai que c’est un peu flou quand on n’est pas spécialiste de la chose.
En fait c’est assez simple. Pour obtenir la quantité d'énergie, il faut multiplier la capacité par la tension (en volts). Ça donne ça :
- Ah x V = Wh
Donc une batterie de 200Ah et 12 V peut fournir 2 400 Wh.
Bon, vous l’aurez compris, la charge électrique des batteries s’exprime en Ah. Ça nous donne donc la quantité de courant que peut délivrer l'équipement sur 1h.
Mais en réalité c’est encore un peu plus complexe que ça… Pourquoi ? Tout simplement parce que cette donnée va varier en fonction de différents éléments.
Quels éléments font varier la capacité d’une batterie ?
Alors, repérer la capacité d’une batterie sur la documentation c’est une bonne chose. Mais en réalité, prise toute seule, cette donnée ne vous sera pas très utile…
En effet, la capacité dépend de plusieurs éléments et notamment :
- Du taux de décharge,
- De la chimie de l’équipement,
- Des températures,
- Du temps.
Mais regardons ça de plus près.
Le taux de décharge
Le taux de décharge est une donnée primordiale pour évaluer correctement la charge électrique d’une batterie.
En fait, c'est un indice qui permet d’évaluer en combien de temps elle va se décharger à une certaine capacité.
Vous êtes perdu(e) ? Pas de panique, on va tirer tout ça au clair.
Avant toute chose, il faut savoir que le taux de décharge s’exprime C(n). Ici le « n » désigne le nombre d’heures d’utilisation.
Ensuite, il faut appliquer cet indice à la capacité de la batterie. Il va donc falloir faire la formule suivante :
- Courant (A) x Durée de décharge (h) = Capacité (Ah)
Donc, une batterie dont le taux de décharge est C10 avec un courant de 20A à une charge électrique de 200Ah. Ce qui veut dire qu’elle va mettre 10 heures à se décharger à 20 A. Si le taux de décharge est C20 elle mettra alors 20 heures à se décharger à 10A.
Mais attention, bien que très efficace pour comparer 2 batteries, cette formule est sujette à la loi de Peukert.
Alors je sais que là ça ce corse un peu. Mais accrochez-vous, ça vaut le coup.
En fait, la loi de Peukert dit simplement que : plus une batterie se décharge vite, plus sa capacité sera limitée. Pour faire simple, une batterie d’une capacité nominale de 100 Ah aura plusieurs capacités réelles. Elle fera :
- 100 Ah à C20
- 90 Ah à C10
- Et 120 Ah à C100
Elle fournira donc plus de courant sur 100h que sur 10h.
Mais l’effet de Peukert sera plus ou moins fort selon la chimie de la batterie.
La chimie de l’appareil
Vous l’avez peut-être déjà remarqué mais les batteries n’utilisent pas toutes le même composant chimique. Eh oui, certaines sont au plomb alors que d’autres sont au lithium ou au lithium-ion.
C’est vrai que quand on regarde comme ça, ça ne paraît pas forcément pertinent. Pourtant ça l’est. Pourquoi ? Parce que tous les composants n’ont pas la même résistance.
Par exemple, le plomb se décharge beaucoup plus vite que le lithium. C’est pour ça que vous devez vraiment faire attention à ce critère lorsque vous choisissez une batterie.
Mais ce n’est pas tout. Il faudra aussi prendre en compte la température d’exposition de l’appareil.
Les températures
Si vous regardez la documentation des fabricants vous verrez sans doute la charge électrique de la batterie. Cependant ce chiffre est à prendre avec des pincettes car il est calculé à une température de 20°C.
Le souci, c’est que les batteries sont très sensibles au chaud et au froid. Ce qui signifie que leurs performances vont pas mal varier selon le temps qu’il fait.
Vous devrez donc tenir compte de ça dans vos calculs.
Et, pour finir, il y a un autre élément qui joue pas mal sur les performances d’une batterie : le temps qui passe.
Le temps
Comme beaucoup d’appareils, votre batterie va perdre en espace de stockage avec le temps. Pour vous donner une idée, on estime qu’une batterie perd en moyenne 2,3 % de ses capacités par an. Mais, selon la chimie ou la taille de la batterie, cela peut varier.
Vous verrez d’ailleurs dans vos recherches que certains constructeurs affichent X% de garantie de production sur X années. Par exemple, 80% de production à 20 ans.
Concrètement, ça veut dire qu’au bout de 20 ans la batterie n’aura plus que 80 % de ses capacités originelles. Vous devez donc surveiller ce taux pour voir si le produit tiendra bien sur la durée.
Alors, je sais que tout ça paraît un peu compliqué mais c’est pourtant un calcul essentiel à effectuer.
Pourquoi la capacité d’une batterie est une donnée importante ?
Choisir la bonne charge électrique est essentiel pour être sûr que votre batterie puisse fournir l’énergie dont vous avez besoin.
En gros :
- Si vous choisissez une batterie trop petite, elle se déchargera trop rapidement et devra être rechargée plus souvent.
- Si vous choisissez une batterie trop grosse, elle sera plus grande et plus lourde mais surtout vous coûtera trop cher. En plus, elle aura du mal à se charger complètement.
C’est donc important de ne pas se tromper pour être sûr(e) que votre batterie réponde à vos besoins.
Alors voyons tout de suite comment choisir la bonne batterie.
Comment calculer la capacité de la batterie solaire dont vous avez besoin ?
Vous l’avez compris, choisir la bonne charge électrique de batterie est important. Oui mais voilà, au milieu de toutes les données affichées ça peut être compliqué de s’y retrouver…
Rassurez-vous je vais tout vous expliquer pour que vous trouviez facilement la batterie qui correspond à vos besoins.
Pour ça vous aurez besoin de connaître :
- Votre consommation d’électricité quotidienne : elle est exprimée en Wh et correspond à la quantité d’électricité consommée chaque jour. Vous pouvez facilement l’identifier grâce à votre compteur Linky.
- Le nombre de jours d’autonomie souhaités : ça correspond en gros à la durée pendant laquelle votre batterie pourra vous fournir de l’énergie sans être rechargée.
Par exemple : si elle a une autonomie de 3 jours ça veut dire qu’elle pourra stocker l’équivalent de 3 jours d’électricité.
- La profondeur de décharge : elle est exprimée en % et correspond au seuil en dessous duquel il faut éviter que votre batterie se décharge.
- La température d’exposition des batteries : on l’a vu, les températures influent sur les capacités d’une batterie. Il faudra donc évaluer la température moyenne du lieu où vous habitez et appliquer le coefficient de température.
Je vous mets les principaux coefficient de température dans le tableau juste en dessous. Ça vous permettra de facilement faire vos calculs.
- Le voltage : pour ça il faut connaître la puissance de votre installation en Wc. Tout simplement car plus vous consommerez d’électricité plus vous aurez besoin de tension.
Voici d’ailleurs les tensions adaptées en fonction de la taille de votre installation.
Ça y est, vous avez identifié tous ces points chez vous ? Alors on peut passer aux calculs.
Pour identifier la batterie dont vous avez besoin vous allez devoir effectuer les opérations suivantes :
- Consommation quotidienne x jours d’autonomie = Résultat 1
- Résultat 1 / profondeur de décharge = Résultat 2
- Résultat 2 x coefficient de température = Résultat 3
- Résultat 3 / Voltage = Charge électrique nécessaire
Alors, comme ça j’imagine que c’est assez flou pour vous. Je vous rassure, je ne vais pas vous laisser en plan. On va prendre un exemple avec des chiffres concrets pour que ce soit plus clair.
Trouver la batterie dont j’ai besoin : un exemple concret
Pour notre exemple, imaginons que :
- Votre consommation d’électricité quotidienne est de : 4500 Wh/j
- Le nombre de jours d’autonomie souhaités est de : 2
- La profondeur de décharge est de : 30 % (sachant que ça peut aller de 30% à 80%).
- La température moyenne d’exposition la plus basse est de : 15°C.
- La puissance de votre installation est de : 1200Wc (4 panneaux de 300Wc).
Dans ce cas le calcul sera le suivant :
- 4500 x 2 = 9000 Wh
- 9000/0,3 = 30 000 Wh
- 30 000 x 1,11 = 33 300 Wh
- 33 300/24 = 1 387,5 Ah
Vous aurez donc besoin d’une batterie de 1390 Ah pour répondre à vos besoins.
Tous ces calculs ne vous disent rien qui vaille ? Pas de panique. Tout ce que je viens de vous dire est purement informatif.
Normalement, si vous faites appel à un professionnel, c’est lui qui s’occupera de tout. Vous n’aurez donc pas besoin de sortir votre calculette.
La capacité de la batterie en bref…
Vous l’aurez bien compris, la capacité d’une batterie exprime le courant qu’elle peut stocker et restituer sur un temps donné.
Elle fait donc partie des critères primordiaux pour bien choisir son équipement. Il faut toutefois être vigilant car cette donnée varie selon plusieurs éléments. Pour trouver la batterie qui vous correspond, il faudra donc faire quelques calculs.
- La charge électrique d’une batterie s’exprime Ah ou mAh.
- Les performances d’une batterie varient selon sa chimie (lithium-ion, plomb…).
- Pour calculer la charge électrique de la batterie solaire dont vous avez besoin, il faut connaître votre consommation d’énergie quotidienne.
- Les batteries perdent environ 2,3% de leurs capacités par an.
Maxime suit de près toutes les équipes techniques de Nouvel'R Énergie et occupe le poste de directeur commercial. Il a également passé beaucoup de temps sur les toitures avec les installateurs. Le photovoltaïque est un sujet qu'il maîtrise depuis plus de 10 ans maintenant.
