Calcul batterie panneau solaire : comment bien dimensionner votre stockage

Envie de maximiser votre autoconsommation solaire avec une batterie de stockage ? Mais sans batterie bien dimensionnée, difficile d’en tirer le meilleur. Trop petite, la batterie ne couvrira pas suffisamment vos besoins énergétiques. Et trop grande, elle coutera bien trop cher, pour rien. La Prime Énergie vous guide pas à pas pour réaliser le dimensionnement de votre batterie de votre installation solaire photovoltaïque et optimiser votre autonomie !

Installer une batterie ne s'improvise pas. C'est comme les panneaux solaires, c’est une histoire de dimensionnement. Et donc l’analyse de votre consommation, de la puissance de vos panneaux, etc., et un calcul permettent d'éviter les erreurs classiques comme surdimensionner ou sous-dimensionner votre installation photovoltaïque. Et choisir une capacité de batterie adaptée à vos besoins et vos panneaux, ça change tout !

• maximiser votre taux d’autoconsommation d'énergie ;

• optimiser le retour sur investissement de votre installation solaire ;

• éviter des problèmes techniques prématurés de la batterie ;

• prolongé la durée de vie de votre système photovoltaïque.

🔎 À noter : Les panneaux solaires photovoltaïques sont conçus pour durer longtemps, environ 30 à 40 ans. Une batterie solaire, a une durée de vie plus limitée, généralement de 15 ans pour les batteries lithium.

1/ Connaître ses besoins de consommation en énergie

Avant même de penser à installer une batterie ou des panneaux photovoltaïques, il faut connaître votre consommation d'électricité journalière, en kWh. C’est la base de tout dimensionnement solaire. Vous pouvez la trouver facilement sur :

1. votre facture d'électricité annuelle ;

2. votre espace client sur le site de votre fournisseur d'énergie.

Il vous suffit de diviser par 365 votre consommation annuelle pour avoir une idée de votre consommation quotidienne. Bien entendu, il faut prendre en compte que votre consommation en hiver sera probablement différente de celle en été.

2/ Estimez votre taux d’autonomie et d’autoconsommation solaire

Ensuite, il faut s’attarder à la production de vos panneaux solaires photovoltaïques et votre autoconsommation. Pour cela, vous aurez besoin de connaître votre :

• taux d’autonomie, qui représente la part de vos besoins énergétiques couverts par votre propre production solaire ;
   

• taux d’autoconsommation, qui mesure la part de l'électricité produite par vos panneaux que vous consommez directement dans votre logement.

Ces données vont vous permettre de définir la quantité d’énergie à stocker par jour, et vous guider pour déterminer la capacité idéale de votre batterie de stockage. Voici comment les calculer :

Taux d’autonomie (%) = (production d’électricité autoconsommée / consommation totale) x 100

Taux d’autoconsommation (%) = (production autoconsommée / production des panneaux solaires) x 100

Sans batterie, le taux d’autoconsommation moyen se trouve entre 40 et 60 %. Avec une batterie bien dimensionnée, vous pouvez viser jusqu'à 75 %, voire plus.

3/ Prendre en compte la profondeur de décharge (DoD) de la batterie

Suivant le type de batterie que vous souhaitez installer pour stocker votre excédant de production, vous devez prendre en compte sa profondeur de décharge, aussi appelé DoD (Depth of Discharge). Il est important de le connaître pour bien dimensionner votre batterie, car il fait référence à la quantité d'énergie stockée réellement utilisable.

Autrement dit, une batterie ne peut jamais être vidée à 100 %, notamment pour préserver sa durée de vie. Par exemple :

• une batterie lithium (ion ou fer-phosphate) a une profondeur de décharge allant de 80 à 90 % de sa capacité ;

• une batterie au plomb (AGM ou GEL) a une profondeur de décharge plus limitée à 50 %.

En résumé, cela signifie que si vous installez une batterie de 5 kWh avec un DoD de 80 %, vous ne pourrez utiliser en réalité que 4 kWh sans risquer de l’endommager.

4/ Estimer les pertes énergétiques de votre installation

Dans tout système photovoltaïque, une partie de l’énergie produite par les panneaux est perdue lors des différentes conversions et des passages dans les câbles. Ces pertes représentent en moyenne 10 à 15 %. Il faut donc prévoir une marge de sécurité pour que la capacité réelle corresponde bien à vos besoins.

5/ Dimensionnement de la batterie : calculer la capacité de stockage de votre batterie solaire

Une fois toutes les informations récoltées :

• votre consommation en énergie quotidienne ;

• votre objectif d’autoconsommation ;

• la profondeur de décharge de la batterie ;

• les pertes énergétiques.

Vous pouvez passer au calcul :

Prenons l'exemple d’un foyer d’une famille de 4 personnes qui consomme 5 000 kWh (13,7 kWh par jour). Il dispose d’un système photovoltaïque avec une puissance de 4 kWc, avec une production journalière estimée à 15 kWh.

Sans batterie, ce foyer consomme en moyenne 6 kWh par jour, soit 40 % d'autoconsommation. Leur objectif étant de passer à 65 % de taux d’autoconsommation, c'est-à-dire environ 9,75 kWh par jour. Il faudra donc stocker environ 3,75 kWh/jour.

Avec une batterie lithium ayant une capacité de décharge de 90 % et en prenant en compte 10 % de pertes énergétiques (5,5 ÷ 0,9 ÷ 0,9 = 3,24 kWh), il faut une batterie d’une capacité de 4 kWh.

Une fois la capacité de votre batterie solaire déterminée, il reste à choisir le modèle en question. Il existe différents modèles de batterie, avec des capacités de stockage différentes : de petits modèles de 2 kWh, à des batteries pouvant stocker jusqu'à 20 kWh.

Dans la majorité des cas, pour les particuliers, une seule batterie suffit donc pour assurer le stockage de votre surplus d'énergie.

Une batterie plus petite, c’est possible aussi

Même si le calcul suggère une batterie de 5 ou 6 kWh, rien ne vous empêche d’opter pour une batterie de plus petite capacité. Une batterie de 2 ou 4 kWh peut largement suffire, si votre objectif n’est pas de maximiser à tout prix votre autoconsommation, mais tout simplement de valoriser un peu mieux votre production solaire.

En revanche, évitez à tout prix de surdimensionner votre batterie ! ça vous coutera cher et vous aurez plus de mal à rentabiliser votre installation photovoltaïque.

Une batterie de 2 kWh permet d’alimenter les besoins d’une maison qui fonctionne tout à l'électrique pendant 1 à 2 heures après le coucher du soleil. Si seulement une partie des équipements est utilisé, elle pourra couvrir les besoins pendant environ 4h.

Des batteries modulables qui évoluent avec vos besoins

Si vous souhaitez démarrer avec une petite capacité de stockage tout en gardant la possibilité de l’augmenter plus tard, les batteries modulables sont une solution idéale. Elles permettent de faire évoluer votre installation solaire en fonction de vos usages, de votre consommation ou de l’ajout de nouveaux panneaux solaires photovoltaïques.

La Prime Énergie par Effy, propose l’offre Zendure avec des batteries modulables de :

• 2 kWh ;

• 4 kWh ;

• 6 kWh.

Ces batteries s’adaptent facilement à votre quotidien et à la taille de votre installation photovoltaïque. Et si vos besoins évoluent, vous pouvez toujours compléter plus tard !

Même avec une batterie solaire bien dimmensionnée, il est très rare de viser l’autonomie totale. Alors, une fois votre batterie pleine, le surplus produit par vos panneaux solaires ne peut plus être stocké. Mais celui-ci peut être injecté sur le réseau.

Et ce n’est pas perdu pour autant, car vous pouvez signer un contrat de rachat d'électricité avec EDF OA, avec un prix de rachat actuellement à 0,04 €/kWh, pour les installations avec une puissance inférieure à 9 kWc et  7,61 c€/kWh pour celles comprises entre 9 et 100 kWc.

Schéma de l'autoconsommation avec batterie

Si vous cherchez une solution performante et surtout durable, les meilleures batteries sont celles en lithium fer phosphate (LiFePO4) sont la référence pour une installation solaire. Elles sont notamment reconnues pour leur profondeur de décharge élevée, leur durabilité, leur sécurité et leur demande d’entretien très léger.

Les batteries lithium sont le choix idéal pour un usage résidentiel. Mais si vous hésitez avec une autre technologie, voici un comparatif suivant la technologie utilisée :

Voici un comparatif des différents types de batteries solaires :