Stockage de l'énergie solaire
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Batterie solaire Stockage de l'énergie solaire

À l’heure actuelle, seuls deux types de batteries sont disponibles dans le commerce pour les applications des systèmes solaires photovoltaïques (SPV).
Ils le sont :
Batterie au plomb et batterie au lithium-ion
Dans ce type, il existe principalement trois variétés :
(a). Type inondé( typesplaque plate et plaque tubulaire)
(b). Batterie AGM VRLA
(c). Batterie VRLA gélifiée
Parmi ces types, l’ordre de coût est Gelled>AGM>Flooded. Mais la plupart des ingénieurs optent pour les batteries à régulation par valve gélifiée en raison de leur durée de vie plus longue et de leur tolérance à des températures plus élevées.

Comme les batteries à électrolyte liquide nécessitent un entretien régulier, les personnes qui peuvent surveiller les batteries peuvent opter pour ce type de batterie. En outre, ces batteries émettent des gaz d’hydrogène et d’oxygène et une ventilation suffisante doit être assurée dans l’espace où elles sont installées. Il est important de compléter régulièrement l’électrolyte avec de l’eau et de maintenir le dessus des batteries propre et exempt de poussière et de projections d’acide. Si l’on ne dispose pas de locaux spacieux pour les batteries, il faut préférer les batteries scellées sans entretien et régulées par des valves.

Les personnes qui ne peuvent pas s’occuper des travaux d’entretien doivent préférer les batteries AGM ou Gel qui ont un courant de charge flottant pour la même tension. Les batteries AGM sont mieux adaptées aux applications de haute puissance en raison de leur faible résistance interne. De ces deux types, les batteries AGM sont plus chaudes en raison d’une efficacité de recombinaison plus élevée. Cela est dû aux différences dans la structure des pores des deux types. La durée de vie des batteries sur le terrain dépend de plusieurs facteurs. Les scientifiques et les ingénieurs engagés dans les travaux de recherche et développement sur les batteries dépendent donc de certaines procédures définies dans les normes industrielles telles que BIS (normes indiennes) et BS (normes britanniques), CEI (Commission électrotechnique internationale), IEEE (Institute of Electrical and Electronics Engineers), etc.

Lors d’essais de durée de vie accélérés réalisés avec des batteries plates et des batteries tubulaires, la durée de vie a été estimée à 21,3 ans à 25°C et 27,5 ans à 25°C, respectivement. Ces batteries ont été fabriquées par BAE Batterien GmbH, Berlin. [Wieland Rusch].

Pour les essais de durée de vie accélérée, la norme IEC 60 896-21 exige des températures d’essai de 40°C et 55 ou 60°C et la norme IEEE 535 – 1986 exige 62.8°C. Un essai de durée de vie à 62,8°C sur les types VRLA BAE OPzV (batteries VRLA à plaques tubulaires scellées), les types inondés (VLA) BAE OPzS (batteries à plaques tubulaires inondées) et BAE OGi (batteries à plaques plates inondées) a été effectué et les résultats sont indiqués ci-dessous. Les batteries ont été chargées en mode flottant aux valeurs standard : 2,25V pour les VRLA et 2,23V pour les batteries noyées. Pendant le test, la croissance des poteaux, l’augmentation du courant de flottement et le changement de la capacité de 3 heures ont été surveillés tous les 50 jours.

Tableau 1 Résultats des tests de durée de vie des batteries solaires selon la norme IEEE 535-1986


[https://www.baebatteriesusa.com/wp-content/uploads/2019/03/Accelerated-Life-time-Tests-Rusch-2005.pdf
http://citeseerx.ist.psu.edu/viewdoc/download?doi=10.1.1.611.2155&rep=rep1&type=pdf]

Durée de vie selon IEEE 535-1986 OPzV (Batteries à plaques tubulaires VRLA) OPzS (Batteries à plaques tubulaires inondées) OGi (Batteries plates inondées)
Durée de vie à 62,8ºC (jours) 450 550 425
Durée de vie à 20ºC (années) 34.8 42.6 33
Durée de vie à 25ºC (années) 22.5 27.5 21.3

Tableau 2 Durée de vie des batteries solaires de différents types de batteries au plomb.

Victron energy donne les données suivantes pour ses produits (www.victronenergy.com)

DOD (%) Durée de vie en nombre de cycles - Flat Plate AGM Durée de vie en nombre de cycles - Gel plat Durée de vie en nombre de cycles - Gel de plaque tubulaire
80 400 500 1500
50 600 750 2500
30 1500 1800 4500
Fig 5. DOD and number of cycles for AGM Gel and Gel long life batteries 1
Figure 1. DOD et nombre de cycles pour les batteries AGM, Gel et Gel long life (www.victronenergy.com)

Tableau 3 Durée de vie du flotteur des batteries AGM, Gel et Gel longue durée

(www.victronenergy.com)

Vie flottante Batteries AGM à cycle profond Batteries à cycle profond au gel Batteries gel longue durée
Durée de vie à 20ºC (années) 7-10 12 20
Durée de vie à 30ºC (années) 4 6 10
Durée de vie à 40ºC (années) 2 3 5

La GS Yuasa fournit des batteries tubulaires gélifiées spéciales. Certaines innovations ont permis de prolonger la durée de vie des batteries stationnaires. Yuasa utilise la technologie du nanocarbone pour les plaques tubulaires avec la technologie des tubes en verre et l’électrolyte en gel de silice granulaire, ce qui évite la détérioration du PAM et donne une plus longue durée de vie (modèles SLC).

Fig 6. Yuasa SLC Tubular plate with glass tube oxide holder and granular SiO2
Fig 6. Yuasa SLC Tubular plate with glass tube oxide holder and granular SiO2
Fig 6a. Yuasa SLC Tubular plate with glass tube oxide holder and granular SiO2
Fig 6a. Yuasa SLC Tubular plate with glass tube oxide holder and granular SiO2

Dans le type à base de Li, il existe plusieurs chimies :

(a). Batteries Li -NCM ou NMC (Lithium-Nickel-Manganèse-Cobalt)

(b). Li-NCA (Lithium-Nickel-Cobalt-Aluminium)

(c). Li-LMO (oxyde de lithium-nickel-manganèse)

(d). LFP (Lithium-Iron phosphate)

(e). LTO (oxyde de lithium et de titane)

(f). LCO (oxyde de lithium-cobalt)

Parmi celles-ci, les cellules de phosphate de fer-lithium (LFP) sont préférées en raison de leur coût, de leur sécurité et de leur durée de vie modérément plus longue. Dès que le cobalt est impliqué, le coût est plus élevé. Les piles à base de nickel sont moins coûteuses. Par rapport aux batteries AGM, le coût de la batterie LFP est inférieur de 15 à 25 % (https://www.batteryspace.com/LiFePO4/LiFeMnPO4-Batteries.aspx).

Tableau 4 Comparaison des batteries VRLA AGM et Lithium-ion

GS Yuasa (Li-ion (LCO) Li-iron Phosphate (LFP) (rue de la batterie) AGA (Exide India Ltd) AGA (Amararaja) Microtex Energy Pvt Ltd (Aquira)
Batterie (4 * 3,7V=) 14,8V /50Ah1 (4 * 3.2=)12.8V/47 Ah20 12V 40Ah5 12V/65 Ah20 12V/52.5 Ah5 12V/65 Ah20 12V/52.5 Ah5 12V/65 Ah20 12V/55.25 Ah5
Masse (Kg) 7.5 6.5 22 20 21.3
Dimensions (mm) 175*194*116 197*131*182 174*350*166 351*167*165 350*166*174
Volume (Litres) 3.94 4.7 10.11 9.67 10.11
Énergie spécifique (Wh/Kg) 98,7 (taux de 1h) (batterie) (113,6 cellules) 92,55(taux de 20 h) 78,77(taux de 5 h) 35,45 (taux de 20h) 26,5 (taux de 5h) 39 (taux de 20h) 31,5 (taux de 5h) 36,6 (taux de 20h) 29,6 (taux de 5h)
Densité énergétique) (Wh/L) 188 128 77.1 80.66 77.2
Durée de vie (années) 10 6 5-6 4-6 10
Vie (Cycles) 5500 2000 1000 (50% DOD) ; 2500(30% DOD) (Modèle NXT) 1300 (30% DOD) (Quanta) 1450(20% DOD) 500(50% DOD) (Aquira)
Impédance 0,55mΩ (cellule 3,7V/50Ah) ≤ 50 mΩ 8 (batterie 12V) 5.1 (12V)
Coût basé sur la durée du cycle x Wh de SLA 1,5 à 2,0 0,75 à 0,85 1 1 1
Coût /kWh ($) 900 à 1000 500 à 600 100 100 100

1. Microtex Energy https://drive.google.com/file/d/16pjM25En0pyvg6RzpF4N3j1jtwvo7fMb/view
2. Greg Albright et. al., AllCell Tech http://www.batterypoweronline.com/wp-content/uploads/2012/07/Lead-acid-white-paper.pdf
3. https://static1.squarespace.com/static/55d039b5e4b061baebe46d36/t/56284a92e4b0629aedbb0874/14454Mar 201281106401/Fact+sheet_Lead+acid+vs+lithium+ion.pdf
4. https://pushevs.com/2015/11/04/gs-yuasa-improved-cells-lev50-vs-lev50n/
https://www.batterystreet.be/etiketten/160332_BStreet_CataloogEN_2016_LowR_.pdf
5. NXT https://docs.exideindustries.com/pdf/industrial-export-batteries/products/ups-batteries/12v-agm-vrla-catalogue.pdf
6. https://www.amararajabatteries.com/Files/Products/Quanta%20Catalogue.pdf

Tableau 5. Comparaison des technologies de batterie

Acide de plomb inondé VRLA Plomb Acide Lithium-ion (LiNCM)
Densité énergétique (Wh/L) 80 100 250
Énergie spécifique (Wh/Kg) 30 40 150
Entretien régulier Oui Non Non
Coût initial ($/k Wh) 65 120 600
Cycle de vie 1,200 @ 50% 1,000 @ 50% DoD 1 900 @ 80% DoD
Fenêtre d'état de charge typique 50% 50% 80%
Sensibilité à la température Se dégrade considérablement au-dessus de 25ºC Se dégrade considérablement au-dessus de 25ºC Se dégrade considérablement au-dessus de 45ºC
Efficacité 100 % au taux de 20 heures, 80 % au taux de 4 heures, 60 % au taux de 1 heure. 100 % au taux de 20 heures, 80 % au taux de 4 heures, 60 % au taux de 1 heure. 100% @ taux de 20 heures, 99% @ taux de 4 heures, 92% @ taux de 1 heure
Incréments de tension 2V 2V 3.7V

L’efficacité avec laquelle les batteries fonctionnent dans le système solaire photovoltaïque n’est pas de 100 %. Une partie de l’énergie est perdue dans le processus de cyclage. Dans le cas d’une batterie plomb-acide, le rendement est de 80 à 85 % et dans les systèmes Li, ce chiffre s’élève à
95 à 98 %. Cela revient à dire que si le SPV produit une énergie de 1000 Wh, les cellules plomb-acide peuvent stocker un maximum de 850 Wh tandis que les cellules Li peuvent stocker 950 Wh.

Une batterie Yuasa Lithium-ion d’une capacité de 3,7 V * 4= 14,8V/50Ah (taux de 1 h) pèse 7,5 kg. Le volume est de (17,5*19,4*11,6) 3,94 litres. La capacité en Wh est de 14,8*50= 740. L’énergie spécifique est de 740 Wh / 7,5 kg = 98,7 Wh/kg. La densité énergétique est de 740/3,94= 187,8 Wh/litre. [https://www .lithiumenergy.jp/en/Products/index.html]
Une batterie Exide AGM VRLA d’une capacité de 12V/65Ah pèse 13,8 kg, ses dimensions sont de 17*17*19,7 cm et son volume est de 5,53 litres. La capacité en Wh est de 12*65=780 Wh. L’énergie spécifique est de 780 Wh / 13,8 kg =56,5 Wh/kg. La densité énergétique est de 780/5,53=141,0 Wh/litre. [https://docs .exideindustries.com/pdf/industrial-export-batteries/products/inverter-batteries/agm-vrla.pdf]
Batterie au phosphate de fer lithium : 12V/47 Ah 6,5 kg.197*131*182 mm. 4,7 litres. 109 Wh/kg. 128 Wh/litre.
48V/30 Ah ReLion 3995 USD (https://relionbattery.com/insight) 1339.5 USD (https://relionbattery.com/insight-echnology)

Quelle batterie solaire rechargeable est la plus adaptée au stockage de l'énergie solaire ?

Points à prendre en considération lors du choix des batteries solaires domestiques

Hypothèses :
Système autonome
Consommation quotidienne d’énergie : 30 watts par jour = 30 W*24 h = 720 Wh.
Supposons que la tension du système soit de 12 V.
Quatre jours sans soleil (4 jours d’autonomie)
Le courant serait
30 W /12 V= 2,5 ampères*24 heures par jour * 5 jours (4 jours sans soleil inclus) = 300 Ah à un taux de décharge de 2,5 A.
(Note : Mais une batterie d’une capacité de 200 Ah peut fournir 300 Ah (50% de plus) si elle est déchargée pendant 120 heures à 2,5 ampères, c’est-à-dire 2,5 ampères pendant 5 jours. Maintenant, nous ne le prenons pas en considération)

La batterie sélectionnée serait donc de 300 Ah à un taux de 10 h.

Capacité du banc de batteries solaires :

Taux de décharge et capacité
LAB : Les batteries plomb-acide fournissent différents pourcentages d’énergie à différents courants ; plus le courant de décharge est élevé, plus la capacité de sortie sera faible.
(Voir le tableau ci-dessous)
LIB : différence négligeable

Tableau 6. Taux de décharge et capacité de sortie Batterie plomb-acide (LAB)

Durée de la décharge (heures) Tension de coupure pour la batterie 12V (V) Pourcentage de capacité disponible
120 10.8 150
20 10.8 115
10 10.8 100
5 10.8 85
3 10.5 72
1 9.6 50

Par conséquent, nous devons choisir une batterie appropriée en fonction de la capacité et de la durée pendant laquelle la sauvegarde est requise.
Nous avons sélectionné une batterie de 300 Ah pour une sauvegarde de 5 jours en continu à 30 W.

Correction de la température pour la capacité de décharge des batteries solaires de secours

Batterie au plomb : Le facteur de correction approximatif pour la température peut être considéré comme étant de 0,5 % par degré C.
Batterie lithium-ion : Ne s’applique pas
La capacité nominale est donnée à 27ºC en Inde. Mais si la température de fonctionnement est très éloignée de la température de référence, nous devons augmenter ou diminuer la capacité Ah en conséquence, dans le cas du LAB. Plus la température est basse, plus la capacité sera faible.
Dans nos calculs, nous prenons comme température 25 à 30ºC et aucune correction ne doit être appliquée.

Batterie solaire Correction de la perte d'efficacité dans le transfert du solaire photovoltaïque à la batterie et à l'onduleur.

Correction pour la perte d’efficacité dans le transfert du SPV à la batterie et à l’onduleur.
Batterie au plomb : 15 % de perte
Batterie solaire lithium-ion : perte de 5
En supposant qu’une batterie de 300 Ah a été sélectionnée et que le facteur de correction est appliqué, la capacité requise serait portée à 345 Ah (300*1,15). Cette batterie délivrerait donc le courant requis, en tenant compte de l’inefficacité ci-dessus.

Limite de sécurité de la profondeur de décharge (DOD) des systèmes de batteries solaires :

Batterie au plomb : : 80

Batterie solaire au lithium : 80 %.

Cet aspect augmentera encore la capacité requise à 345 /0,8 = 431 Ah.

Facteur de surcharge de la batterie solaire (capacité de réserve d'urgence)

Batterie au plomb : 5 %.
Batterie lithium-ion : 5 %.
Pour tenir compte de la surcharge, il faut ajouter 5 à 10 % de la capacité obtenue à l’étape (d) ci-dessus.
La capacité serait donc de 431*1,05 = 452 Ah.
Une batterie de 12V 450 Ah serait nécessaire

Facteur de fin de vie des batteries solaires :

On considère que la batterie au plomb (ou tout autre type de batterie) est en fin de vie si sa capacité a atteint le seuil de 80 %.
Nous devons donc ajouter 25 % supplémentaires. La capacité serait donc de 450/0,8 ou 450*1,25 = 562 Ah. La batterie de capacité la plus proche doit être sélectionnée. On peut opter pour deux nombres de batteries de 200 ou 225 Ah en parallèle.

Batterie solaire - Temps de charge

Le temps de charge dépend de la sortie précédente. 10 à 15 % d’Ah supplémentaire seront suffisants pour une charge complète. Le temps de charge du SPV dépend de l’irradiation solaire et dans tous les pays à climat tropical, le soleil brille de 6h00 à 17h00. Le rendement coulombien (ou rendement Ah) d’une batterie plomb-acide est d’environ 90 % et le rendement énergétique (ou rendement Wh) est de 75 %. En revanche, le rendement de charge de la batterie lithium-ion est de 95 à 99 %.

Batterie solaire - Facilité d'installation

Les deux types de batteries – batterie au plomb ou batterie au lithium-ion – peuvent être installés sans aucune difficulté. Les batteries doivent être protégées des vagues de chaleur et des vents violents.

Quelle batterie solaire coûte le plus cher à long terme ?

La considération du coût vous conduira au type plomb-acide comme indiqué au début. Si l’on considère que le coût de la batterie plomb-acide est de 100 % (sur la base du kWh), la batterie lithium-ion coûtera 500 à 1000 % (5 à 10 fois plus cher aux taux en vigueur, 2020).

Durée de vie de la batterie solaire

Si l’on considère que la durée de vie de la batterie plomb-acide est de 100 % %, la batterie Li-ion (non-LFP) durera au moins deux fois plus longtemps, tandis que la durée de vie de la batterie Li-ion LFP n’est pas aussi longue que celle des autres chimies Li-ion. Toutefois, il convient de noter que les investissements dans les batteries au lithium-ion nécessitent des investissements supplémentaires dans des systèmes de gestion de batterie sophistiqués et coûteux.

Combien de watts de panneaux solaires pour charger une batterie solaire de 12V ?

Combien de watts solaires pour charger une batterie de 12 V ?

La bonne réponse : La puissance du panneau SPV nécessaire dépend de la capacité de la batterie.
Un panneau solaire pour batterie solaire de 12V (la plupart des panneaux solaires photovoltaïques sont classés 12V) fournit une tension de source de 13,6 à 18V. Le wattage peut être de n’importe quelle valeur, mais, plus le wattage est élevé, plus la durée de recharge d’une batterie est faible. De même, plus l’intensité du rayonnement solaire est élevée, plus le courant produit sera important. La plupart des panneaux 12 volts de 100 watts comportent en fait 30 ou 32 cellules générant environ 0,5 V chacune, toutes connectées en série pour produire 16 à 18 volts en circuit ouvert. Elle se réduit à environ 15 volts lorsque la charge est connectée.

Combien d'ampères peut produire un panneau solaire de 12V/100W ?

Même si le panneau est évalué à 12 V, il produira environ 18 V et ainsi de suite :
Le courant en ampères produit = 100 W/18 V = 5,5A.
Maintenant, nous connaissons la tension et le courant fournis par le panneau solaire photovoltaïque pendant les heures d’ensoleillement.
Mais nous ne pouvons pas connecter la sortie du panneau solaire photovoltaïque directement aux bornes de la batterie. Ici, les contrôleurs de charge viennent à l’aide. La batterie est insérée entre le régulateur de charge et l’onduleur. La sortie du panneau solaire photovoltaïque est connectée au contrôleur de charge.
Le contrôleur de charge permet de contrôler la quantité d’énergie stockée dans les batteries afin d’éviter toute surcharge. Les régulateurs de charge protègent également la batterie contre la surdécharge et la surcharge.

La durée d’une charge complète varie en fonction de la capacité en ampères-heures (Ah) de la batterie. Si l’on suppose que le rayonnement solaire est disponible pendant 7 heures, l’entrée pour la batterie serait de 7 x 5,5 A = 38,5 Ah ;
Le fait que la batterie solaire soit complètement chargée ou non dépend de la production précédente de la batterie. Si la sortie précédente est inférieure à 38,5 Ah, nous pouvons supposer sans risque que la batterie a été entièrement chargée. Veuillez noter que le rendement coulombien (ou rendement Ah) d’une batterie plomb-acide est d’environ 90 % et que le rendement énergétique (ou rendement Wh) est de 75 %.

L’entrée réelle serait donc de 38,5 Ah *0,90 = 34,65 Ah. Le rendement en wattheures aura une valeur inférieure, en fonction de la tension de sortie du panneau solaire photovoltaïque.
Si un courant plus important (ampères) est nécessaire pour une charge rapide, il est possible de connecter en parallèle un plus grand nombre de panneaux solaires photovoltaïques.
L’acceptation du courant de la batterie doit également être prise en compte.
Ici, les contrôleurs de charge viennent à l’aide
De même, pour un panneau solaire photovoltaïque portable de 10 W (utilisé dans une lanterne portable avec une batterie de 12V/7Ah), le courant produit sera de 10 W/ 18V = 0,55 A.

Comment connecter un panneau solaire 24V à une batterie solaire 12V ?

Comme d’habitude, le panneau solaire photovoltaïque est relié à la batterie par l’intermédiaire d’un contrôleur de charge (ou d’un contrôleur de charge MPPT, maximum power point tracking charge controller). Tant qu’il y a un régulateur de charge, il n’y a pas lieu de s’inquiéter d’une tension de sortie plus élevée. Mais il faut veiller à ne pas dépasser l’Imax indiqué au dos du panneau. Bien sûr, la batterie solaire recevra une charge rapide contrôlée.

Remarque : un régulateur de charge MPPT (maximum power point tracker) est un convertisseur électronique de courant continu en courant continu qui optimise la correspondance entre les panneaux solaires photovoltaïques et le banc de batteries ou le réseau électrique. C’est-à-dire qu’ils convertissent une tension continue plus élevée provenant de panneaux solaires et d’autres dispositifs similaires tels que les éoliennes, en une tension plus faible nécessaire pour charger les batteries.

Comment connecter les panneaux solaires à la batterie ?

Le panneau solaire photovoltaïque ne doit pas être connecté directement à la batterie, sauf s’il s’agit d’un panneau spécial conçu pour cette batterie particulière. Un simple contrôleur de charge est inséré entre le panneau solaire photovoltaïque et la batterie pour le bon fonctionnement du système.

Comment calculer le panneau solaire, la batterie et l'onduleur ?

Comment calculer la taille du panneau solaire et de la batterie ?

La première étape consiste à connaître les exigences de charge de l’utilisateur.
a. Lampe à tube 40 W
b. Ventilateur de plafond 75 W
c. Ampoules LED (3Nos. * 5W) 15 W
d. Ordinateur portable 100 W
Calculez la puissance totale et aussi la durée d’utilisation des appareils.
Supposons que le total soit de 230 watts. A tout moment, 50 % de l’utilisation est prise en compte. La durée d’utilisation est de 10 heures.
Ainsi, les besoins en énergie des appareils seront de = (230/2) W * 10 h = 1150 Wh par jour.

Multipliez les besoins totaux en wattheures par jour des appareils par 1,3 (l’énergie perdue dans le système) 1150*1,3= 1495 Wh, arrondis à 1500 Wh (c’est la puissance qui doit être fournie par les panneaux solaires photovoltaïques).

Exigences relatives aux panneaux solaires photovoltaïques

En supposant que le besoin en énergie (Wh) pendant 10 heures sera de = 1500 Wh. L’irradiation estivale peut durer de 8 à 10 heures. En hiver et par temps nuageux, la durée d’ensoleillement peut être de 5 heures. Nous prenons la première valeur pour calculer la puissance requise du panneau.
Par conséquent, la puissance du SPV nécessaire est de 1500 Wh/ 10 h d’ensoleillement = 1500 W.

En moyenne, un seul panneau solaire photovoltaïque de 12V/100W produira environ 1000 Watt-heures (Wh) de charge (10 heures* 100 W). Par conséquent, le nombre de panneaux solaires photovoltaïques nécessaires = 1500 Wh /1000 Wh = 1,50, arrondi à 2 panneaux de 12V/100 W. Nous avons besoin de panneaux solaires photovoltaïques de 200 Watts, soit 2 panneaux en parallèle. On peut aussi utiliser un seul panneau de 360 W.
Si nous prenons 5 heures d’insolation, nous pouvons avoir besoin de 1500 Wh/500 Wh = 3 panneaux en parallèle ou un seul panneau solaire photovoltaïque de 360 W peut être utilisé.

Note :
Cette production solaire photovoltaïque peut ne pas être suffisante en hiver, car nous avons pris une insolation de 10 h pour le calcul. Mais dans ces derniers calculs, nous prenons 2 jours sans soleil et donc le rendement peut ne pas être un problème en hiver. Nous devons prendre ce risque pour éviter une augmentation du coût des panneaux solaires photovoltaïques.

Pour un panneau solaire photovoltaïque de 100 W, les paramètres suivants s'appliquent

Puissance de crête (Pmax) =100 W
Tension d’alimentation maximale (VAmp = 18 V
Courant de puissance maximum (IMP) = 5,57 A (100 W/17,99 V)
Tension en circuit ouvert (VOC) =21.84 V
Courant de court-circuit (ISC) = 6,11 A
Rendement du module (sous STC) = 13,67 %.
Fusible maximum suggéré = 15 A

L’efficacité du panneau solaire photovoltaïque compte dans la détermination de la surface des panneaux solaires. Plus le rendement est faible, plus la surface nécessaire est élevée. Les rendements des panneaux disponibles dans le commerce varient de 8 à 22 %, tout dépend du coût du panneau solaire photovoltaïque.

Dimensionnement de la batterie solaire domestique

C’est la partie la plus difficile de l’exercice de dimensionnement. Mais un simple calcul montre que nous avons besoin d’une batterie de 12V/125Ah. Comment ?
1500 Wh / 12 V = 125 Ah (Rappelez-vous Wh = Ah *V. Ah = Wh/V).
Mais il y a plusieurs inefficacités dont nous devons tenir compte avant de finaliser la capacité de la batterie. Ils le sont :
a. Correction pour la perte d’efficacité dans le transfert d’énergie du panneau solaire photovoltaïque à la batterie et à l’onduleur (15 à 30 %. A été pris en compte lors du calcul des besoins totaux en Wh 1200Wh est devenu 1560 Wh, en prenant 30 % de perte dans la section « Comment calculer le panneau solaire, la batterie et l’onduleur ? » ci-dessus).

b. Limite de sécurité de la profondeur de décharge : (80 %. Le facteur 1,0 devient 1/0,8= 1,25 ) (Remarque : la plupart des professionnels considèrent que la limite de sécurité de la profondeur de décharge (DoD) est de 50 %. Il est trop bas). De plus, nous prévoyons quatre jours sans soleil. Pour une fin de vie de 50 % de DOD, le facteur serait de 1/0,5= 2.
c. Facteur de surcharge (capacité de réserve d’urgence) (5 %. Le facteur 1,25 devient 1,25*1,05 =1,31).

d. Facteur de fin de vie : (80%. Lorsque la batterie atteint 80 % de sa capacité nominale, on dit qu’elle a atteint sa fin de vie. Le facteur 1,31 devient donc 1,31/0,8 ou 1,31*1,25 = ~1,64).

Par conséquent, la capacité de la batterie serait presque deux fois supérieure = 125*1,64= ~ 206 Ah à un taux de 10 heures. La capacité disponible la plus proche serait de 12V/200Ah à une cadence de 10 heures.

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Note :

  1. Nous n’avons calculé que pour une journée, c’est-à-dire 10 heures par jour.
  2. Nous avons supposé que 50 % de la charge totale de 2
  3. Nous n’avons pas pris en considération les jours sans soleil (ou sans soleil).
  4. Normalement, tous les professionnels prennent 3 à 5 jours d’autonomie (c’est-à-dire des jours sans soleil) ;
  5. Si nous prenons même une autonomie de 2 jours, la capacité de la batterie serait de 200 + (200*2) = 600 Ah.
  6. Nous pouvons utiliser trois nombres de batteries de 12V/200 Ah en parallèle. Ou nous pouvons utiliser six cellules 2V de 600 Ah de capacité en série.

Dimensionnement du convertisseur solaire

La puissance d’entrée de l’onduleur doit être compatible avec la puissance totale en watts des appareils. L’onduleur doit avoir la même tension nominale que la batterie. Pour les systèmes autonomes, l’onduleur doit être suffisamment grand pour gérer la quantité totale de watts utilisée. La puissance nominale de l’onduleur doit être supérieure d’environ 25 % à la puissance totale des appareils. Si des appareils à forte puissance comme des machines à laver, des compresseurs d’air, des mixeurs, etc. sont inclus dans le circuit, la taille de l’onduleur doit être au moins 3 fois supérieure à la capacité de ces appareils pour prendre en charge le courant de pointe au démarrage.

Dans le calcul ci-dessus, la puissance totale est de 230 W (c’est-à-dire à pleine charge). En incluant une marge de sécurité de 25 %, la puissance de l’onduleur serait de 230*1,25 = 288 W.

Si nous n’incluons pas les appareils à pointes comme les machines à laver etc., l’onduleur 12V/300 W est suffisant. Sinon, nous devons opter pour un onduleur de 1000 W (ou 1 kW).

Dimensionnement du régulateur de charge solaire

Le régulateur de charge solaire doit correspondre à la puissance en watts du générateur photovoltaïque et des batteries. Dans notre cas, nous utilisons des panneaux solaires de 12V/300 Watts. Pour obtenir le courant, divisez 300 W par 12 V = 25 A et identifiez ensuite le type de régulateur de charge solaire qui convient à votre application. Nous devons nous assurer que le régulateur de charge solaire a une capacité suffisante pour gérer le courant provenant de la matrice PV.
Selon la pratique courante, le dimensionnement d’un régulateur de charge solaire consiste à prendre le courant de court-circuit (Isc) du générateur PV et à le multiplier par 1,3.

Puissance du régulateur de charge solaire = Courant de court-circuit total du générateur PV = (2*6,11 A) x 1,3 = 15,9 A.
En tenant compte du calcul de la puissance indiqué ci-dessus, le régulateur de charge devrait être de 12V/25 A (sans machines à picots, lave-linge, etc.).

Comment charger une batterie avec un panneau solaire ?

Comment charger des batteries au plomb de 12 V avec un panneau solaire ?

Peut-on charger une batterie de voiture avec des panneaux solaires ?

Le premier point à noter est qu’il doit y avoir une compatibilité entre la batterie et le panneau solaire photovoltaïque. Par exemple, le panneau solaire photovoltaïque doit être de 12V si vous voulez charger une batterie de 12V. Nous savons tous qu’une cellule solaire photovoltaïque d’une puissance de 12 V/100 watts produira près de 18 V de tension en circuit ouvert (VOC) et 16 V de tension de puissance maximale (VAmp) et un courant de puissance maximale (IMP) de 5,57 A (100 W/17,99 V).

Une fois que la tension et la capacité nominale de la batterie sont connues ou disponibles, les calculs indiqués dans la section ci-dessus peuvent être effectués.
L’aspect le plus important est que la batterie ne doit pas être connectée directement au panneau solaire photovoltaïque. Comme nous l’avons vu précédemment, il faut utiliser un régulateur de charge et un onduleur d’une puissance appropriée.

Ou
Si l’utilisateur peut surveiller la tension aux bornes de la batterie (TV) (c’est-à-dire continuer à relever la tension aux bornes de la batterie de temps en temps), le panneau solaire photovoltaïque peut être directement connecté à la batterie. Une fois que la batterie est complètement chargée, la charge doit être terminée. Les critères de charge complète dépendent du type de batterie. Par exemple, s’il s’agit d’une batterie plomb-acide de type inondé, la tension de charge peut atteindre 16 V ou plus pour une batterie de 12V. Mais s’il s’agit d’un type à régulation par soupape (le type dit étanche), la tension ne doit à aucun moment dépasser 14,4 pour une batterie de 12V.

Comment connecter la batterie au panneau solaire ?

Comment relier des panneaux solaires à des batteries de VR ?

Le câblage des panneaux solaires photovoltaïques pour véhicules de loisirs (VR) est le même que celui des autres panneaux SPV. Le panneau solaire photovoltaïque ne doit pas être directement connecté aux batteries. Le véhicule récréatif aura son propre régulateur de charge et d’autres composants du système, comme dans le cas d’un SPV de toit.
En fonction de la puissance du système solaire photovoltaïque (plus important, la tension), les connexions des batteries doivent être effectuées. Si la sortie solaire photovoltaïque est de 12V, alors une batterie de 12V peut être connectée via un contrôleur de charge approprié. Si vous avez d’autres batteries de 12V en réserve, ces batteries de réserve peuvent être connectées au SPV en parallèle avec la batterie déjà connectée. Ne les connectez jamais en série.

Fig 7. Different types of connection of batteries to SPV panels
Fig 7. Different types of connection of batteries to SPV panels

Si vous avez deux batteries de 6 V, connectez-les en série et ensuite au panneau solaire photovoltaïque.
Si la tension de sortie du panneau solaire photovoltaïque est de 24 V, vous pouvez connecter deux batteries de 12 V en série.

Cela vaut-il la peine de se procurer une batterie solaire ?

Oui, cela vaut la peine de se procurer une batterie solaire. Les batteries solaires sont conçues spécialement pour les applications solaires et ont donc une durée de vie plus longue que les autres types de batteries au plomb. Ils peuvent résister à des températures de fonctionnement plus élevées et offrir une durée de vie plus longue pour l’application à faible décharge prévue. De plus, comme ils sont régulés par des vannes, le coût d’entretien est presque nul. Il n’est pas nécessaire d’ajouter périodiquement de l’eau dans les cellules.

Si vous voulez parler du système solaire photovoltaïque, la réponse est la suivante : Où voulez-vous l’utiliser ? Est-ce un endroit éloigné sans connexion au réseau ? Dans ce cas, c’est définitivement rentable et rentable.
À l’exception de la batterie, tous les autres composants ont une espérance de vie de plus de 25 ans. L’avantage financier final fourni par l’énergie solaire dépassera de loin le prix que vous payez pour l’énergie solaire.
La période de remboursement du coût dépend principalement du coût de l’électricité provenant des DISCOMs.

Les batteries solaires sont-elles rentables ?

Période de récupération = (Coût total du système – Valeur des incitations) ÷ Coût de l’électricité ÷ Consommation annuelle d’électricité
Pour un système solaire photovoltaïque de 1 kW, le coût de référence est de 65 000 roupies. La subvention du gouvernement est de 40 000 roupies.
Vous pouvez avoir vos propres calculs.

Comment empêcher un panneau solaire de surcharger une batterie solaire ?

Tous les chargeurs sont fabriqués selon les bonnes pratiques de fabrication. Lorsqu’un contrôleur de charge est connecté entre le panneau SPV et la batterie, il n’est pas nécessaire de se préoccuper des chargeurs.

Mais un tracker numérique de point de puissance maximale(MPPT) est une bonne option au lieu d’un simple régulateur de charge. Un MPPT est un convertisseur électronique de courant continu en courant continu qui optimise la correspondance entre le panneau solaire (panneaux PV) et le banc de batteries. Il détecte la sortie en courant continu des panneaux solaires, la transforme en courant alternatif à haute fréquence et la réduit à une tension et un courant continu différents pour répondre exactement aux besoins en énergie des batteries. L’avantage d’avoir un MPPT est expliqué ci-dessous.

Quel est le meilleur chargeur de batterie solaire ?

La plupart des panneaux PV sont construits pour une sortie de 16 à 18 volts, même si la tension nominale du panneau SPV est de 12 V. Mais une batterie nominale de 12 V peut avoir une plage de tension réelle de 11,5 à 12,5 V (OCV) selon l’état de charge (SOC). Dans des conditions de charge, une composante de tension supplémentaire doit être fournie à la batterie. Dans les régulateurs de charge normaux, la puissance supplémentaire produite par le panneau photovoltaïque est dissipée sous forme de chaleur, tandis qu’un MPPT détecte les besoins de la batterie et donne une puissance plus élevée si le panneau photovoltaïque produit une puissance supérieure. Ainsi, le gaspillage, la sous-charge et la surcharge sont évités en utilisant un MPPT.

La température affecte les performances du panneau SPV. Lorsque la température augmente, l’efficacité du panneau SPV diminue. (Remarque : Lorsque les panneaux SPV sont exposés à une température plus élevée, le courant produit par le panneau SPV augmente, tandis que la tension diminue. Comme la diminution de la tension est plus rapide que l’augmentation du courant, l’efficacité du panneau SPV est diminuée). Au contraire, à des températures plus basses, l’efficacité augmente. À des températures inférieures à 25°C (qui est la température des conditions d’essai standard(STC)), le rendement augmente. Mais l’efficacité s’équilibrera sur le long terme.

Comment calculer le temps de charge d'une batterie solaire par un panneau solaire ?

Dès le départ, nous devons savoir
1. L’état de charge (SOC) de la batterie
2. Capacité de la batterie &
3. Caractéristiques de sortie du panneau SPV.
SOC indique la capacité disponible de la batterie. Par exemple, si la batterie est chargée à 40 %, nous disons que le SOC est de 40 % ou un facteur de 0,4. D’autre part, la profondeur de décharge (DOD) indique la capacité déjà retirée de la batterie. Dans l’exemple ci-dessus de 40 % de SOC, le DOD est de 60 %.
SOC + DOD = 100 %.
Une fois que nous connaissons le SOC, nous pouvons dire quelle quantité d’énergie doit être fournie à la batterie pour qu’elle atteigne sa pleine charge.

Comment charger la batterie solaire ?

Si la production du panneau photovoltaïque est de 100 W et que la durée de charge est de 5 heures, l’entrée dans la batterie est de 100 W*5h = 500 Wh. Pour une batterie de 12V, cela signifie que nous avons donné une entrée de 500 Wh/12V = 42 Ah. En supposant que la capacité de la batterie est de 100 Ah, cela signifie que nous avons chargé à 42 % du SOC, si la batterie avait été complètement déchargée. Si la batterie n’était déchargée qu’à 40 % (40 % DOD, 60 % SOC), cette entrée est suffisante pour une charge complète.

La bonne méthode consiste à inclure un contrôleur de charge, qui se chargera de la charge de la batterie.

Quelle taille de panneau solaire pour une batterie de 7 Ah ?

Un panneau SPV de 12V-10 Wp est bon pour une batterie VRLA de 7.5Ah. Un contrôleur de charge de 12V-10A doit être inclus dans le circuit. Le régulateur de charge aura des dispositions pour sélectionner les réglages de tension de déconnexion de la batterie (11,0 ± 0,2 V ou selon les besoins) et de reconnexion (12,5 ± 0,2 V ou selon les besoins). La batterie VR serait chargée à 14,5 ± 0,2 V en mode de tension constante.

Un panneau de 10 W donnera 10Wh (0,6A @ 16,5V) en une heure. dans des conditions de test standard (1000W/m2 et 25°C – équivalent à une heure d’ensoleillement maximal). Pour environ 5 heures d’ensoleillement équivalent en été, il donnera 50 Wh. Ainsi, une entrée de 50 Wh/14,4 V =3,47 Ah sera mise dans la batterie.

Un panneau solaire chargera-t-il entièrement une batterie solaire ?

Le panneau solaire seul ne doit jamais être utilisé pour charger une batterie. Comme décrit ci-dessus, un contrôleur de charge de panneau solaire photovoltaïque doit être inséré entre le panneau et la batterie. Le contrôleur de charge se chargera de la fin de la charge.

Combien de panneaux solaires et de batteries pour alimenter une maison ?

Il n’y a pas de réponse directe à cette question car chaque foyer a des besoins en électricité qui lui sont propres. Deux maisons de la même taille peuvent avoir des besoins énergétiques totalement différents.
Suivez donc le processus indiqué ci-dessous pour obtenir les spécifications appropriées pour le panneau solaire photovoltaïque, les batteries et les régulateurs de charge.
Étape 1. Calculez les besoins quotidiens en électricité et les besoins énergétiques de la maison.

Tableau 7. Besoins quotidiens en électricité et en énergie

Appareils ménagers Électricité/appareil électrique Nos. Total W 5 Heures d'utilisation et besoin total en Wh par jour
Ampoules LED 10W 10 100 5 heures ; 500 Wh ou 0,5 kWh ou unité (15 kWh par mois)
Ventilateurs de plafond 75W 3 225 5 heures ; 1,25 unité (15+37,5=52,5 kWh par mois)
Lampes à tube 40W 4 160 5 heures ; 0,8 kWh (52,5+24=76,5 kWh par mois)
Ordinateur portable 100W 1 100 10 heures ; 1,0 unité (76,5+30=106,5 kWh par mois)
Réfrigérateur 300W (200 Litres) 1 300 5 heures;1,5 unités (106,5+45=152 kWh par mois)
Machine à laver 1000W 1 1000 1 heure ; 1 unité (152+30=182 kWh par mois)

1. Besoins énergétiques totaux par jour = 182 kWh / 30 jours = 6,07 kWh Soit, 6000 Wh
2. Mais à tout moment, la totalité des 6000 Wh ci-dessus n’est pas utilisée. Il faut donc calculer le besoin moyen en Wh. Nous pouvons prendre 50 % de 6000 = 3000 Wh.

Étape 2. Calculez les besoins énergétiques quotidiens de la maison en matière de panneaux solaires.

  1. 3000 Wh / 5 heures = 600 W ou 0,6 kW de panneau est nécessaire.
  2. Mais nous devons tenir compte de l’efficacité du panneau photovoltaïque. Divisez donc cette valeur par 0,9. On obtient 0,6/0,9 = 666 Wh.
  3. Nous pouvons sélectionner quatre panneaux de 365 W (PMax = 370 W) (par exemple, LG365Q1K-V5). En utilisant deux en parallèle et deux en série, on obtient 1380 (WRated) à 1480 (W@40C°) à une tension de 74,4 (VMPP). à 87,4 V (VOCV). Le courant nominal de l’installation est de 19,94 A.

Étape 3. Calculer les besoins en énergie de la batterie solaire

1. Les batteries ne peuvent être déchargées à 80 % que dans les applications solaires photovoltaïques. Divisez donc ce Wh par 0,8 ; 6300/0,8 =7875Wh
2. De nouveau, pour le stock tampon (pas de dimanche – 2 jours), il faut multiplier par 1+2. = Donc, la batterie requise est de 7875 Wh*3 = 23625 Wh.
3. Pour convertir ce Wh en Ah, il faut diviser le Wh par la tension de la batterie à se procurer. 23625 Wh /48 V= 492 Ah. Ou 23625 /72 = 328 Ah.

    • Si nous choisissons le système 48 V, alors la Marque Microtex 6 OPzV420 Solar tubular gel VRLA battery est la batterie idéale (24 numéros de cellules 2V de 512 Ah @ C10) conçue uniquement pour les applications solaires. Si nous choisissons un système 72 V, alors le type 6 OPzV300 (36 numéros de cellules 2V de 350 Ah @ C10) est bon.
    • Si nous voulons des batteries AGM VRLA pour un système 48V, alors les batteries Microtex Brand six numéros de la batterie M 500V (8V, 500 Ah @ C10) est la batterie idéale spécialement conçue pour les applications solaires à longue durée de vie. Si nous choisissons le système 72 V, alors les neuf numéros de la marque Microtex du type M 300 V (8V, 300 Ah @ C10) sont bons.

Ces batteries sont compactes et peuvent être empilées dans des racks horizontaux, avec une faible empreinte au sol.

Étape 4. Calculer les spécifications du contrôleur de charge


Puisque nous utilisons une batterie de 48 V (24 cellules) nominal, nous avons besoin d’un contrôleur de charge de 2,4 V*24 = 57,6 V. Avec un régulateur de charge Classic 150 de MidNite Solar, le courant de charge sera de 25,7 A à une tension de charge de 57,6 V (pour une batterie de 48 V).

Si nous utilisons une batterie d’une puissance nominale de 72 V (36 cellules), nous avons besoin d’un régulateur de charge de 2.4 V*36 = 86.4 V. Avec un régulateur de charge Classic 150 de MidNite Solar, le courant de charge sera de 25,7 A pour cette tension, le courant de charge de la batterie sera de 25,7 A. Un problème avec le système de batterie de 72 V est que nous devons ajouter un panneau supplémentaire en série ; il faut donc se procurer un total de 6 panneaux (au lieu de 4). Il est donc préférable d’opter pour un système de batterie de 48 V.

En ce qui concerne les exigences de courant de charge-décharge, puisque nous utilisons un MPPT de 150V/ 86 A, les courants de charge-décharge seront correctement pris en charge par le MPPT.
Mais les fabricants exigent une tension de charge de 2,25 à 2,3 V par cellule (Vpc), la tension de charge peut être réglée aux niveaux de tension spécifiés.

Comment utiliser l'énergie solaire sans piles ?

Il n’est pas conseillé d’utiliser directement les panneaux SPV, à moins que la tension du panneau et de l’appareil ne soit compatible, c’est-à-dire que l’appareil doit être de type DC.
Sinon, il devrait toujours y avoir un contrôleur de charge PWM ou un MPPT sophistiqué.
Lorsqu’il n’y a pas de batterie pour stocker l’énergie, nous devons vendre l’énergie produite en excès à la DISCOM locale. Il doit donc s’agir d’un système SPV connecté au réseau.

Abengoa, une entreprise spécialisée dans les énergies renouvelables basée en Espagne, a déjà construit plusieurs centrales solaires qui stockent l’énergie excédentaire dans du sel fondu, qui peut absorber des températures extrêmement élevées sans changer d’état. Abengoa a récemment obtenu un autre contrat pour la construction d’une centrale solaire de 110 mégawatts à base de sel au Chili, qui devrait être capable de stocker 17 heures d’énergie en réserve. [ https://www.popularmechanics.com/science/energy/a9961/3-clever-new-ways-to-store-solar-energy-16407404/ ]
Une idée récemment développée consiste à pomper de l’eau à l’aide d’électricité à partir de panneaux solaires placés en hauteur (par exemple sur le toit), ce qui signifie qu’ils stockent de l’énergie potentielle qui peut ensuite être convertie en énergie cinétique lorsqu’elle est descendue et donc en électricité lorsque cette eau courante est utilisée pour faire tourner des turbines. C’est comme une combinaison solaire-hydroélectrique !

Une autre solution consiste à diriger l’énergie de votre système photovoltaïque vers un électrolyseur d’eau qui produit de l’hydrogène à partir de l’eau. Cet hydrogène gazeux est stocké et peut être utilisé ultérieurement comme batterie pour produire de l’électricité. Cette méthode est principalement utilisée à des fins industrielles[ https://www.environmentbuddy.com/energy/how-to-store-solar-energy-without-batteries/]

Les panneaux solaires absorbent les photons du soleil qui entrent dans le système où un alliage d’aluminium est chauffé et passe de l’état solide à l’état liquide. Cette méthode permet de stocker une quantité très dense d’énergie dans le matériau qui sera envoyée sous forme de chaleur au générateur Stirling. De là, il se transforme en électricité, sans aucune émission et à moindre coût. https://www.sciencetimes.com/articles/25054/20200318/breakthrough-concept-for-storing-energy-without-batteries.htm

Comment tester une batterie solaire ?

L’Organisation indienne de normalisation a formulé la norme IS 16270:2014 pour les essais des piles et batteries secondaires pour les applications solaires photovoltaïques. Le numéro de spécification CEI 62133 : 2012 est également disponible. Ces deux spécifications sont identiques.

Les tests suivants sont décrits en détail :

  1. Capacité nominale
  2. Endurance (test de cycle de vie)
  3. Maintien des charges
  4. Endurance cyclique en application photovoltaïque (conditions extrêmes)
  5. Récupération de la sulfatation
  6. Perte d’eau sur la charge flottante
  7. Tests d’efficacité

Puis-je charger une batterie directement à partir d'un panneau solaire ?

Il n’est pas conseillé d’utiliser directement les panneaux SPV, à moins que la tension du panneau et de l’appareil ne soit compatible, c’est-à-dire que l’appareil doit être de type DC.

Comment fonctionnent les banques de batteries solaires ?

Comme toutes les autres banques de batteries, les batteries solaires fournissent également de l’énergie à la demande. En fonction des besoins en énergie et de la durée pendant laquelle cette énergie est requise, la capacité du banc de batteries et sa configuration seront déterminées.
La puissance requise et la durée déterminent également la capacité du panneau solaire.

Les panneaux solaires et la batterie sont reliés par un contrôleur de charge afin que la batterie ou les appareils ne soient pas endommagés par une tension ou un courant excessif. Là encore, le courant provenant de la batterie sera du courant continu et ce courant continu sera converti en courant alternatif selon les besoins par un onduleur solaire. Certains des appareils fonctionnant en courant continu peuvent être connectés au régulateur de charge.
Les utilisateurs qui ne sont pas familiarisés avec la connexion de batteries doivent consulter un expert avant de connecter des batteries entre elles pour constituer un banc de batteries adapté ou la batterie au régulateur de charge ou à l’onduleur.

Les batteries au gel sont-elles bonnes pour le solaire ?

Oui. Les batteries au gel sont de type à régulation par soupape, ce qui fait que les besoins de maintenance sont presque nuls. Elles offrent des performances supérieures dans les applications flottantes et cycliques, sans perte de fiabilité tout au long de la durée de vie des cellules. Les broches positives sont fabriquées à partir d’un alliage spécial résistant à la corrosion et à forte teneur en étain, afin d’offrir de bonnes performances pendant toute la durée de vie des cellules.
Ils conviennent parfaitement à toutes les applications de stockage d’énergie renouvelable, d’onduleurs, d’appareillage de commutation et de contrôle, ainsi qu’aux applications de signalisation et de télécommunications ferroviaires (S & T).

Ces cellules sont constituées de plaques tubulaires fabriquées selon un procédé de moulage sous pression à haute pression et offrent ainsi des moulages sans pores permettant une durée de vie de plus de 20 ans. Il s’agit de cellules chargées en usine, prêtes à l’emploi, sans stratification de l’électrolyte. L’ajout périodique d’eau (remplissage) est supprimé grâce à la construction VR.

Ils sont dotés de valves spécialement conçues avec des matériaux ignifuges afin d’éliminer complètement les risques d’incendie.

Puis-je utiliser une batterie de voiture pour le solaire ?

Tout type de batterie peut être utilisé pour une application SPV. Les batteries automobiles sont destinées à des décharges à haut débit et sont donc fabriquées avec des plaques plates plus fines. Par conséquent, leur durée de vie dans les applications cycliques profondes sera très faible.
On peut les utiliser dans des applications solaires photovoltaïques, mais il ne faut pas s’attendre à une longue durée de vie.

Puis-je utiliser une batterie solaire dans un onduleur normal ?

Oui. Il doit y avoir une compatibilité entre l’onduleur et la batterie en termes de tension. L’onduleur doit avoir une tension de charge maximale de 2,25 à 2,3 V par cellule (Vpc), soit 13,5 à 13,8 V pour une batterie de 12V. Dans ce cas, aucun problème ne sera rencontré.

Puis-je utiliser une batterie d'onduleur normale pour un banc de batteries de panneau solaire ?

Oui. Mais l’aspect maintenance posera des problèmes et entraînera également une hausse des coûts par rapport aux batteries à gel solaire. Faire l’appoint régulièrement, nettoyer les bornes et les rondelles, les boulons et les écrous et effectuer des charges d’égalisation périodiques : voilà quelques-uns des aspects de l’entretien.

Combien de batteries sont nécessaires pour un système solaire de 10 kW ?

Les spécifications des batteries pour un système solaire de 10 kW (hors réseau) doivent être décidées en tenant compte de plusieurs paramètres comme les besoins quotidiens en kW et kWh, la capacité des panneaux SPV, l’ensoleillement, etc.
Toutefois, la plupart des systèmes hors réseau installés sur les toits d’une capacité de 7,5 kW à 10 kW (surface de toit requise de 700 à 1000 pieds carrés) utilisent des systèmes 120 V de batteries de 150 Ah ainsi que 16 modules de panneaux solaires de 320 WP.
Le système solaire photovoltaïque raccordé au réseau ne nécessite pas de stockage sur batterie.

Comment charger plusieurs batteries avec un seul panneau solaire ?

Tous les régulateurs de charge solaire ne permettent de charger qu’une seule batterie. Aujourd’hui, il existe des régulateurs de charge qui ont la possibilité de charger deux bancs de batteries. Les deux banques de batteries sont chargées séparément à l’aide du même contrôleur et des mêmes panneaux solaires. Il existe deux points de connexion distincts pour la batterie sur le régulateur de charge.
En l’absence du type de régulateur de charge ci-dessus, les deux batteries peuvent être chargées à partir d’un panneau solaire en utilisant deux régulateurs de charge solaire. Les régulateurs de charge ont été spécialement conçus pour être utilisés dans cette configuration. Les deux régulateurs de charge solaire surveillent et contrôlent individuellement et efficacement pour assurer un courant (ampères) et une tension de charge optimaux.

Combien de panneaux solaires faut-il pour charger une batterie de 12 volts ?

Un seul panneau solaire est suffisant pour charger une batterie de 12V. La tension de sortie d’un panneau SPV est adaptée à la charge d’une batterie de 12V et se situe dans une fourchette de 16 à 17,3V.

Le courant dépend du nombre de cellules solaires connectées en parallèle. Chaque cellule SPV peut produire environ 0,55 à 0,6 V (OCV) et un courant de 2 A selon la taille de la cellule, l’ensoleillement (donné en W/m2) et les conditions climatiques.

35 cellules en série produisent 35 à 40 W à 17,3. La cellule a un diamètre de 4 pouces. Module solaire normal
le panneau est installé dans un cadre en aluminium qui a été orienté pour faire face à l’équateur (sud) et incliné d’un angle d’environ 45° S.
Une cellule de 40 W a une surface de 91,3 cm 2 et la tension est de 21 V (OCV) et 17,3 V (OCV). Il peut produire un courant de 2,3 A.
De même, un panneau de 10 W donnera 10 Wh (0,6 A @ 16,5 V) pendant une heure dans des conditions normales.
conditions d’essai (1000 W/m2 et 25C – équivalent à une heure d’ensoleillement maximal). Pour environ 5 heures équivalentes d’ensoleillement en été, il donnera 50 Wh.

Quelle est la meilleure batterie pour le solaire ?

Les batteries solaires à électrolyte gélifié sont les meilleures pour des raisons de coût.
Mais aujourd’hui, les batteries Li-ion, plus performantes, sont préférées par les utilisateurs.
Un accumulateur au plomb de 24 kWh est égal à :
– 2 000 Ah à 12 volts
– 1 000 Ah à 24 volts
– 500 Ah à 48 volts
Pour les mêmes 24 kWh, une batterie Li-ion de 13,13 kWh est suffisante.
– 1 050 Ah à 12 volts
– 525 Ah à 24 volts
– 262,5 Ah à 48 volts (https://www.wholesalesolar.com/solar-information/battery-bank-sizing)

Dimensionnement des batteries au plomb

10 kWh x 2 (pour une profondeur de décharge de 50 %) x 1,25 (facteur d’efficacité de charge de 80 %) = 25,0 kWh

Mais si nous prenons les calculs de 80 % de DOD pour les batteries plomb-acide à cycle profond, les kWh nécessaires seront inférieurs.

10 kWh *1,25 (ou 10/0,8) (pour une profondeur de décharge de 80 %) multiplié par 1,25 (rendement de charge de 80 %), la batterie requise sera de 15,6 kWh

Dimensionnement de la batterie lithium-ion

10 kWh x 1,25 (pour une profondeur de décharge de 80 %) x 1,05 (facteur d’efficacité de charge de 95 %) = 13,16 kWh

Puis-je connecter un panneau solaire de 24 V à une batterie de 12 V ?

Oui. Mais nous devons inclure un contrôleur de charge entre le panneau SPV et la batterie. Sinon, la batterie peut être endommagée par une surcharge ou même exploser, si les conditions sont favorables à l’accumulation d’hydrogène au-dessus de la limite dangereuse et à la production d’une étincelle.

Quelle est la différence entre une batterie solaire et une batterie normale ?

Les batteries solaires sont constituées de plaques tubulaires fabriquées selon un procédé de moulage sous pression à haute pression, ce qui permet d’obtenir des pièces moulées sans pores et d’assurer une durée de vie de plus de 20 ans. Il s’agit de cellules chargées en usine, prêtes à l’emploi, sans stratification de l’électrolyte. L’ajout périodique d’eau (remplissage) est supprimé grâce à la construction VR. Ils sont dotés de valves spécialement conçues avec des matériaux ignifuges afin d’éliminer complètement les risques d’incendie.

Les batteries au gel sont de type à régulation par soupape, ce qui fait que les besoins de maintenance sont presque nuls. Elles offrent des performances supérieures dans les applications flottantes et cycliques, sans perte de fiabilité tout au long de la durée de vie des cellules. Les broches positives sont fabriquées dans un alliage spécial résistant à la corrosion et à forte teneur en étain, afin d’offrir de bonnes performances pendant toute la durée de vie des cellules.

Au contraire, les batteries normales sont fabriquées avec des alliages conventionnels pour les grilles et leur durée de vie n’est pas non plus plus plus longue. Mais l’aspect maintenance posera des problèmes et entraînera également une hausse des coûts par rapport aux batteries à gel solaire. Faire l’appoint régulièrement, nettoyer les bornes et les rondelles, les boulons et les écrous et effectuer des charges d’égalisation périodiques : voilà quelques-uns des aspects de l’entretien.

Fig 2. Un système solaire simple hors réseau
Fig 2. Un système solaire simple hors réseau

Comment connecter un panneau solaire, une batterie et un contrôleur de charge :

Le régulateur de charge sera connecté entre le panneau solaire photovoltaïque et la batterie.

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