Tout sur les batteries

Électricité alternative 201
Source : batteriesexpert.com

La plupart des systèmes photovoltaïques non connecté à un réseau de distribution d’électricité comportent des accumulateurs qui emmagasinent l’énergie en prévision des périodes ou il n’y a pas ou peu de soleil. Certains systèmes spécialisés (comme les systèmes de pompage de l’eau et de ventilation) n’ont pas besoin de dispositif de stockage, car ils sont seulement utilisés quand il fait jour. Néanmoins, la plupart des systèmes PV installés au Canada comportent des accumulateurs.

Le choix de la capacité et du genre d’accumulateurs est un élément important lors de la conception du système, surtout s’il s’agit d’un système sans source d’énergie d’appoint. Les accumulateurs peuvent représenter de 25 à 50 % du coût total du système. Il est donc essentiel de choisir celui qui convient le mieux. Ceux qui durent plus longtemps (cellule stationnaire) peuvent être plus coûteux au départ, mais ils sont en général plus rentable à long terme.

La plupart des systèmes photovoltaïques sont équipés d’accumulateurs acide-plomb antimoine liquide flottante (batterie à décharge profonde). N’employez jamais des batteries d’automobile, car elles ne sont pas conçues pour supporter des décharges profondes répétées. Les autres modèles utilisés sont acide-plomb antimoine scellé AGM (électrolyte retenu par séparateur fibreux éponge) et acide-plomb antimoine sceller GEL (électrolyte gélatineux). Il y a les accumulateurs au Nickel-Cadnium qui sont utiliser dans certain domaine industriel.

Pour et contre

Acide plomb liquide
Pour une utilisation légère récréatif soit pour chalet, véhicule récréatif et certaines utilisations agricoles ou commerciales. Son coût versus sa performance en font un choix très populaire.

Le voltage d’utilisation pour ce type d’accumulateur est généralement 12 volts quelque fois 24 volts.

Acide plomb liquide stationnaire
Pour une utilisation à long terme soit pour chalet permanent, maison, certaines utilisations agricoles et commerciales. Son coût versus sa performance en  font un choix pour ceux qui ont un besoin de grande capacité de stockage . Le voltage d’utilisation pour ce type d’accumulateur est généralement 24 volts quelque fois 48 volts.

Acide plomb AGM
Pour une utilisation moyenne et grande , pour application  récréative soit pour chalet, véhicule récréatif et certaines utilisations agricoles ou commerciales. Cette performance en fait un choix très populaire pour des conditions climatiques très variées et le fait qu’il se dégage aucunes émanations donc très peu d’entretien. Plus cher que le type acide plomb. Le voltage d’utilisation pour ce type d’accumulateur est généralement 12 ou 24 volts petit et moyen système et 24 ou 48 volts pour l’AGM stationnaire.

Acide plomb GEL
Pour une utilisation moyenne et grande, pour application  récréative soit pour chalet, maison, véhicule récréatif et certaines utilisations agricoles ou commerciales. Ces performances plus grande que l’AGM en font un choix ou le cycle est important. Pour des conditions climatiques variées et le fait qu’il se dégage aucunes émanations donc très peu d’entretien. Plus chère que le type acide plomb AGM. Le voltage d’utilisation pour ce type d’accumulateur est généralement 12 volts quelque fois 24 volts.

Nickel-Cadnium
Pour une utilisation à très long terme soit pour maison et plusieurs utilisations commerciales. Sa performance en nombre de cycles et de durée de vie en font un choix pour ceux qui ont un besoin de grande capacité de stockage et pas ou peu d’entretien. Plus cher que les types d’accumulateurs discutés. Le voltage d’utilisation pour ce type d’accumulateur est généralement 12  ou 24 volts petit et moyen système et 24 ou 48 volts.

Capacité d’un accumulateur
La capacité d’un accumulateur s’exprime en ampère-heures ( AH ), C’est à dire en fonction de la quantité de courant qu’il peut débiter au cours d’un nombre d’heures précis à sa tension normale et à une température de 25 C jusqu a une tension nominale de 1.75 volts par cellule pour une batterie acide plomb. La capacité requise dépend de la décharge totale escomptée. La plupart des accumulateurs sont calculés sur un échelle de 20 heures et s’exprime AH / C20 .

Exemple : accumulateur de 100 AH =  5 ampères X 20 heures.

Toute fois on peut avoir des échelles de mesure sur 1 ,5 ,8 ,10 , 24 , 72 , 100 heures et la capacité peut varier selon l’heure de décharge.

Exemple : accumulateur de 100 AH C20 =
65 AH / C1 = 1h00
85 AH / C5 = 5h00
90 AH / C10 = 10h00
100 AH / C20 = 20h00
125 AH / C100 = 100h00

Il y a aussi des détaillants qui vendent des accumulateurs en WH .

Donc une batterie de 100 AH C20 = 1200 WH ou 1.2 Kwh ( 12 V X 100 AH = 1200 WH )

Il faut être prudent lors du choix des accumulateurs selon les manufacturiers du à l’échelle d’heure utilisée car on peut penser avoir plus pour le même prix mais a cause que les AH sont plus élevés mais calculé sur un temps plus long.

Par exemple, pour alimenter une ampoule de 25 watts pendant 8 heures à l’aide d’un accumulateur de 12 Volts , il faudrait au moins    16.7 AH    

(  25 W X 8 H = 200 WH ) ( 200 WH / 12 V = 16.7 AH )   ( Watts = Volts X Amperes ).

En pratique, pour protéger l’accumulateur d’un vieillissement accéléré, on conseille de prévoir une capacité plus grande soit l’équivalant de la consommation journalière fois 3 à 5 (jours) dans le domaine domestique et 7 à 10 jours pour le domaine industriel. De plus on recommande de ne pas utiliser plus de 60 à 80 % de leur capacité. Les accumulateurs devront être installé pour un système solaire à une température idéale entre 20 et 25 C, dans un endroit sec et avec une certaine ventilation.

Tableau de comparaison versus pourcentage de charge , le voltage, la densité de l’électrolyte et le point de congélation pour accumulateur de 6 et 12 volts.