Batteries

Les batteries peuvent stocker l'énergie électrique. Cela en fait un élément essentiel des systèmes hors réseau, où l'énergie solaire est stockée dans des batteries pour être utilisée la nuit ou par temps couvert.

• Les batteries stockent l'énergie électrique sous forme chimique. Elles ont une durée de vie limitée, généralement exprimée en vie du cycle, qui décrit combien de fois la batterie peut être déchargée puis rechargée complètement.
• Lorsque la batterie est pleine, on dit qu'elle a un état de charge (en: state of charge ou SOC) de 100 %.
• Toutes les batteries sont sensibles aux basses températures : elles perdent une grande partie de leur capacité en cas de gel, ou s'éteignent complètement pour ne pas subir de dommages.

Les batteries au plomb-acide sont une technologie simple et bien comprise. Elles n'utilisent pas d'électronique interne comme protection, elles peuvent donc être facilement endommagées, par exemple lorsqu'elles sont profondément déchargées. Il est recommandé d'utiliser un dispositif de protection de la batterie.

Elles présentent quelques inconvénients par rapport aux piles au lithium plus modernes :

• Poids (4 fois plus lourd que les piles au lithium, pour la même capacité utilisable)
• Volume (deux fois plus volumineux que les piles au lithium, pour la même capacité utile).

Les batteries de voiture ou batteries de démarrage sont des batteries de 12 V qui sont utilisées dans les voitures pour démarrer le moteur. Ces batteries sont conçues pour une courte durée pour faire démarrer la voiture, puis pour être rechargées. L'utilisation de ce type de batterie comme stockage d'énergie dans un système hors réseau les brisera très rapidement.

Ces batteries sont conçues pour le stockage d'énergie, et sont l'option la moins chère à l'heure actuelle. Elles sont remplies d'acide liquide. Lorsqu'elles sont chargées, une partie de ce liquide s'évapore, et elles doivent être remplies d'eau distillée toutes les deux semaines. Elles doivent également être conservées dans un espace ventilé. Si elles sont bien traitées, elles dureront de 5 à 7 ans, parfois plus, selon l'utilisation.

Ce type de batterie au plomb est adapté au stockage de l'énergie et ne nécessite pas d'entretien, mais est un peu plus cher que les batteries noyées.

Les batteries lithium-ion sont plus denses en énergie et ont une puissance de sortie plus élevée que les batteries plomb-acide. C'est pourquoi elles sont utilisées dans de nombreuses applications mobiles, comme les ordinateurs portables, les téléphones mobiles, les outils électriques sans fil, les vélos électriques et les véhicules électriques. La technologie est plus récente.

Les batteries au lithium contiennent un système de gestion de la batterie (BMS). Le BMS peut éteindre la batterie pour la protéger contre une mauvaise utilisation (protection contre les tensions élevées et basses, protection contre les températures élevées et basses, etc.) ). Elles sont moins susceptibles de se briser en cas de mauvaise utilisation.

Les batteries au lithium ne peuvent pas être chargées à des températures inférieures au point de congélation, ce qui est à prendre en compte pour les campements non chauffés. Elles sont également plus complexes et peuvent ne pas être aussi matures que les batteries au plomb. Certaines batteries LiFePo4 ont un élément chauffant intégré, qui réchauffe la batterie avec l'énergie des panneaux solaires avant de commencer à charger par basses températures.

Les batteries lithium-fer-phosphate, LiFePo4, ou LFP, ont une durée de vie beaucoup plus longue que les batteries lithium-ion conventionnelles, mais elles sont un peu plus lourdes (toujours beaucoup plus légères que les batteries plomb-acide). Aujourd'hui, elles remplacent souvent les batteries au plomb dans les camps, les cabanes, les véhicules de loisirs ou comme alimentation de secours à domicile.

Aujourd'hui, surtout 3 types de batteries sont utilisés dans les systèmes hors réseau:

• Les batteries plomb acide immergé à décharge profonde (les moins chères à acheter)
• Les batteries plomb acide AGM (les moins chères à acheter sans entretien)
• Les batteries LiFePo4 (plus performantes et durent plus longtemps que plomb acide, prix en baissant)

Tension et état de charge pour différents types de batteries:

Un banc de batteries est constitué de plusieurs batteries connectées ensemble pour agir comme une seule. Lorsque vous installez un nouveau banc de batteries, assurez-vous que toutes les batteries sont :

• Du même type et du même fabricant
• ont le même âge (idéalement neuves)
• Le même état de charge

Si vous utilisez des batteries différentes, elles se dégraderont beaucoup plus vite que la normale.

Les batteries peuvent être connectées en série, en parallèle ou un mélange des deux. La connexion en série augmente la tension, mais la capacité énergétique globale du banc est la même, quelle que soit la façon dont elles sont connectées.

La capacité d'une batterie est souvent exprimée en ampères-heures (Ah). Pour calculer la capacité énergétique plus utile en wattheures (Wh), il faut multiplier les ampères-heures (Ah) par la tension de la batterie (V).

Les batteries plomb acide, malgré la toxicité des leurs matériaux, sont un des produits les plus recyclés au monde, grâce à une filière bien développée au fil des années. Pour les batteries lithium, étant une nouvelle technologie, cette filière de recyclage n'est pas encore à sa hauteur. Considérant que toutes les batteries sont à la base un bloc des matériaux précieux, il est probable que cette filière se développera dans les prochaines années.