Combien faut-il installer de batteries solaires pour alimenter une maison ?

Afin d’augmenter leur niveau d’autonomie et d’optimiser l’utilisation de leur production photovoltaïque, de plus en plus de Français couplent une ou plusieurs batteries solaires avec leurs panneaux photovoltaïque. Ce système, qui vous permet de stocker de l’électricité lors des pics de productivité et de la réutiliser lorsque vous le souhaitez, est idéal pour exploiter pleinement les sources d’énergie intermittentes comme les panneaux solaires. 

Mais, pour profiter au maximum de ce dispositif, il est crucial de savoir calculer le nombre de batteries nécessaires en fonction de votre installation. Alors, combien faut-il de batteries pour alimenter une maison ? Pour répondre à cette question, nous allons voir en détail dans cet article :

• Les facteurs qui influencent la quantité de batteries à installer
• Le calcul permettant de déterminer le nombre de batteries dont vous avez besoin
• Les différents types de batteries photovoltaïques présents sur le marché
• Le prix et la rentabilité d’une batterie solaire

Commençons par rappeler brièvement la définition de deux notions clés indispensables à connaître lorsqu’on parle de batteries photovoltaïques : la tension et la capacité.

Fonctionnement d’une batterie : tension et capacité

Pour bien appréhender ce dont nous allons parler tout au long de ce guide, il est nécessaire de commencer sur de bonnes bases : la compréhension des principales caractéristiques techniques d’une batterie solaire.

Afin de gagner du temps, nous vous épargnons les spécificités accessoires pour nous concentrer sur l’essentiel : 

• La tension, qui est de 12 V (Volts) sur la plupart des modèles de batteries photovoltaïques.
• La capacité de stockage, qui s’exprime en ampère-heure (Ah) pour les batteries, contrairement à la consommation ou la production des appareils électriques qui s’expriment en watts-heures (Wh). La capacité moyenne des batteries est généralement comprise entre 50 Ah et 500 Ah.

Détaillons maintenant les critères à connaître pour déterminer au mieux le nombre de batteries adapté à votre parc photovoltaïque.

Les critères pour connaître le nombre de batteries à installer

La consommation énergétique du foyer

Pour optimiser le dimensionnement de vos batteries solaires (autrement dit le nombre et la puissance de batteries à installer), la première chose à faire est de déterminer vos besoins en énergie. Or, ceux-ci sont plutôt faciles à définir : il s’agit de la consommation électrique quotidienne de votre foyer.

Le plus simple pour l’estimer est de consulter votre facture d’électricité : la plupart des fournisseurs y indiquent votre consommation annuelle. Il vous suffit ensuite de diviser celle-ci par le nombre de jours d’une année pour obtenir une moyenne de la consommation énergétique quotidienne de votre foyer. Cela correspond à la formule suivante :

Consommation électrique annuelle ÷ 365 = consommation électrique quotidienne moyenne

À titre d’exemple, voici ce que cela donnerait pour la consommation d’une famille de 4 personnes vivant dans une maison de 100 m², estimée en moyenne à 14 000 kWh/an (kilowatts-heures par an).

14 000 ÷ 365 = 38

La consommation d’électricité quotidienne de ce foyer est donc en moyenne de 38 kWh par jour.

Le niveau d’autonomie souhaité

Maintenant que vous avez déterminé la quantité d’électricité dont vous avez besoin, il est nécessaire de connaître le degré d’autonomie que vous souhaitez atteindre. Pour être plus clair : le nombre de jours pendant lesquels vous voulez être capable d’alimenter vos équipements sans produire d’électricité avec vos panneaux solaires ni puiser dans le réseau public de distribution.

Cette durée d’autonomie peut être extrêmement variable en fonction du modèle de batterie choisi (capacité, qualité de fabrication, etc.) et de votre consommation quotidienne.

Le taux d’ensoleillement

Le taux d’ensoleillement de votre région, ou coefficient d’ensoleillement, est un facteur clé à connaître pour bien dimensionner vos batteries photovoltaïques. En effet, plus vos panneaux sont exposés à la lumière solaire, plus ils sont productifs et plus vous disposez d’électricité à stocker.

Or, il existe de grandes variations d’exposition au soleil d’un bout à l’autre de l’hexagone : le taux d’ensoleillement sur la Côte d’Azur est par exemple presque deux fois plus élevé que dans le Pas-de-Calais !

Pour connaître le taux d’ensoleillement de votre région, allez vite consulter notre guide complet sur le coefficient solaire ainsi que notre article sur les cadastres solaires.

Les pertes énergétiques

Une autre donnée importante à prendre en compte est souvent laissée de côté : les pertes d’énergie au niveau des fils électriques et de l’onduleur lors de la conversion du courant alternatif en courant continu.

Ces pertes peuvent représenter entre 5 % et 15 % de votre production en fonction de la qualité du câblage, des connexions, du rendement de l’onduleur ou du micro-onduleur et de la mise en place générale de votre installation.

La profondeur maximale de décharge

Contrairement à d’autres appareils électriques, les batteries solaires n’apprécient pas d’être totalement déchargées. Selon les modèles, il convient donc de laisser une batterie photovoltaïque chargée entre 30 % et 80 % pour lui assurer une durée de vie maximale et un fonctionnement optimisé sur le long terme. Cette réserve est appelée profondeur maximale de décharge.

Il est généralement admis que, quel que soit le modèle de batterie dont vous disposez, vous pouvez la décharger de 50 % sans courir aucun risque de dysfonctionnement ou de dégradation. Gardez ce chiffre en tête si vous ne connaissez pas la profondeur maximale de décharge réelle de votre équipement.

Cette donnée est extrêmement importante à prendre en compte dans le calcul qui vous permet de savoir combien de batteries installer pour alimenter votre maison, puisqu’elle peut diviser par deux la capacité réelle de votre équipement de stockage. D’ailleurs, penchons-nous sans plus tarder sur ce fameux calcul !

Calcul du nombre de batteries pour une installation solaire

Formule pour savoir combien de batteries installer pour alimenter une maison

Pour connaître le nombre de batteries à installer pour assurer votre autonomie électrique sur plusieurs jours, il vous suffit d’effectuer ce calcul en 4 étapes :

1. Convertissez les Wh de votre consommation quotidienne en Ah, en la divisant par la tension aux bornes de la batterie (généralement 12 V).
2. Multipliez ce résultat par le nombre de jours d’autonomie dont vous souhaitez disposer.
3. Ajoutez-y le pourcentage correspondant à votre profondeur maximale de décharge.
4. Divisez ce résultat par la capacité en Ah du modèle de batterie choisi.

Voyons ce que cela donne concrètement.

Exemple concret de calcul du nombre de batteries solaires

Voici une llustration des différentes étapes de ce calcul. Reprenons l’exemple de notre famille de 4 personnes vivant dans une maison de 100 m² et consommant 38 kWh par jour. 

Imaginons qu’elle souhaite :

• S’équiper de batteries 12 V/500 Ah présentant une profondeur maximale de décharge de 40 %
• Disposer de 36 heures (1,5 jour) d’autonomie

Voici ce que donneraient les 4 étapes de calcul présentées précédemment (les résultats sont arrondis au nombre supérieur) :

1. Conversion des Wh de la consommation quotidienne en Ah

38 000 Wh (38 kWh) ÷ 12 = 3167 Ah

2. Ajout du nombre de jours d’autonomie désiré

3167 Ah x 1,5 jour = 4 751 Ah

3. Prise en compte de la profondeur maximale de décharge

4 751 + 40 % = 6 652 Ah

4. Division par la capacité du modèle de batterie

6 652 ÷ 500 = 14

Cette famille doit donc s’équiper de 14 batteries 12V/500 Ah pour atteindre ses objectifs d’autonomie.

Quel type de batterie choisir pour sa maison ?

Plusieurs technologies de batteries solaires sont aujourd’hui disponibles sur le marché. Laquelle choisir ? Voyons cela ensemble !

Les batteries au lithium

Les batteries au lithium sont réputées être les plus performantes, avec une durée de vie pouvant atteindre jusqu’à 8 000 cycles de charge/décharge. Il s’agit du type de technologie de stockage que nous recommandons si l’autonomie est votre objectif principal.

Par contre, l’investissement que représente leur achat est conséquent. Vous équiper en batteries lithium n’est donc pas une option réellement pertinente si vous recherchez en priorité la meilleure rentabilité possible pour votre installation.

Les batteries lithium fer phosphate (LFP)

Les batteries LFP, ou Lithium Fer Phosphate, arrivent en seconde position avec une durabilité pouvant atteindre jusqu’à 3 000 cycles, loin derrière les batteries lithium. Cette longévité réduite limite elle aussi leur rentabilité dans le temps.

Les batteries Gel, AGM et à plomb ouvert

Bien que généralement moins chers que les batteries lithium, les trois derniers types de modèles sont encore moins rentables sur le long terme, avec des durées de vie bien inférieures à celle des batteries LFP :

• Batteries Gel : jusqu’à 1 500 cycles
• Batteries AGM : jusqu’à 900 cycles
• Batteries à plomb ouvert : jusqu’à 500 cycles

Protéger les batteries pour allonger leur durée de vie

Voici quelques réflexes à avoir pour optimiser la longévité de vos batteries solaires.

• Ne jamais les décharger complètement. Souvenez-vous, nous en avons parlé dans la partie consacrée à la profondeur maximale de décharge.
• Les installer dans une pièce sèche, aérée et dont la température est maintenue entre 15°C et 25°C.
• Assurer au moins une fois par an l’entretien de l’ensemble de votre installation photovoltaïque (panneaux solaires, onduleur central ou micro-onduleurs, coffrets de protection, batteries, câblage et connexions, etc.).

Quel est le prix des batteries solaires ?

Voilà le principal défaut des batteries solaires : leur prix. Comptez généralement entre 500 € et 1 500 € par batterie selon la marque, le modèle et les capacités de l’équipement choisi.

Vous vous souvenez de notre famille fictive de 4 personnes qui souhaitait assurer 36 heures d’autonomie avec 14 batteries 12V/500 Ah ? Avec un prix moyen de 1 400 €/pièce pour ce type de modèle, cela représente un investissement de près de 20 000 € !

Quelle est la rentabilité des batteries solaires ?

Vous l’aurez compris avec l’exemple que nous venons de donner : la mise en place de batteries solaires n’est généralement pas une opération rentable, et ceci pour deux raisons. 

Premièrement, leur prix d’achat représente un investissement de départ très lourd. Deuxièmement, la durée de vie des batteries solaires reste très limitée : jusqu’à 10 ans en moyenne, alors que des panneaux solaires de qualité peuvent aller jusqu’à 50 ans.

Soyons clairs : le rôle des batteries solaires est d’assurer un fonctionnement en autonomie, pas la rentabilité d’une installation. C’est pourquoi, selon nous, le seul cas de figure qui justifie leur achat est l’autoconsommation sur site isolé, lorsque votre habitation ne peut pas être raccordée au réseau.

Vous avez la possibilité d’être raccordé au réseau de distribution public d’électricité et votre priorité est de maximiser la rentabilité de votre installation solaire ? Dans ce cas, privilégiez plutôt un fonctionnement en autoconsommation avec revente du surplus ou avec stockage sur batterie virtuelle.

Conclusion

Afin d’atteindre au mieux vos objectifs d’autonomie solaire, il est primordial de bien choisir le modèle et le nombre de batteries à installer. Cela passe par le fait de connaître les besoins quotidiens en électricité de votre foyer, le niveau d’autonomie désiré et la profondeur maximale de décharge de l’équipement que vous souhaitez mettre en place. À l’aide de ces données et du calcul présenté dans cet article, il est très facile de savoir combien de batteries installer pour alimenter votre maison.

Gardez toutefois à l’esprit que la mise en place de batteries solaires physiques est une opération très peu rentable sur le long terme, à cause de la durée de vie limitée et du prix très élevé de ce type d’équipement. Si vous recherchez en priorité la rentabilité et non pas l’autonomie, privilégiez plutôt un fonctionnement en autoconsommation avec revente du surplus ou souscrivez une offre de batterie virtuelle.
Pour profiter d’un accompagnement sur mesure et assurer une rentabilité maximale à votre projet solaire, contactez vite nos équipes d’experts !