Des batteries domestiques totalisant 10 kWh de capacité chez un particulier / Image : Yoann Brochier, montage : RE.
Fin 2022, la capacité de stockage des batteries résidentielles en Europe atteignait 9,3 GWh selon l’association SolarPower. Avec la montée en puissance du photovoltaïque, le stockage connait, lui aussi, un essor sans précédent chez les particuliers. Mais investir dans une batterie domestique est-il réellement une bonne opération ?
Avec une installation photovoltaïque sans dispositif de stockage, le taux d’autoconsommation se situe généralement entre 20 et 50 %. Une grande partie de l’électricité produite n’est donc pas consommée et est injectée, gratuitement ou non, dans le réseau électrique national. En revanche, si une batterie est raccordée à l’installation, le taux d’autoconsommation augmente sensiblement. Certains professionnels promettent jusqu’à 70 %, voire 80 %.
En effet, stocker l’excédent d’énergie permet d’accumuler l’électricité non consommée pour une utilisation ultérieure. Pendant la nuit ou lorsque l’installation solaire peine à couvrir les besoins, la batterie déstocke son énergie pour prendre le relais. L’accumulateur permet ainsi d’être moins dépendant des fluctuations de la production solaire mais également du réseau électrique national.
À savoir :
La quantité d’énergie stockée dans une batterie domestique se mesure en ampères-heures (Ah), wattheures (Wh) ou kilowattheures (kWh).
La puissance se mesure en watts (W) ou kilowatts (kW) et peut se calculer facilement en multipliant l’intensité maximale indiquée en ampères (A) par la tension nominale indiquée en volts (V). Une batterie revendiquant 200 A sous 12,7 V dispose ainsi d’une puissance maximale de 2 540 W (2,54 kW).
À lire aussi Pourquoi la batterie domestique ne séduit pas en France ?Les principaux types de batteries domestiques
Les types de batteries les plus courants sur le marché résidentiel sont les batteries lithium et les batteries au plomb. Les versions au plomb se déclinent en trois sortes en fonction de leur technologie. On distingue les batteries au plomb ouvert, les batteries gel et les batteries AGM. Ces dernières occupent toujours une place significative, car elles sont moins chères et étaient historiquement les seules disponibles avant la démocratisation de la technologie lithium. Elles perdent toutefois du terrain face aux nombreux avantages du lithium.
- La batterie lithium est actuellement la plus populaire du marché en raison de sa performance avancée. Dans cette technologie, le lithium est présent dans les électrodes de la batterie. Ce type d’accumulateur a l’avantage d’être à la fois compact et léger, en plus d’afficher une durée de vie largement supérieure à celle des batteries au plomb. Par conséquent, la technologie est la plus chère du marché. Parmi la technologie lithium, il existe différentes formulations chimiques. La batterie LiFePo4 (lithium-fer-phosphate, ou LFP) par exemple, sont réputées plus sûres (moins de risques d’incendie), plus durables (plus longue durée de vie) et flexibles (supportent mieux les décharges profondes) que les batteries lithium-ion classiques. Elles ont toutefois une densité énergétique légèrement inférieure.
- L’accumulateur au plomb ouvert utilise une solution d’acide sulfurique et d’eau comme électrolyte. Ce type de batterie est le plus abordable du marché, mais affiche la plus faible espérance de vie. Pour ces raisons, la technologie est uniquement recommandée pour des utilisations irrégulières. La batterie au plomb ouvert dégage de l’hydrogène, un autre inconvénient.
- La batterie AGM (Absorbent Glass Mat) utilise également de l’acide sulfurique, mais elle est plus étanche que celle au plomb ouvert grâce à la présence de fibres de verre faisant office de papier buvard. Ayant une plus longue durée de vie et s’adaptant à un usage quotidien, elle est un peu plus chère. De plus, la technologie AGM évite de libérer de l’hydrogène.
- La batterie au gel fonctionne avec une composition d’acide sulfurique et d’acide silicique. De ce mélange résulte la texture en gel de l’électrolyte. Plus durable et plus facile à entretenir, cette version est la meilleure parmi les accumulateurs au plomb. Elle est logiquement la plus chère de la technologie au plomb.
Profondeur de décharge et la durée de vie d’une batterie domestique
Pour calculer la rentabilité économique d’une batterie domestique, il importe de comprendre quelques notions techniques, à savoir la profondeur de décharge et la durée de vie.
La profondeur de décharge ou DoD pour « depth of discharge » correspond au seuil de décharge maximal recommandé pour une batterie avant de la recharger. Elle se mesure en volts, mais est souvent traduite en pourcentage (entre 0 et 100 %). Il faut savoir qu’une batterie ne devrait jamais être totalement vidée afin d’optimiser sa durée de vie. Pour mieux comprendre, prenons l’exemple d’une batterie de 1 kilowattheure (kWh) de stockage. Si sa profondeur de décharge est de 80 %, vous pourriez utiliser 0,8 kWh de l’énergie stockée avant de devoir la recharger.
La durée de vie d’une batterie est étroitement liée à la DoD. Elle se compte en nombre de cycles (charge/décharge). Cette durée de vie varie selon la technologie de la batterie. Elle oscille entre 400 et 6 000 cycles, selon les méthodes de mesures du fabricant.
Rentabilité économique d’une batterie domestique
Dans ce premier tableau, nous calculons la quantité de l’énergie stockée et déstockée dans une batterie d’1 kWh durant sa vie (mesurée en cycles). Cette quantité d’énergie dépend principalement du type de batterie, du nombre de cycles effectués, et de sa capacité de stockage. De nombreux autres facteurs comme la température ambiante, le type d’utilisation (intensive, décharges profondes répétées, puissances élevées demandées) affectent énormément la durée de vie d’une batterie.
La formule utilisée pour obtenir ces valeurs est : quantité totale stockée et déstockée = DoD x capacité de stockage x nombres de cycles.
| Type de batterie | Plomb ouvert | AGM | Gel | Lithium |
| Capacité de stockage |
1 kWh | 1 kWh | 1 kWh | 1 kWh |
| Durée de vie moyenne |
450 cycles | 700 cycles | 1 000 cycles | 3 000 cycles |
| DoD moyenne |
70 % | 80 % | 50 % | 80 % |
| Quantité totale stockée et déstockée dans la batterie |
315 kWh | 560 kWh | 500 kWh | 2400 kWh |
Dans le second tableau, découvrez le coût de chaque kilowattheure qui aura été stocké et déstocké dans la batterie de 1 kWh de capacité au cours de sa vie. Pour obtenir ce résultat, voici la formule utilisée :
Coût = Prix de la batterie/Quantité totale stockée et déstockée
| Type de batterie | Plomb ouvert | AGM | Gel | Lithium |
| Quantité totale stockée et déstockée dans la batterie (kWh) | 315 kWh | 560 kWh | 500 kWh | 2 400 kWh |
| Prix moyen par kWh de la batterie (€) | 165 € | 300 € | 400 € | 800 € |
| Coût de chaque kWh stocké et déstocké (€/kWh) | 0,52 €/kWh | 0,53 €/kWh | 0,80 €/kWh | 0,33 €/kWh |
Ces résultats peuvent légèrement augmenter si l’on considère le coût de main-d’œuvre et d’autres matériels, qui diffère selon les installations.
À lire aussi Cette batterie mobile made in France veut remplacer les groupes électrogènesUne batterie domestique est-elle rentable ? Verdict
En raison de son nombre élevé de cycles, l’accumulateur lithium est le plus avantageux d’entre toutes les technologies. Toutefois, son coût par kWh stocké (0,33 €/kWh) reste nettement supérieur par au prix appliqué par du tarif réglementé de vente (TRV) d’EDF, qui est actuellement de 0,21 €/kWh. En France, il est donc très difficile d’économiser en installant une batterie domestique à ce jour. Au lieu de stocker l’excédent de production solaire, l’option de revente à EDF OA est de loin plus intéressante puisqu’elle permet d’économiser 0,13 €/kWh.
Néanmoins, si le coût de l’énergie continue d’augmenter et que celui des batteries à diminuer, l’investissement pourrait être intéressant. Il faut savoir que, sur le marché international, le prix de la batterie tend à baisser de manière impressionnante. Ces dix dernières années, les chiffres sont passés de 732 à 151 $/kWh. Cette chute serait due notamment à l’essor des voitures électriques.
Pour le moment, les seuls avantages de la batterie domestique restent l’amélioration de son taux d’autoconsommation et l’indépendance vis-à-vis du réseau lors de coupures de courant. Avec la hausse du coût de l’électricité et la baisse des prix des batteries, il est probable qu’un accumulateur devienne nettement rentable en France d’ici quelques années.
À lire aussi Il fabrique sa propre centrale solaire avec batterie pour 4 000 €
Commentaires
MERCI pour cet article très instructif. néanmoins, mon projet d'installation de batterie reste d'actualité. le souci est de trouver un installateur car je suis déjà équipé de panneaux.
bonjour
c'est vrai que le prix exorbitant d'une batterie solaire ainsi que de son onduleur la rend difficile à amortir même avec les tarifs de l'électricité actuels, et futurs.
il manque également une notion de rendement dans l'étude, en effet, il y a des pertes énergétiques importantes lors des phases de recharge et de décharge de la batterie.
Pour une batterie Li-Ion par exemple il faut compter environ 10% de pertes en charge et 10% de pertes en décharge, ce qui éloigne d'autant plus le seuile de rentabilité.
Il y a une erreur fondamentale dans cet article. Cela concerne le calcul de rentabilité par rapport au pris payé par un particulier via EDF. C'est une erreur déplorable venant de journalistes experts. C'est celle de considérer que le cout du kWh est de 0.21€. C'est absolument faux. Ce cout de 0.21€ est massivement financé par l'état. La réalité du cout de l'énergie aujourd'hui est autour de 0.40€-0.50€/kWh. Et ce cout varie. Il varie ENORMEMENT tout au long de la journée (et donc de l'année, d'un facteur infini, puisque le cout peut être zéro ou négatif comme il peut être de 0.01 ou 1€/kWh)
Cela signifie qu'en réalité, si vous utilisez le soir entre 19h et 20h ou le matin entre 8h et 9h votre batterie pour consommer de l'énergie solaire, vous allez faire baisser drastiquement le cout de l'énergie pour TOUS, au moment ou elle est le plus chère pour tous.
C'est un cercle vertueux.
Donc la conclusion est parfaitement fausse .
Il est aujourd'hui extrêmement utile et rentable d'installer une batterie.
Nous vivons même peut etre une des dernières années avec la bonne ouverture pour le faire, à des prix qui sont intéressants. Parce que la demande en batterie stationnaire a certes, intrinsèquement explosée, mais cette demande va augmenter largement plus dans les années à venir . Et donc le cout du kwh de batterie va lui aussi augmenter. Et en parallele, l'utilité des dernieres centrales à gaz ou charbon va disparaitre , au profit du stationnaire et donc le prix de l'electricité va baisser pour tous. Aussi incroyable et fou que cela puisse paraitre, nous avons les moyens techniques de produire de l'électricité à des couts si faibles (solaire et éolien en tête) qu'avec les GWh de batterie stationnaire, nous aurons dans quelques décennies, de l'énergie sans cout. A tout le moins avec un cout très inférieur à celui d'aujourd'hui. C'est une certitude, la technologie existe elle est industrialisée, elle est fiable simple et la plus facile en entretien que nous connaissons (rien à voir avec le nuk qui a d'autres avantages, mais qui sera toujours extremement couteux en maintenance, et qui d'ici quelques décennies , sera obsolete)
Bonjour,
L'article est très intéressant mais j'envisage que des batteries neuves, omettant la possibilité de 2e vie des batteries (de VE par exemple) en stationnaire de bonne capacité et probablement peu chère? En se fournissant auprès des concessionnaires de V E ?
Faisabilité? Qu'en pensez vous?
Merci pour cette article! 3000 cycles c'est plutôt sur la fourchette basse pour le LFP il me semble, de plus atteindre le nombre de cycles prévus n'est généralement pas synonyme d'un arrêt du fonctionnement de la batterie, mais d'une diminution de la capacité utile, le calcul pourrait être modifié pour prendre cela en compte.
Un autre point, qui n'est pas encore à l'ordre du jour en France mais qui est probablement amené à le devenir (cela commence dans plusieurs pays européen, et aux USA aussi) : la possibilité d'inscrire sa batterie domestique dans un schéma de VPP (Virtual Power Plant). Le VPP permet au gestionnaire du réseau de puiser un peu de capacité, mais surtout de la puissance, dans un ensemble de batteries domestiques, notamment pour réguler la fréquence du réseau de manière quasi-instantanée si besoin (aussi pour d'autres services, mais la régulation de fréquence semble être le service le plus important dans ces VPP aujourd'hui). Le propriétaire de la batterie reçoit en contre-partie une rémunération tout à fait intéressante (Checkwatt en Suède rémunère ses participants de l'ordre de 1500 euros/an pour une batterie 10kWh par exemple, voir https://www.checkwatt.se/currently ).
Ça commence tout juste à se mettre en place mais ça paraît bien parti, à suivre si cela devient possible en France aussi.