Même en 2022, le stockage photovoltaïque restera le sujet le plus brûlant, et la batterie de secours résidentielle est le segment de l'énergie solaire qui connaît la croissance la plus rapide, créant de nouveaux marchés et des opportunités d'expansion de la modernisation solaire pour les maisons et les entreprises, grandes et petites, du monde entier.Batterie de secours résidentielleL'énergie solaire est essentielle pour toute maison, surtout en cas de tempête ou d'urgence. Au lieu d'exporter l'énergie solaire excédentaire vers le réseau, pourquoi ne pas la stocker dans des batteries en cas d'urgence ? Mais comment l'énergie solaire stockée peut-elle être rentable ? Nous vous informerons du coût et de la rentabilité d'un système de stockage domestique par batterie et vous présenterons les points clés à retenir pour choisir le système de stockage idéal. Qu'est-ce qu'un système de stockage de batterie résidentiel ? Comment fonctionne-t-il ? Un système de stockage résidentiel par batterie, ou photovoltaïque, est un complément utile au système photovoltaïque pour profiter des avantages d'un système solaire et jouera un rôle de plus en plus important dans l'accélération du remplacement des combustibles fossiles par les énergies renouvelables. La batterie solaire domestique stocke l'électricité produite par l'énergie solaire et la restitue à l'exploitant au moment opportun. L'alimentation de secours par batterie est une alternative écologique et économique aux générateurs à gaz. Ceux qui utilisent un système photovoltaïque pour produire eux-mêmes de l'électricité atteignent rapidement ses limites. À midi, le système fournit suffisamment d'énergie solaire, mais il n'y a alors personne à la maison pour l'utiliser. Le soir, en revanche, les besoins en électricité sont importants, mais le soleil ne brille plus. Pour compenser ce manque d'approvisionnement, l'électricité, nettement plus chère, est achetée au gestionnaire du réseau. 
Dans ce cas, une batterie de secours résidentielle est quasiment indispensable. Ainsi, l'électricité non consommée pendant la journée est disponible le soir et la nuit. L'électricité autoproduite est ainsi disponible 24 heures sur 24, quelles que soient les conditions météorologiques. Ainsi, le taux d'utilisation de l'énergie solaire autoproduite peut atteindre 80 %. Le degré d'autosuffisance, c'est-à-dire la part de la consommation électrique couverte par le système solaire, atteint jusqu'à 60 %. Une batterie de secours résidentielle est bien plus petite qu'un réfrigérateur et peut être fixée au mur de la buanderie. Les systèmes de stockage modernes sont dotés d'une grande intelligence, capable d'utiliser les prévisions météorologiques et des algorithmes d'auto-apprentissage pour optimiser l'autoconsommation du foyer. Atteindre l'indépendance énergétique n'a jamais été aussi simple, même si le logement reste raccordé au réseau. Les systèmes de stockage d'énergie à domicile sont-ils rentables ? Quels sont les facteurs à prendre en compte ? Le stockage par batterie résidentiel est indispensable pour qu'une maison alimentée par l'énergie solaire continue de fonctionner en cas de panne de courant, et fonctionne également le soir. De plus, les batteries solaires améliorent la rentabilité de l'entreprise en récupérant l'énergie solaire, qui serait autrement restituée au réseau à perte, pour la redéployer aux moments les plus coûteux. Le stockage par batterie résidentiel protège le propriétaire de l'énergie solaire des pannes de réseau et préserve la rentabilité de l'entreprise des variations des prix de l'énergie. La question de savoir si cela vaut la peine d’investir dépend de plusieurs facteurs : Niveau des coûts d'investissement. Plus le coût par kilowattheure de capacité est bas, plus vite le système de stockage sera rentabilisé. Durée de vie de labatterie solaire domestique Une garantie fabricant de 10 ans est généralement offerte dans le secteur. Cependant, une durée de vie plus longue est supposée. La plupart des batteries solaires domestiques à technologie lithium-ion fonctionnent de manière fiable pendant au moins 20 ans. Part de l'électricité autoconsommée Plus le stockage solaire augmente l’autoconsommation, plus il a de chances d’être rentable. Coûts de l'électricité achetée sur le réseau Lorsque les prix de l'électricité sont élevés, les propriétaires de systèmes photovoltaïques économisent en consommant l'électricité qu'ils produisent eux-mêmes. Dans les années à venir, les prix de l'électricité devraient continuer à augmenter, et nombreux sont ceux qui considèrent les batteries solaires comme un investissement judicieux. Tarifs de raccordement au réseau Moins les propriétaires de systèmes solaires perçoivent de l'électricité par kilowattheure, plus il est rentable pour eux de la stocker plutôt que de l'injecter dans le réseau. Au cours des 20 dernières années, les tarifs de raccordement au réseau ont régulièrement baissé et cette tendance se poursuivra. Quels types de systèmes de stockage d'énergie par batterie domestique sont disponibles? Les systèmes de batterie de secours domestiques offrent de nombreux avantages, notamment la résilience, les économies de coûts et la production d'électricité décentralisée (également appelés « systèmes d'énergie décentralisée domestique »). Quelles sont donc les différentes catégories de batteries solaires domestiques ? Comment choisir ? Classification fonctionnelle par fonction de sauvegarde : 1. Alimentation UPS domestique Il s'agit d'un service d'alimentation de secours de qualité industrielle, généralement requis par les hôpitaux, les salles de données, le gouvernement fédéral ou les marchés militaires pour le fonctionnement continu de leurs appareils essentiels et sensibles. Grâce à un onduleur domestique, les lumières de votre maison peuvent même ne pas clignoter en cas de panne de courant. La plupart des foyers n'ont pas besoin ou ne souhaitent pas payer pour un tel niveau de fiabilité, sauf s'ils utilisent des équipements médicaux essentiels. 2. Alimentation électrique « interruptible » (secours complet de la maison). L'onduleur est l'alimentation électrique interruptible (IPS). Un IPS permet à toute votre maison de continuer à fonctionner grâce à l'énergie solaire et aux batteries en cas de panne de courant. Cependant, pendant une courte période (quelques secondes), tout devient noir ou gris dans votre maison, le temps que le système de secours se mette en marche. Vous devrez peut-être réinitialiser vos horloges électroniques, mais à part cela, vous pourrez utiliser tous vos appareils électroménagers normalement, tant que vos batteries sont épuisées. 3. Alimentation électrique de secours (secours partiel). Certaines fonctions d'alimentation de secours activent un circuit d'urgence lorsqu'elles détectent une baisse de tension du réseau. Cela permet aux appareils domestiques connectés à ce circuit (généralement les réfrigérateurs, les éclairages et quelques prises électriques dédiées) de continuer à alimenter les batteries et/ou les panneaux photovoltaïques pendant la panne. Ce type d'alimentation de secours est probablement l'une des solutions les plus populaires, les plus économiques et les plus économiques pour les foyers du monde entier, car alimenter une maison entière avec un parc de batteries les épuise rapidement. 4. Système solaire et de stockage partiellement hors réseau. Une dernière option intéressante est le système partiellement autonome. Avec un système partiellement autonome, l'idée est de créer une zone dédiée à l'autonomie, alimentée en continu par un système solaire et des batteries suffisamment puissant pour s'auto-alimenter sans nécessiter d'électricité du réseau. Ainsi, les appareils essentiels de la famille (réfrigérateurs, éclairage, etc.) restent allumés même en cas de panne de courant, sans aucune perturbation. De plus, comme le système solaire et les batteries sont dimensionnés pour fonctionner indéfiniment sans le réseau, il n'est pas nécessaire de répartir la consommation d'énergie, sauf si des appareils supplémentaires sont branchés sur le circuit autonome. Classification de la technologie de la chimie des batteries: Batteries au plomb comme batteries de secours résidentielles 
Batteries au plomb-acideCe sont les batteries rechargeables les plus anciennes et les plus économiques du marché pour le stockage d'énergie. Apparues au début du siècle dernier, dans les années 1900, elles restent aujourd'hui les batteries privilégiées dans de nombreuses applications grâce à leur robustesse et leur faible coût. Leurs principaux inconvénients sont leur faible densité énergétique (elles sont lourdes et encombrantes) et leur courte durée de vie, n'acceptant pas un grand nombre de cycles de chargement et de déchargement, les batteries plomb-acide nécessitent un entretien régulier pour équilibrer la chimie de la batterie, donc ses caractéristiques la rendent inadaptée aux décharges à moyenne et haute fréquence ou aux applications qui durent 10 ans ou plus. Elles présentent également l'inconvénient d'une faible profondeur de décharge, généralement limitée à 80 % dans les cas extrêmes ou à 20 % en fonctionnement normal, pour une durée de vie plus longue. Une décharge excessive dégrade les électrodes de la batterie, ce qui réduit sa capacité à stocker l'énergie et limite sa durée de vie. Les batteries au plomb nécessitent un maintien constant de leur état de charge et doivent toujours être stockées à leur état de charge maximal grâce à la technique de flottaison (maintien de la charge avec un faible courant électrique, suffisant pour annuler l'effet d'autodécharge). Ces batteries existent en plusieurs versions. Les plus courantes sont les batteries ventilées, à électrolyte liquide, les batteries à électrolyte gélifié à régulation par soupape (VRLA) et les batteries à électrolyte intégré dans un tapis de fibre de verre (appelées AGM – Absorbant Glass Mat), qui offrent des performances intermédiaires et un coût inférieur à celui des batteries à électrolyte gélifié. Les batteries à soupape sont pratiquement étanches, ce qui empêche les fuites et le dessèchement de l'électrolyte. La soupape libère les gaz en cas de surcharge. Certaines batteries plomb-acide sont conçues pour des applications industrielles stationnaires et peuvent supporter des cycles de décharge plus longs. Il existe également une version plus moderne : la batterie plomb-carbone. Les matériaux à base de carbone ajoutés aux électrodes offrent des courants de charge et de décharge plus élevés, une densité énergétique plus élevée et une durée de vie plus longue. L'un des avantages des batteries plomb-acide (quelle que soit leur variante) est qu'elles ne nécessitent pas de système sophistiqué de gestion de charge (contrairement aux batteries au lithium, que nous verrons plus loin). Les batteries au plomb sont beaucoup moins susceptibles de s'enflammer et d'exploser en cas de surcharge, car leur électrolyte n'est pas inflammable comme celui des batteries au lithium. De plus, une légère surcharge n'est pas dangereuse pour ces types de batteries. Certains régulateurs de charge disposent même d'une fonction d'égalisation qui surcharge légèrement la batterie ou le parc de batteries, permettant ainsi à toutes les batteries d'atteindre un état de charge complète. Lors du processus d'égalisation, la tension des batteries qui seront complètement chargées avant les autres augmentera légèrement, sans risque, tandis que le courant circulera normalement à travers l'association sérielle des éléments. On peut ainsi dire que les batteries au plomb ont la capacité de s'égaliser naturellement et que de légers déséquilibres entre les batteries d'une même batterie ou d'un même parc ne présentent aucun risque. Performance:Le rendement des batteries plomb-acide est bien inférieur à celui des batteries lithium. Bien que ce rendement dépende du taux de charge, on estime généralement qu'il atteint 85 % en cycle aller-retour. Capacité de stockage :Les batteries au plomb-acide sont disponibles dans une gamme de tensions et de tailles, mais pèsent 2 à 3 fois plus par kWh que les batteries au lithium-fer-phosphate, selon la qualité de la batterie. Coût de la batterie :Les batteries au plomb sont 75 % moins chères que les batteries lithium-fer-phosphate, mais ne vous laissez pas tromper par leur prix. Ces batteries ne se chargent ni ne se déchargent rapidement, ont une durée de vie beaucoup plus courte, ne disposent pas de système de gestion de batterie et peuvent nécessiter un entretien hebdomadaire. Il en résulte un coût global par cycle plus élevé que ce qui serait raisonnable pour réduire les coûts d'énergie ou alimenter des appareils lourds. Les batteries au lithium comme batterie de secours résidentielle 
Actuellement, les batteries lithium-ion sont celles qui connaissent le plus de succès commercial. Après son application aux appareils électroniques portables, la technologie lithium-ion a pénétré les domaines des applications industrielles, des systèmes électriques, du stockage d'énergie photovoltaïque et des véhicules électriques. Batteries lithium-ionElles surpassent de nombreux autres types de batteries rechargeables sur de nombreux aspects, notamment la capacité de stockage d'énergie, le nombre de cycles de service, la vitesse de charge et la rentabilité. Actuellement, le seul problème réside dans la sécurité : les électrolytes inflammables peuvent s'enflammer à haute température, ce qui nécessite l'utilisation de systèmes de contrôle et de surveillance électroniques. Le lithium est le plus léger de tous les métaux, possède le potentiel électrochimique le plus élevé et offre des densités d’énergie volumétriques et massiques plus élevées que les autres technologies de batteries connues. La technologie lithium-ion a permis de stimuler l’utilisation de systèmes de stockage d’énergie, principalement associés aux sources d’énergie renouvelables intermittentes (solaire et éolienne), et a également favorisé l’adoption de véhicules électriques. Les batteries lithium-ion utilisées dans les systèmes d'alimentation et les véhicules électriques sont de type liquide. Elles utilisent la structure classique d'une batterie électrochimique, avec deux électrodes immergées dans une solution électrolytique liquide. Les séparateurs (matériaux isolants poreux) sont utilisés pour séparer mécaniquement les électrodes tout en permettant la libre circulation des ions à travers l'électrolyte liquide. La principale caractéristique d'un électrolyte est de permettre la conduction du courant ionique (formé par les ions, qui sont des atomes possédant un excès ou un manque d'électrons), tout en empêchant le passage des électrons (comme c'est le cas dans les matériaux conducteurs). L'échange d'ions entre les électrodes positives et négatives est à la base du fonctionnement des batteries électrochimiques. Les recherches sur les batteries au lithium remontent aux années 1970, et la technologie a mûri et a commencé à être utilisée commercialement vers les années 1990. Les batteries lithium-polymère (avec électrolytes polymères) sont désormais utilisées dans les téléphones, ordinateurs et autres appareils mobiles, remplaçant les anciennes batteries nickel-cadmium, dont le principal problème est l'« effet mémoire », qui réduit progressivement la capacité de stockage. La batterie est chargée avant d'être complètement déchargée. Par rapport aux anciennes batteries nickel-cadmium, en particulier aux batteries plomb-acide, les batteries lithium-ion ont une densité énergétique plus élevée (stockent plus d'énergie par volume), ont un coefficient d'autodécharge plus faible et peuvent supporter plus de cycles de charge et de décharge, ce qui signifie une longue durée de vie. Au début des années 2000, les batteries au lithium ont commencé à être utilisées dans l'industrie automobile. Vers 2010, les batteries lithium-ion ont suscité un intérêt croissant pour le stockage d'énergie électrique dans les applications résidentielles etsystèmes ESS (systèmes de stockage d'énergie) à grande échelle, principalement en raison de l'utilisation accrue des sources d'énergie dans le monde entier. Énergies renouvelables intermittentes (solaire et éolienne). Les batteries lithium-ion peuvent avoir des performances, une durée de vie et un coût différents selon leur mode de fabrication. Plusieurs matériaux ont été proposés, principalement pour les électrodes. En règle générale, une batterie au lithium se compose d'une électrode métallique à base de lithium qui forme la borne positive de la batterie et d'une électrode en carbone (graphite) qui forme la borne négative. Selon la technologie utilisée, les électrodes au lithium peuvent présenter différentes structures. Les matériaux les plus couramment utilisés pour la fabrication des batteries au lithium et leurs principales caractéristiques sont les suivants : Oxydes de lithium et de cobalt (LCO) :Énergie spécifique élevée (Wh/kg), bonne capacité de stockage et durée de vie satisfaisante (nombre de cycles), convient aux appareils électroniques, l'inconvénient est la puissance spécifique (W/kg) Petite, réduisant la vitesse de chargement et de déchargement ; Oxydes de lithium et de manganèse (LMO) :permettent des courants de charge et de décharge élevés avec une faible énergie spécifique (Wh/kg), ce qui réduit la capacité de stockage ; Lithium, nickel, manganèse et cobalt (NMC) :Combine les propriétés des batteries LCO et LMO. De plus, la présence de nickel dans la composition contribue à augmenter l'énergie spécifique, offrant ainsi une plus grande capacité de stockage. Le nickel, le manganèse et le cobalt peuvent être utilisés en proportions variables (pour soutenir l'un ou l'autre) selon le type d'application. Globalement, cette combinaison permet d'obtenir une batterie performante, offrant une bonne capacité de stockage, une longue durée de vie et un faible coût. Lithium, nickel, manganèse et cobalt (NMC) :Combine les caractéristiques des batteries LCO et LMO. De plus, la présence de nickel dans la composition contribue à augmenter l'énergie spécifique, offrant ainsi une plus grande capacité de stockage. Le nickel, le manganèse et le cobalt peuvent être utilisés dans différentes proportions, selon le type d'application (pour privilégier une caractéristique ou une autre). En général, cette combinaison permet d'obtenir une batterie offrant de bonnes performances, une bonne capacité de stockage, une bonne durée de vie et un coût modéré. Ce type de batterie est largement utilisé dans les véhicules électriques et convient également aux systèmes de stockage d'énergie stationnaires. Phosphate de fer et de lithium (LFP) :La combinaison LFP offre aux batteries de bonnes performances dynamiques (vitesse de charge et de décharge), une durée de vie prolongée et une sécurité accrue grâce à sa bonne stabilité thermique. L'absence de nickel et de cobalt dans leur composition réduit le coût et augmente la disponibilité de ces batteries pour la production en série. Bien que sa capacité de stockage ne soit pas optimale, elle a été adoptée par les fabricants de véhicules électriques et de systèmes de stockage d'énergie en raison de ses nombreux avantages, notamment son faible coût et sa robustesse. Lithium et titane (LTO) :Ce nom fait référence aux batteries dont l'une des électrodes est en titane et lithium, remplaçant le carbone, tandis que la seconde électrode est identique à celle utilisée dans les autres types de batteries (comme les batteries NMC – lithium, manganèse et cobalt). Malgré une faible énergie spécifique (qui se traduit par une capacité de stockage réduite), cette combinaison offre de bonnes performances dynamiques, une sécurité élevée et une durée de vie considérablement accrue. Les batteries de ce type peuvent supporter plus de 10 000 cycles de fonctionnement à 100 % de profondeur de décharge, tandis que les autres types de batteries au lithium supportent environ 2 000 cycles. Les batteries LiFePO4 surpassent les batteries plomb-acide grâce à leur stabilité de cycle extrêmement élevée, leur densité énergétique maximale et leur poids minimal. Déchargées régulièrement à 50 % de profondeur de décharge (DOD) puis chargées complètement, elles peuvent effectuer jusqu'à 6 500 cycles de charge. Cet investissement supplémentaire est donc rentabilisé à long terme, et leur rapport qualité-prix reste imbattable. Elles constituent le choix privilégié pour une utilisation continue comme batteries solaires. Performance:La charge et la décharge de la batterie ont une efficacité de cycle totale de 98 % tout en étant rapidement chargée et également déchargée dans des délais de moins de 2 heures – et même plus rapidement pour une durée de vie réduite. Capacité de stockage:une batterie au lithium fer phosphate peut dépasser 18 kWh, ce qui utilise moins d'espace et pèse moins qu'une batterie plomb-acide de même capacité. Coût de la batterie:Les batteries au lithium fer phosphate ont tendance à coûter plus cher que les batteries au plomb-acide, mais ont généralement un coût de cycle inférieur en raison d'une plus grande longévité
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