Batterie au lithium ou batterie au plomb : laquelle est la meilleure pour le stockage d'énergie solaire ?

Lorsque l'on compare une batterie au lithium à une batterie au plomb-acide pour un système solaire, le lithium fer phosphate, ou LiFePO4, est généralement l'option la plus performante pour les cycles quotidiens, une capacité utilisable plus élevée, une charge solaire plus rapide, un entretien réduit et le stockage d'énergie à long terme.

Les batteries au plomb-acide peuvent encore convenir lorsque le coût initial est la principale préoccupation, que la batterie ne sera utilisée qu'occasionnellement, que l'espace d'installation n'est pas limité et que le propriétaire est prêt à accepter une capacité utilisable plus faible ou un remplacement plus fréquent.

Le bon choix ne dépend pas seulement du prix de la batterie ou de sa capacité en ampères-heures. Les acheteurs doivent comparer :

• L'énergie utilisable en kilowattheures

• La profondeur de décharge autorisée

• La durée de vie en cycles attendue

• Les limites de courant de charge

• Le temps de charge solaire

• Efficacité aller-retour

• La compatibilité avec l'onduleur

• Les exigences de gestion de la batterie

• Espace d'installation et poids

• Exigences de maintenance

• Conditions de température

• Coût total sur la durée de vie du projet

Pour le solaire résidentiel, l'alimentation hors réseau, le stockage d'énergie commercial et les applications de secours fréquentes, les batteries LiFePO4 offrent de plus en plus un meilleur résultat au niveau du système. Cependant, la batterie, l'onduleur, le champ solaire et le profil de charge doivent encore être conçus comme un système énergétique coordonné.

Batterie au lithium vs batterie au plomb : comparaison rapide

Le tableau suivant fournit une comparaison générale. Les performances réelles dépendent de la conception de la batterie, de la température de fonctionnement, de la méthode de charge, de la profondeur de décharge et des spécifications du fabricant.

Une évaluation du gouvernement britannique portant sur le stockage d'énergie par batteries domestiques identifie le plomb-acide comme une technologie mature et rentable, mais souligne sa faible densité énergétique et sa durée de vie limitée en cyclage profond. Cette même évaluation classe l'AGM et le gel parmi les types de batteries plomb-acide à régulation par soupape et rapporte une densité énergétique nettement supérieure pour les batteries lithium-ion en tant que famille.

Cette comparaison ne doit pas être interprétée comme signifiant que toute batterie au lithium est meilleure que toute batterie au plomb-acide. La qualité de la batterie, la sélection des cellules, la conception du BMS, la constance de production et l'intégration du système restent déterminantes.

Quelle est la différence entre une batterie au plomb-acide et une batterie au lithium ?

La différence fondamentale entre une batterie au plomb-acide et une batterie au lithium réside dans le système électrochimique utilisé pour stocker et restituer l'énergie.

Batterie au plomb-acide

Une batterie au plomb-acide utilise des plaques positives et négatives à base de plomb avec un électrolyte d'acide sulfurique.

Les batteries au plomb-acide sont utilisées depuis plusieurs décennies dans :

• Les systèmes de démarrage de véhicules

• Les alimentations sans interruption

• Les secours des télécommunications

• Chariots élévateurs

• Systèmes solaires

• Véhicules de loisirs

• Systèmes marins

• Installations d'alimentation de secours

Leurs principaux avantages sont la maturité technique, la disponibilité généralisée et un coût initial relativement faible.

Leurs limites dans le stockage solaire comprennent généralement :

• Faible densité énergétique

• Poids élevé

• Perte de capacité à des taux de décharge élevés

• Temps de charge plus long

• Sensibilité aux décharges profondes répétées

• Sulfatation en cas de sous-charge prolongée

• Exigences de ventilation ou de maintenance pour certains modèles

Batterie lithium-ion

Le lithium-ion est une famille de chimies de batteries rechargeables plutôt qu'un seul type de batterie. Elle comprend le NMC, le NCA, le LCO, le LTO et le lithium fer phosphate.

Pour le stockage solaire stationnaire, Anern utilise principalement le LiFePO4, ou lithium fer phosphate, dans sa gamme de batteries solaires au lithium. La gamme comprend des batteries murales, des batteries montées en rack, des batteries de remplacement au plomb-acide et des systèmes de stockage d'énergie commerciaux haute tension.

Une batterie LiFePO4 comprend normalement un système de gestion de batterie qui surveille ou contrôle :

• La tension des cellules

• La tension du pack

• Le courant de charge

• Courant de décharge

• Température de la batterie

• État de charge

• Protection contre la surcharge

• Protection contre la décharge excessive

• Protection contre les courts-circuits

• Équilibrage des cellules

• Communication avec un onduleur compatible

Le BMS n'est pas un simple accessoire facultatif. Il constitue un élément essentiel à la sécurité d'un système de batterie au lithium, car les cellules au lithium doivent rester dans les limites spécifiées de tension, de courant et de température.

Pour une explication plus détaillée de la construction des batteries au lithium et des applications solaires, consultez le guide complet des batteries solaires au lithium d'Anern.

AGM au plomb-acide ou lithium ?

Une batterie AGM est une batterie au plomb-acide.

AGM signifie Absorbent Glass Mat (feutre de verre absorbant). L'électrolyte d'acide sulfurique est absorbé dans un séparateur en fibre de verre plutôt que de rester sous forme de liquide libre.

Les principales catégories de batteries plomb-acide sont :

Batterie plomb-acide à électrolyte liquide

Une batterie à électrolyte liquide contient un électrolyte liquide et nécessite normalement :

• Une inspection périodique de l'électrolyte

• Un appoint d'eau lorsque cela est spécifié

• Ventilation

• Une installation verticale

• Un entretien des bornes

• Une charge et une égalisation contrôlées

Les batteries à électrolyte liquide sont souvent choisies lorsque le faible coût initial est important et qu'un entretien régulier est réalisable.

Batterie AGM

L'AGM est une conception étanche ou à valve régulée au plomb-acide. Elle nécessite généralement moins d'entretien qu'une batterie à electrolyte liquide et est plus résistante aux fuites d'électrolyte.

Elle est souvent utilisée dans :

• Systèmes de secours

• Camping-cars et véhicules de loisirs

• Télécommunications

• Systèmes ASI

• Petites installations solaires

• Applications nécessitant une batterie étanche

Batterie Gel

Une batterie gel est également une batterie plomb-acide à valve régulée. Son électrolyte est immobilisé dans un gel.

Les batteries gel peuvent offrir de bonnes performances en décharge profonde lorsqu'elles sont chargées correctement, mais elles sont sensibles à une tension de charge excessive. L'onduleur ou le régulateur de charge doit disposer d'un profil de charge gel compatible.

Par conséquent, la question n'est pas de savoir si l'AGM est au plomb-acide ou au lithium. L'AGM et le gel appartiennent tous deux à la famille des batteries au plomb-acide.

AGM vs Gel vs Lithium pour le stockage solaire

Lorsqu'ils comparent AGM inondé vs lithium ou gel vs AGM vs lithium, les acheteurs doivent évaluer le modèle de décharge profonde réel plutôt que l'étiquette de chimie seule.

Une batterie AGM haut de gamme conçue pour le cyclage en énergie renouvelable peut surpasser un pack lithium de faible qualité. Inversement, une batterie LiFePO4 correctement conçue avec un BMS qualifié fournira normalement plus d'énergie utilisable et plus de cycles qu'une batterie plomb-acide basique dans une application solaire quotidienne.

Pourquoi la capacité utilisable compte plus que les Ah nominaux

L'une des erreurs les plus courantes dans une comparaison Ah lithium vs Ah plomb-acide est de supposer qu'un même nombre d'ampères-heures signifie la même énergie utilisable.

Ce n'est pas le cas.

L'énergie d'une batterie se calcule à partir de la tension et de la capacité :

Énergie nominale en kWh = tension nominale × ampères-heures ÷ 1 000

Par exemple :

• 12,8 V × 200 Ah = 2,56 kWh

• 25,6 V × 200 Ah = 5,12 kWh

• 51,2 V × 200 Ah = 10,24 kWh

Par conséquent, une batterie de 200 Ah ne peut pas être évaluée sans connaître sa tension.

L'énergie utilisable doit ensuite tenir compte de la profondeur de décharge et des pertes du système :

Énergie utilisable = énergie nominale × profondeur de décharge autorisée × rendement du système

Comparaison illustrative

Prenons deux parcs de batteries d'une capacité nominale de 10 kWh :

• Un parc au plomb-acide utilisé à 50 % de profondeur de décharge fournit environ 5 kWh avant les pertes de conversion.

• Un parc au lithium utilisé à 80 % de profondeur de décharge fournit environ 8 kWh avant les pertes de conversion.

Il s'agit d'hypothèses de planification et non de spécifications universelles. Certaines batteries au plomb-acide permettent une décharge plus profonde, et certains systèmes au lithium fonctionnent dans des plages différentes. Toutefois, une décharge plus profonde peut affecter la durée de vie en cycles attendue.

C'est pourquoi les acheteurs de systèmes solaires devraient comparer :

• Les kWh nominaux

• Les kWh utilisables

• La profondeur de décharge recommandée

• Capacité en fin de vie

• Rendement de l'onduleur

• Réglage de la réserve de batterie

Le calculateur de capacité de batterie solaire d'Anern permet aux utilisateurs d'estimer la capacité de la batterie à partir de la puissance des appareils, du temps d'utilisation et des besoins de secours. Il est destiné aux systèmes solaires, à l'alimentation de secours et aux configurations énergétiques hors réseau.

Les batteries au lithium durent-elles plus longtemps que les batteries au plomb ?

Dans les applications solaires à cyclage quotidien, une batterie LiFePO4 correctement conçue durera généralement plus de cycles de charge et de décharge qu'une batterie au plomb conventionnelle.

Toutefois, les comparaisons de durée de vie en cycles doivent utiliser les mêmes conditions d'essai.

Les affirmations sur la durée de vie des batteries sont influencées par :

• La profondeur de décharge

• Le taux de charge

• Taux de décharge

• Température de la cellule

• Température de stockage

• Temps passé à un état de charge élevé

• Fonctionnement à basse tension

• Limites du BMS

• Définition de la fin de vie

• Cohérence des cellules

• Précision de charge

Une batterie annoncée pour 6 000 cycles à une profondeur de décharge donnée ne doit pas être directement comparée à une autre batterie annoncée pour 1 000 cycles selon une méthode d'essai différente.

La durée de vie d'une batterie au plomb-acide peut être réduite par :

• Des décharges profondes répétées

• De longues périodes à l'état de charge partiel

• Une sous-charge chronique

• Une tension de charge excessive

• Une perte d'électrolyte

• Une température de fonctionnement élevée

• La sulfatation

• Un mauvais entretien

La durée de vie d'une batterie au lithium peut être réduite par :

• Fonctionnement au-delà des limites de tension

• Courant excessif

• Charge en dehors de la plage de température autorisée

• Mauvais équilibrage des cellules

• Paramètres d'onduleur incompatibles

• Stockage prolongé à un état de charge inapproprié

• Gestion thermique insuffisante

Anern spécifie différentes valeurs de durée de vie en cycles pour différentes configurations de produits. Sa batterie LiFePO4 48V 200Ah est présentée pour des applications résidentielles, commerciales, de secours et hors réseau avec plus de 3 000 cycles, tandis que la batterie LiFePO4 300Ah est positionnée pour le stockage résidentiel, commercial et industriel de plus grande envergure avec plus de 4 000 cycles. Les conditions de fonctionnement exactes et la documentation du modèle doivent être vérifiées avant l'achat.

Les batteries au lithium se chargent-elles plus vite que les batteries au plomb ?

Les batteries au lithium peuvent normalement être configurées pour se charger plus rapidement que les batteries au plomb, mais la réponse dépend du courant de charge autorisé, de la capacité de la batterie, de la puissance de sortie du chargeur, de la puissance du panneau solaire et de la température.

La charge des batteries au plomb comprend généralement :

1. La charge bulk

2. La charge d'absorption

3. La charge flottante

Pendant la phase d'absorption, le courant de charge diminue progressivement à mesure que la batterie approche de son état de charge complet. Cette phase finale peut prolonger la durée totale de charge.

Les batteries LiFePO4 nécessitent également une charge contrôlée, mais elles passent normalement moins de temps dans une phase d'absorption prolongée. La documentation officielle des chargeurs Victron illustre que les batteries au plomb peuvent nécessiter une longue période d'absorption après une décharge profonde, tandis que les batteries au lithium peuvent terminer la phase finale de charge plus rapidement dans le même exemple de courant de chargeur.

Dans un système solaire, une acceptation de charge plus rapide peut être importante car la fenêtre de charge solaire disponible est limitée.

Une batterie capable d'accepter davantage de courant de charge peut :

• Capter davantage de production photovoltaïque à midi

• Récupérer plus rapidement après une nuit de décharge

• Réduire le temps de fonctionnement du générateur

• Améliorer la disponibilité énergétique hors réseau

• Soutenir de courtes périodes de forte production solaire

Néanmoins, installer un chargeur plus puissant ne produit pas automatiquement une recharge plus rapide.

Le taux de charge réel est limité par la valeur applicable la plus faible parmi :

• Courant de charge maximal de la batterie

• Commande du BMS

• Capacité de l'onduleur ou du chargeur

• Puissance PV disponible

• Calibre des câbles et des dispositifs de protection

• Limites de température

• Nombre de modules de batterie en parallèle

Lithium ou plomb-acide pour le solaire : pourquoi le cyclage quotidien change la décision

Une batterie solaire est différente d'une batterie de secours conventionnelle car elle peut se charger et se décharger chaque jour.

Un cycle solaire typique peut inclure :

1. Les panneaux solaires commencent à produire de l'énergie le matin.

2. L'énergie photovoltaïque alimente les charges actives.

3. L'électricité solaire excédentaire charge la batterie.

4. La batterie approche de sa limite supérieure d'état de charge.

5. La production solaire diminue le soir.

6. La batterie alimente des charges domestiques ou commerciales.

7. Le cycle se répète le jour suivant.

Ce mode de fonctionnement accorde une grande importance à la durée de vie en cyclage, à la profondeur de décharge utile et à l'efficacité de charge.

Autoconsommation solaire résidentielle

Dans une maison raccordée au réseau, une batterie peut stocker l'excédent d'énergie solaire de la mi-journée pour une utilisation en soirée.

Le LiFePO4 est normalement préféré lorsque le propriétaire prévoit un cyclage fréquent, car il offre :

• Une capacité utile supérieure pour une taille de batterie nominale donnée

• Une densité énergétique plus élevée

• Un poids inférieur

• Une charge plus rapide

• Maintenance de routine minimale

• Meilleure prise en charge de la charge et de la décharge programmées

• Communication BMS avec les onduleurs hybrides compatibles

Le plomb-acide peut encore être envisagé lorsque la batterie n'est utilisée que pour des coupures occasionnelles et que l'investissement initial le plus faible est la préoccupation primordiale.

Systèmes solaires hors réseau

Les systèmes hors réseau dépendent des batteries chaque jour, ce qui fait de la performance des batteries un élément central de la fiabilité du système.

Un système au plomb-acide doit être dimensionné avec soin pour éviter une profondeur de décharge excessive. Il peut également nécessiter un parc de batteries nominal plus grand pour fournir la même énergie utilisable.

Le LiFePO4 convient généralement mieux pour :

• Le cyclage quotidien

• Les systèmes solaires avec générateur

• Foyers isolés

• Fermes

• Télécommunications

• Alimentation d'îles

• Chantiers mobiles

• Systèmes avec un espace d'installation limité

L'onduleur doit tout de même être configuré pour réagir correctement lorsque le BMS lithium limite ou interrompt la charge et la décharge.

Systèmes de secours solaires

Pour une batterie utilisée uniquement lors de coupures de réseau occasionnelles, le plomb-acide peut rester économiquement raisonnable.

La décision dépend de :

• Fréquence prévue des coupures

• Durée de sauvegarde requise

• Capacité de maintenance

• Espace au sol disponible

• Ventilation de la salle des batteries

• Logistique de remplacement

• Criticité des charges alimentées

Un hôpital, un centre de données ou une installation de télécommunications peut accorder une importance différente à la longue durée de vie, à la surveillance et à l'extension modulaire qu'un petit système d'éclairage de secours domestique.

Quelle batterie est la meilleure pour les systèmes solaires de camping-car et de loisirs ?

La décision batterie lithium vs plomb-acide pour camping-car est influencée par le poids, l'espace, la charge par alternateur, la charge solaire et les charges à courant élevé.

Les batteries au lithium sont attrayantes pour les camping-cars et les véhicules de loisirs car elles peuvent fournir :

• Poids de batterie réduit

• Capacité utilisable supérieure

• Chute de tension réduite

• Une charge plus rapide

• Meilleur soutien pour les fortes charges d'onduleur

• Moins d'entretien courant

Ces caractéristiques sont utiles pour faire fonctionner :

• Réfrigérateurs

• Éclairage

• Équipements de communication

• Pompes à eau

• Téléviseurs

• Ordinateurs

• Petits appareils électroménagers

• Charges CA alimentées par onduleur

Les batteries au plomb peuvent encore bien fonctionner lorsque :

• Le véhicule a une charge électrique limitée

• Les trajets sont peu fréquents

• Le système de charge d'origine est spécifique au plomb

• Le budget initial est limité

• Le poids n'est pas une préoccupation majeure

• Un temps de charge nocturne est disponible

Une conversion de camping-car du plomb au lithium ne doit pas être traitée comme un simple remplacement de boîtier de batterie. L'alternateur, le chargeur CC-CC, le régulateur solaire, le chargeur de quai et le chargeur-onduleur doivent tous être vérifiés.

Batterie au lithium ou batterie au plomb pour le stockage d'énergie sans solaire

La comparaison s'applique également aux clients recherchant un stockage par batterie sans panneaux photovoltaïques.

Un système de stockage d'énergie par batterie peut se charger à partir de :

• Le réseau électrique

• Un groupe électrogène diesel

• Un groupe électrogène à gaz

• L'énergie éolienne

• L'énergie hydraulique

• Un équipement industriel régénératif

• Un microréseau

• Autres sources d'énergie distribuées

Alimentation de secours

Le plomb-acide peut rester adapté aux applications de secours à faible cyclage telles que :

• L'éclairage de secours

• Les systèmes UPS de base

• Les systèmes d'alarme

• La sauvegarde occasionnelle

• Les petites installations de télécommunications

Le stockage d'énergie en fonction des heures creuses/pleines

Le lithium est normalement plus adapté lorsque la batterie se charge et se décharge selon les tarifs de l'électricité, car cela crée un cyclage fréquent.

L'écrêtement des pointes

Les installations commerciales peuvent utiliser des batteries pour réduire les courtes périodes de forte demande sur le réseau. Ces applications nécessitent une puissance de sortie adaptée, une gestion thermique, une logique de contrôle et une capacité de cycle appropriées.

Stockage commercial et industriel

Pour les installations plus grandes, les acheteurs devraient comparer des systèmes complets de stockage d'énergie par batterie plutôt que des modules de batterie individuels.

La batterie lithium commerciale d'Anern intègre un stockage par batterie LiFePO4 haute tension avec des fonctions d'onduleur dans une conception modulaire. La configuration publiée comprend une capacité de 61,44 kWh, une communication CAN/RS485 et une durée de vie annoncée supérieure à 6 000 cycles pour les applications industrielles, commerciales, médicales et de centres de données.

Les acheteurs commerciaux doivent néanmoins évaluer :

• La puissance de sortie requise en kW

• La capacité requise en kWh

• La durée de charge et de décharge

• Le courant de pointe

• Raccordement au réseau

• La protection contre les incendies

• CVC ou refroidissement

• Gestion de l'énergie

• Normes locales

• Exigences d'expansion

• Accès pour la maintenance

Comment les batteries au lithium Anern s'adaptent à différentes applications solaires

La gamme de batteries au lithium d'Anern est structurée autour de différentes capacités de système et formats d'installation plutôt qu'autour d'une seule batterie universelle.

Batteries LiFePO4 de remplacement des batteries au plomb

Ces batteries de remplacement des batteries au plomb conviennent aux applications qui utilisaient auparavant des bancs de batteries au plomb 12 V conventionnels, sous réserve de la compatibilité électrique et du chargeur.

Les applications typiques incluent :

• Petits systèmes solaires

• Systèmes pour camping-cars et loisirs

• Équipements de communication

• Systèmes d'énergie portables

• L'alimentation de secours

• Charges auxiliaires marines

• Surveillance à distance

Un format physique « prêt à l'emploi » ne signifie pas que tous les équipements de charge existants sont automatiquement compatibles.

Batteries au lithium murales

Les batteries LiFePO4 murales sont couramment utilisées pour :

• Le stockage solaire résidentiel

• Les systèmes d'onduleurs hybrides

• L'alimentation de secours de toute la maison ou des charges essentielles

• Les petites installations commerciales

• Salles d'énergie à espace restreint

Ils permettent une installation organisée avec des connexions de communication et d'alimentation en façade, selon le modèle.

Batteries montées en rack

Les batteries lithium montées en rack conviennent aux systèmes modulaires nécessitant :

• Une extension de capacité

• Des armoires de batteries standardisées

• Le stockage pour les télécommunications

• La sauvegarde pour les centres de données

• Les systèmes solaires commerciaux

• Les salles de batteries centralisées

La capacité en parallèle doit rester dans la limite du nombre de modules et de l’architecture de communication autorisés par le fabricant.

Batteries lithium 200Ah

Une batterie lithium 200Ah peut convenir aux systèmes résidentiels de taille moyenne, hors réseau et de secours. La tension doit être choisie en fonction de l’onduleur et de la capacité énergétique requise.

Une capacité nominale de 200Ah peut représenter des quantités d’énergie très différentes :

• 12,8V 200Ah : 2,56kWh

• 25,6V 200Ah : 5,12kWh

• 51,2V 200Ah : 10,24kWh

La batterie doit donc être choisie en kWh, et non en Ah uniquement.

Batteries lithium 300Ah

Une batterie lithium 300Ah offre une capacité accrue pour les applications résidentielles, commerciales et industrielles plus importantes.

On peut l’envisager lorsque le système nécessite :

• Une durée de sauvegarde plus longue

• Une consommation d’énergie quotidienne plus élevée

• Moins d’unités de batterie en parallèle

• Une plus grande autonomie hors réseau

• La prise en charge de charges d’onduleur plus importantes

La limite de courant de décharge du BMS doit toujours être vérifiée par rapport à la demande de pointe de l’onduleur.

Stockage commercial haute tension

Les systèmes haute tension peuvent réduire le courant continu pour un niveau de puissance donné et sont souvent utilisés dans le stockage d’énergie commercial. Ils nécessitent des armoires de batteries coordonnées, des équipements de conversion de puissance, de communication et de protection.

Les batteries haute tension ne doivent être installées et mises en service que par du personnel qualifié.

Conversion du plomb-acide au lithium : que faut-il changer ?

Une conversion du plomb-acide au lithium nécessite une révision du système. Remplacer les batteries sans revoir les réglages du chargeur et de l'onduleur peut entraîner une mauvaise charge, des arrêts intempestifs ou des dommages aux équipements.

1. Confirmer la tension du système

Vérifiez si le système existant est :

• 12 V

• 24 V

• 36 V

• 48 V

• 51,2 V

• Haute tension

Une batterie LiFePO4 de 12,8 V est souvent utilisée dans les applications nominales de 12 V, mais la compatibilité doit être confirmée à partir des spécifications de l'onduleur et de la batterie.

2. Modifier le profil de charge

Les batteries au plomb-acide et au lithium nécessitent des paramètres de charge différents.

Vérification :

• Tension de charge bulk

• Tension d'absorption

• Durée d'absorption

• Tension d'entretien (float)

• Mode d'égalisation

• Compensation de température

• Courant de charge maximal

• Protection de charge à basse température

L'égalisation prévue pour les batteries plomb-acide à électrolyte liquide ne doit pas être appliquée à une batterie LiFePO4, sauf indication spécifique du fabricant de la batterie au lithium.

3. Vérifier le seuil de coupure basse tension

Les batteries au lithium présentent une courbe de tension plus plate que les batteries au plomb. Un seuil de basse tension conçu pour le plomb peut ne pas assurer une gestion précise de l'état de charge du lithium.

Le seuil de coupure de l'onduleur doit être coordonné avec le BMS plutôt que de forcer de manière répétée le BMS en protection d'urgence.

4. Confirmer la communication du BMS

Pour un système en boucle fermée, vérifiez :

• Protocole CAN ou RS485

• Brochage du câble de communication

• Adresse de la batterie

• Sélection de la batterie sur l'onduleur

• Compatibilité du firmware

• Consigne de courant de charge maximal

• Consigne de courant de décharge maximal

La correspondance des ports de communication physiques ne prouve pas la compatibilité des protocoles.

5. Vérifier le courant maximal

Les batteries au lithium peuvent maintenir une tension plus élevée en charge, ce qui peut permettre à un onduleur d'absorber un courant élevé plus longtemps.

Confirmer :

• Courant de décharge continu du BMS

• Courant de décharge de crête du BMS

• Courant nominal du câble

• Calibre du fusible ou du disjoncteur

• Capacité du jeu de barres

• Couple de serrage des bornes

• Exigences de surtension de l'onduleur

6. Recalculer la capacité

Ne remplacez pas automatiquement un parc de batteries au plomb de 400 Ah par un parc au lithium de 400 Ah.

Calculez d'abord l'énergie utile requise. Une capacité nominale au lithium plus faible peut fournir une énergie utile similaire, mais la puissance de charge et le courant de crête doivent toujours être pris en charge.

7. Vérifier les conditions de température

La charge au lithium peut être limitée à basse température. Le BMS peut réduire ou interrompre le courant de charge lorsque les cellules sont en dehors de la plage autorisée.

Vérifiez si l'application nécessite :

• Installation en intérieur

• Boîtier de batterie isolé

• Chauffage de la batterie

• Pièce à température contrôlée

• Courant de charge réduit

• Coupure à basse température

8. Mettre à jour le moniteur de batterie

Les indicateurs d'état de charge basés sur la tension des batteries au plomb peuvent être inexacts pour les batteries LiFePO4, car le lithium présente une courbe de décharge plus plate.

Une lecture du SOC par un shunt compatible ou via le BMS est préférable.

Peut-on connecter des batteries au lithium et au plomb en parallèle ?

Les batteries au lithium et au plomb-acide ne doivent normalement pas être connectées directement en parallèle.

Les deux chimies présentent des différences en matière de :

• Tensions de repos

• Exigences de tension de charge

• Résistance interne

• Courbes de décharge

• Comportement selon l'état de charge

• Caractéristiques de partage du courant

• Mécanismes de protection

Une connexion directe en parallèle peut entraîner un flux de courant incontrôlé entre les batteries, une charge inégale et un fonctionnement imprévisible du BMS.

Un système à chimie mixte ne doit être envisagé que lorsqu'il a été conçu professionnellement avec une isolation et un contrôle appropriés, tels que :

• Des bus de batteries séparés

• Des convertisseurs CC-CC

• Des chargeurs indépendants

• Des contacteurs contrôlés

• Une logique dédiée de gestion de l'énergie

Pour la plupart des systèmes solaires résidentiels et de petits commerces, l'utilisation d'une seule chimie de batterie et d'un seul parc de batteries coordonné est l'approche la plus sûre et la plus gérable.

Batterie au lithium comparée au plomb-acide : coût total de possession

Les batteries au plomb-acide ont généralement un prix d'achat initial plus bas. Cependant, le prix de batterie le plus bas ne produit pas nécessairement le coût de stockage le plus bas.

Une comparaison économique appropriée doit calculer le coût par kilowattheure livré sur la durée de vie du projet.

Facteurs de coût des batteries au plomb

• Achat initial de la batterie

• Banque nominale plus grande pour l'énergie utilisable requise

• Espace d'installation

• Support structurel

• Ventilation

• Arrosage et entretien des batteries à électrolyte liquide

• Main-d'œuvre de remplacement

• Mise au rebut ou recyclage

• Performances réduites après vieillissement

• Fonctionnement du groupe électrogène dû à une charge plus lente

Facteurs de coût du lithium

• Prix d'achat initial plus élevé

• Exigences en matière de BMS et de communication

• Onduleur ou chargeur compatible

• Maintenance réduite

• Capacité utilisable plus élevée

• Remplacements potentiellement moins fréquents

• Espace d'installation réduit

• Une charge plus rapide

• Capacité de cycle supérieure

• Surveillance et diagnostics

La batterie la plus économique dépend de la fréquence de ses cycles.

Le plomb-acide peut être plus économique lorsque :

• Le système est rarement déchargé

• La durée de secours est courte

• Le budget initial est très limité

• L'espace et le poids ne sont pas un problème

• La maintenance est disponible

• Le remplacement est facile

• L'équipement existant est déjà optimisé pour le plomb-acide

Le lithium peut être plus économique lorsque :

• La batterie effectue un cycle par jour

• L'autoconsommation solaire est l'objectif

• La fiabilité hors réseau est essentielle

• L'espace est limité

• Le poids compte

• Le temps de charge est restreint

• L'accès pour la maintenance est difficile

• La logistique de remplacement est coûteuse

• Une capacité utile élevée est requise

Pour les projets d'approvisionnement plus importants, le prix de la batterie doit être évalué conjointement avec la compatibilité avec l'onduleur, le support de garantie, les documents techniques et la capacité de production du fabricant.

Anern se positionne comme un fournisseur de solutions solaires intégrées proposant des panneaux solaires, des onduleurs, des batteries au lithium et des systèmes complets connectés au réseau et autonomes. Les acheteurs peuvent consulter les considérations plus larges de sélection des fournisseurs dans son guide sur les entreprises chinoises d'énergie solaire.

Quelle est la meilleure option : batterie au plomb ou batterie au lithium ?

Pour la plupart des systèmes modernes de stockage d'énergie solaire, le LiFePO4 est le meilleur choix technique lorsque la batterie est soumise à des cycles fréquents.

Il offre généralement :

• Plus d'énergie utilisable

• Une durée de vie en cycles plus longue

• Une charge plus rapide

• Une densité énergétique plus élevée

• Un poids inférieur

• Maintenance réduite

• Une meilleure surveillance

• Une distribution d'énergie plus stable

La batterie au plomb reste pertinente lorsque :

• Le coût initial est plus important que la durée de vie en cycles

• Le système est principalement utilisé pour l'alimentation de secours

• Les équipements de charge existants sont spécifiques au plomb-acide

• L'espace et le poids n'ont pas d'importance

• L'infrastructure locale de remplacement et de recyclage est mature

• Le propriétaire peut effectuer l'entretien requis

La réponse à la question « qu'est-ce qui est mieux, le lithium ou le plomb-acide ? » doit donc être fondée sur l'application plutôt que sur la chimie seule.

Pour un système solaire résidentiel à usage quotidien, une maison hors réseau ou un projet de stockage commercial, le lithium offrira généralement le meilleur résultat global.

Pour un système de secours rarement utilisé et sensible au budget, une batterie plomb-acide correctement sélectionnée peut rester pratique.

Liste de contrôle pour l'approvisionnement en batteries pour le solaire et le stockage d'énergie

Avant de choisir une batterie au lithium ou une batterie plomb-acide, confirmez les points suivants.

Besoins énergétiques

• Consommation de charge quotidienne en kWh

• Charge de pointe en kW

• Durée de sauvegarde requise

• Jours d'autonomie hors réseau

• Charges essentielles et non essentielles

• Cyclage quotidien prévu

Spécifications de la batterie

• Chimie de la batterie

• Tension nominale

• Capacité nominale

• Capacité utilisable

• La profondeur de décharge recommandée

• Conditions d'essai de durée de vie en cycles

• Courant de charge maximal

• Courant de décharge maximal

• Durée de décharge de crête

• Plage de température de fonctionnement

• Plage de température de stockage

• Taux d'autodécharge

Compatibilité avec l'onduleur

• Tension de batterie prise en charge

• Profil de charge lithium

• Profil de charge plomb-acide

• Protocole CAN ou RS485

• Coupure basse tension

• Courant de charge maximal

• Charge par groupe électrogène

• Prise en charge des batteries en parallèle

Sécurité et installation

• Enceinte requise

• Indice de protection

• Ventilation

• Mise à la terre

• Fusible ou disjoncteur

• Dimension du câble

• Dispositif d'isolation

• Déconnexion d'urgence

• Exigences en matière de protection contre les incendies et de sécurité électrique

• Qualifications de l'installateur

Conditions commerciales

• Période de garantie

• Conditions de cycle de garantie ou de débit énergétique

• Capacité en fin de vie

• Support des pièces de rechange

• Documentation technique

• Documents de certification

• Délai de production

• Processus après-vente

• Exigences de recyclage ou d'élimination

Le plomb est un matériau toxique et doit être manipulé, transporté et recyclé par les filières appropriées. Les systèmes de batteries au lithium nécessitent également un traitement contrôlé en fin de vie et le respect des règles applicables en matière de transport et de recyclage.

Questions fréquentes

Les batteries au lithium sont-elles meilleures que les batteries au plomb ?

Pour le cyclage solaire quotidien, les installations hors réseau et le stockage d'énergie à forte demande, les batteries LiFePO4 sont généralement préférables car elles offrent une capacité utilisable plus importante, une durée de vie en cycles plus longue, une charge plus rapide, un poids réduit et moins d'entretien. Le plomb-acide peut rester préférable pour une solution de secours à faible coût et peu utilisée.

Quelle est la différence entre les batteries au lithium et les batteries au plomb-acide ?

Les batteries au plomb-acide utilisent des plaques de plomb et de l'acide sulfurique. Les batteries au lithium utilisent une chimie de cellules à base de lithium et nécessitent un BMS. Le lithium offre généralement une densité énergétique plus élevée et de meilleures performances de cyclage, tandis que le plomb-acide a normalement un prix initial plus bas.

Une batterie au plomb-acide est-elle une batterie au lithium ?

Non. Le plomb-acide et le lithium sont des chimies de batteries rechargeables distinctes.

AGM est-il au plomb-acide ou au lithium ?

AGM est une batterie au plomb-acide scellée à valve régulée. Ce n'est pas une batterie au lithium.

Quelle est la meilleure option : AGM, à electrolyte liquide ou lithium ?

Le plomb-acide à electrolyte liquide est souvent l'option la moins coûteuse mais nécessite le plus d'entretien. L'AGM est scellé et plus facile à entretenir. Le lithium offre généralement plus d'énergie utilisable, une charge plus rapide et une durée de vie en cycles plus longue pour un usage solaire fréquent.

Quelle est la meilleure option : AGM vs gel vs lithium ?

L'AGM convient aux applications d'accumulateurs au plomb étanches et à l'usage en veille. Le gel peut offrir de bonnes performances en cyclage profond, mais nécessite une charge précise. Le LiFePO4 est généralement préféré pour les cyclages fréquents, sa légèreté et sa capacité utile élevée.

Les batteries au lithium se chargent-elles plus vite que les batteries au plomb ?

En général, oui. Les batteries au lithium peuvent souvent accepter des taux de charge plus élevés et nécessitent moins de temps dans la phase finale de charge. Le temps de charge réel dépend de la batterie, du BMS, du chargeur, de la température et de la puissance solaire disponible.

Les batteries au lithium durent-elles plus longtemps que les batteries au plomb ?

Dans les applications de cyclage profond fréquent, les batteries LiFePO4 correctement conçues offrent généralement plus de cycles. La durée de vie exacte dépend de la profondeur de décharge, de la température, du courant et de la qualité de la charge.

Puis-je remplacer une batterie au plomb par une batterie au lithium ?

Oui, mais l'onduleur, le chargeur, le régulateur solaire, les dispositifs de protection, les câbles et le moniteur de batterie doivent être vérifiés. Le profil de charge et les réglages de basse tension doivent généralement être modifiés.

Peut-on utiliser des batteries au lithium et au plomb en parallèle ?

Elles ne doivent normalement pas être connectées directement en parallèle. Leurs courbes de tension, résistances internes et exigences de charge différentes peuvent provoquer un partage de courant incontrôlé.

Une batterie au lithium de 100 Ah équivaut-elle à une batterie au plomb de 100 Ah ?

Ils présentent le même ampérage nominal en Ah uniquement lorsqu'ils sont mesurés dans les conditions d'essai spécifiées, mais ils peuvent ne pas fournir la même énergie utilisable. Le lithium permet généralement une profondeur de décharge plus importante et maintient une meilleure tension sous charge.

Le lithium est-il meilleur que le plomb-acide pour le solaire ?

Pour la plupart des systèmes qui se chargent et se déchargent chaque jour, le lithium est généralement meilleur. Le plomb-acide peut encore convenir aux systèmes à petit budget ou de secours occasionnel.

Le lithium est-il meilleur pour les systèmes solaires de camping-car ?

Le lithium est souvent préféré pour le solaire en camping-car car il est plus léger, offre une capacité utilisable supérieure et permet une charge plus rapide. L'alternateur du véhicule, le régulateur solaire et le chargeur de quai doivent être compatibles.

Le LiFePO4 est-il identique au lithium-ion ?

Le LiFePO4 est un type de chimie lithium-ion. Il utilise le phosphate de fer lithié comme matériau de cathode et est largement utilisé dans les systèmes solaires stationnaires et de stockage d'énergie.

Conclusion

La décision batterie lithium ou batterie plomb-acide doit être fondée sur l'énergie utilisable et la performance globale du système, et non uniquement sur le prix d'achat ou la capacité en ampères-heures.

Les batteries au plomb-acide restent matures, accessibles et rentables pour certaines applications de secours à faible cyclage. Les conceptions AGM et gel réduisent également certaines des exigences de maintenance associées aux batteries à électrolyte liquide.

Pour le stockage solaire résidentiel, l'alimentation hors réseau, le solaire en camping-car, la gestion énergétique commerciale et les applications nécessitant un cyclage fréquent, le LiFePO4 offre normalement le meilleur équilibre entre capacité utilisable, vitesse de charge, durée de vie en cycles, poids et maintenance.

Le choix final de la batterie doit encore correspondre à :

• La puissance du champ solaire

• La tension de l'onduleur

• Le courant de charge

• La puissance de la charge

• La durée de secours

• Le protocole de communication

• L'environnement d'installation

• Les exigences de sécurité locales

Anern propose des batteries LiFePO4 dans des configurations de remplacement de plomb-acide, murales, montées en rack et commerciales haute tension. En associant la batterie à un onduleur solaire compatible et à un système solaire complet, les acheteurs peuvent réduire les risques d'intégration et concevoir une solution de stockage en fonction de la demande énergétique réelle plutôt que de la seule capacité de la batterie.