Des batteries pour stocker et autoconsommer l’électricité d’origine photovoltaïque
Pourquoi une batterie domestique?
Des batteries domestiques vous permettent d’augmenter l’autoconsommation d’électricité produite par vos panneaux photovoltaïques. Vous y stockez l’électricté lorsque votre installation en produit trop, et vous l'utilisez lorsque l'installation en fournit trop peu ou pas du tout, par exemple la nuit ou quand le ciel est trop nuageux.
Compensation trop modeste pour l’électricité injectée
- A Bruxelles, le compteur ne tourne plus à l’envers. Les fournisseurs d’énergie versent au consommateur une compensation pour l’électricité injectée dans le réseau, qui est inférieure au tarif de prélèvement.
- En Région wallonne, on peut opter pour la compensation partielle (laquelle vaut pour la partie "énergie" de la facture), en renonçant alors au tarif prosumer. Avec la garantie de ne jamais payer plus cher que si on était dans le cadre du régime incluant la compensation totale et le tarif prosumer. Mais, ici aussi, l’autoconsommation d'électricité solaire deviendra à terme de plus en plus intéressante.
- En Flandre, un arrêt de la Cour constitutionnelle a mis fin au compteur tournant à l’envers pour les propriétaires de panneaux solaires dotés d’un compteur numérique. Les fournisseurs d’énergie leur versent plus une compensation pour l’électricité injectée dans le réseau, qui est inférieure au tarif de prélèvement.
Augmenter l’autoconsommation
Avec le compteur qui tourne à l’envers, le réseau électrique fait office de grosse batterie. Quand vous produisez trop d’électricité, vous l’injectez dans le réseau. Quand vous n’en produisez pas, ou trop peu, vous prélevez de l’électricité du réseau. L’électricité injectée est rémunérée au prix d’achat de votre électricité, pour autant que vous bénéficiiez de la compensation totale grâce au compteur tournant à l’envers.
Si vous touchez moins pour votre propre production, alors mieux vaut la consommer directement vous-même. C’est plus intéressant que le maigre tarif de rachat ou même la compensation partielle.
Vous pouvez sensiblement augmenter votre autoconsommation en couplant une batterie domestique à vos panneaux photovoltaïques. Pour y stocker la production électrique excédentaire et l’utiliser plus tard, quand les panneaux peinent à produire.
Que fait exactement la batterie domestique ?
L’électricité produite par vos panneaux solaires, et que vous ne consommez pas immédiatement, peut être temporairement stockée chez vous dans une batterie, plutôt que de
l’envoyer sur le réseau. Mais il y a une limite à l’accumulation : vous produirez parfois, les beaux jours ensoleillés, plus d’électricité que la batterie ne peut en emmagasiner, par exemple 35 kWh, alors que vous ne pouvez en stocker que 10 kWh. La surproduction est alors envoyée sur le réseau.
Quand les panneaux solaires cessent de produire, le soir et la nuit, vous pouvez alors consommer votre propre électricité stockée dans la batterie. Au moment où celle-ci est
vide, vous devez à nouveau puiser l’électricité sur le réseau. Surtout, ne pensez pas que vous allez pouvoir emmagasiner l’électricité excédentaire de l’été pour la consommer en hiver. Le contenu d’une batterie électrique ne vous aidera qu’un ou quelques jours tout au plus.
Investir dans une batterie domestique?
Ci-après nous apportons une réponse aux questions essentielles sur les systèmes de batterie domestique :
Outre un compteur digital, une batterie domestique nécessite un onduleur supplémentaire qui décide quand la batterie doit stocker l’électricité et quand elle doit recommencer à en fournir.
Une autre solution consiste à remplacer l’onduleur existant de votre installation par un modèle hybride qui permet de gérer le courant des panneaux photovoltaïques ainsi que la charge-décharge de la batterie (sauf si votre système était déjà équipé d’un onduleur hybride).
Comptez de 1000 € à 1400 € pour l’onduleur classique d’une installation photovoltaïque et 1000 € pour un onduleur spécifique pour batterie. Un onduleur hybride coûtera environ 1800 €. Si vous désirez placer une nouvelle installation photovoltaïque et envisagez d’y ajouter une batterie, il peut être judicieux de faire installer immédiatement un onduleur hybride.
Pendant de nombreuses années, les batteries au plomb-acide ont dominé le marché. Aujourd’hui, celles-ci font place aux batteries lithium-ion, moins encombrantes, qui surclassent les technologies concurrentes sur de nombreux points.
Pour
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Contre
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Vous pouvez opter pour une capacité surdimensionnée de la batterie, afin de stocker le plus d’électricité possible, mais cela vous coûtera sans doute trop cher. Mieux vaut rechercher la combinaison optimale permettant d’exploiter au maximum son autoproduction.
De 1,4 à 1,6 fois la puissance de l’installation photovoltaïque
Concrètement, on recommande de multiplier par 1,4 à 1,6 la puissance de votre installation photovoltaïque (en kilowatts crête ou kWc) pour obtenir la capacité souhaitée de la batterie (en kilowattheures ou kWh). Pour une installation moyenne de 4 kWc, il vous faut donc une batterie d’environ 6 kWh.
Certaines batteries domestiques sont constituées de modules. Il faut alors additionner suffisamment de modules jusqu’à atteindre la capacité souhaitée.
Production solaire variable VS consommation électrique stable
Alors que la consommation électrique est relativement stable toute l’année, la production solaire varie fortement en fonction des saisons.
Lors des mois critiques (décembre - janvier), même une installation photovoltaïque de 10 kWc ne délivre que 50 % des besoins d’électricité (environ 200 sur les 400 kWh nécessaires par mois). Et encore s’agit-il là d’un bilan mensuel ne tenant pas compte du déphasage horaire production/consommation. Pour autant que l’on échappe à une semaine complète de faible production.
En été, les batteries remplissent, par contre, parfaitement leur rôle de tampon journalier comblant le déphasage entre production et consommation. Mais elles peinent à assimiler totalement les pics de production, rendant inexploitable une partie de la production photovoltaïque.
Et encore faut-il utiliser quasi quotidiennement l’électricité stockée pour être en mesure d’en stocker à nouveau.
Pas de quoi se déconnecter totalement du réseau
L’association d’une capacité de stockage de 5 kWh à une installation photovoltaïque de 5 kWc fait passer l’autosuffisance électrique annuelle de 28 à 44 %. Le doublement de la capacité de stockage (10 kWh) porte ce score à 57 %.
Une grosse installation en termes de production (10 kWc) et de stockage (10 kWh) arrive à un taux d’autosuffisance annuel de 81 %.
Il est clair qu’un fonctionnement totalement autonome par rapport au réseau électrique ne va pas de soi.
Que coûte aujourd’hui une batterie domestique ? Son prix n’a-t-il pas baissé ?
A quel prix?
Quand nous avons relevé le prix des batteries domestiques fin 2021, nous avons noté des tarifs de 850 à 1000 € par kWh de capacité de stockage, placement inclus. Sachant
qu’il faut une batterie d’environ 6 kWh pour une installation photovoltaïque moyenne de 4 kWc, cela coûterait de 5 000 à 6000 €. Empiriquement, on multiplie en
effet la puissance de l’installation photovoltaïque par 1,4 à 1,6 pour obtenir celle de la batterie.
Une petite année plus tard, les prix d’une batterie, installation et TVA de 6 % incluses, ont sensiblement baissé et nous notons des tarifs de 550 à 750 € par kWh. Ce qui représente un investissement de 3 300 à 4 500 euros pour une installation moyenne. Cela fait une sérieuse différence.
Une prime supprimée en Flandre
En outre, on pouvait bénéficier d’une prime en Flandre. On peut ainsi obtenir jusqu’à 1275 € en 2022 pour une batterie de 6 kWh. La prime a été supprimée en 2022.
A la différence d’une installation photovoltaïque, qui devrait durer au moins 20 ans, on estime qu'il faut miser sur une rentabilité de la batterie après 10 ans, et non pas après 15 ou 20 ans, afin de pouvoir réaliser un investissement intéressant.
Rarement rentable
En dépit de la prime en Flandre, nos calculs montrent qu’une batterie domestique ne sera que rarement rentable. En fait, pour pouvoir amortir votre batterie domestique sur dix ans avec un certain bénéfice, vous devriez obtenir un prix net de 300 € par kWh. Mais, même avec la prime flamande, on reste généralement loin du compte, et ne parlons même pas des autres Régions.
Pour s’approcher de la rentabilité, il faudrait que vous parveniez à accroître votre autoconsommation non pas de 30 %, mais de 40 % (pour passer de 30 % à 70 %). Cela
suppose alors que la batterie puisse fournir en dehors des heures de production des panneaux solaires davantage de son électricité emmagasinée. Mais c’est loin d’être évident.
Et même dans ce cas, on n’atteint en Flandre qu’un rendement à peu près nul, grâce à la prime. En fait, pour que l’investissement soit vraiment rentable, il faudrait que la batterie reste plus longtemps en bonne condition : 12 ans environ en Flandre et 16 ans à Bruxelles. Il nous semble plutôt optimiste de compter là-dessus.
Perte de capacité
Précisons qu’une batterie domestique perdra de sa capacité d’année en année, à raison de 3 à 4 % par an. Au bout de dix ans, il ne vous restera donc plus que 60 % de la capacité initiale.
Autoconsommation totale limitée
Une autoconsommation totale de 80 %, voire 90 %, avec une batterie correctement dimensionnée est peu réaliste. Par contre, un taux d’autoconsommation total de 60 à 70 % - ce qui représente un gain de plus de 30 % grâce à la batterie – devrait être atteignable.
Temps de retour sur investissement
Plus d'une fois, les installateurs ont indiqué que le temps de retour sur investissement d'une batterie domestique serait inférieur à 10 ans.
Vous avez intérêt à demander un calcul personnalisé afin de vérifier si c’est possible à atteindre dans votre cas.
Le prix
Si vous demandez un devis pour des panneaux solaires et une batterie, vérifiez que le prix de la batterie n’a pas été artificiellement diminué et en partie répercuté sur le prix des panneaux solaires. Si nécessaire, demandez également quelques devis pour des panneaux solaires uniquement, afin de pouvoir comparer.
Dimensionnement correct
Visez un dimensionnement correct. Le surdimensionnement peut réduire le prix par kWh pour la batterie, mais il augmentera considérablement le prix total de l'investissement. En fin de compte, cela n'apportera aucune valeur ajoutée sachant que la batterie doit être régulièrement et considérablement déchargée pour pouvoir stocker à nouveau de l’électricité. Sinon, une grande partie de l’électricité produite risque de disparaître dans le réseau.
Perte de capacité
Au bout de 10 ans environ, la batterie aura perdu beaucoup de sa capacité. Elle n'aura gardé que 80% ou même 60% de sa capacité initiale. Demandez si cet élément est bien pris en compte dans le calcul que l’installateur effectue concernant le rendement financier de l'investissement.
Estimation de l'autoconsommation
Plus d'une fois, les installateurs ont fondé leurs estimations de l'augmentation de l'autoconsommation sur des hypothèses trop optimistes. Une autoconsommation totale de 80% ou même de 90% avec une batterie correctement dimensionnée est peu réaliste. Une autoconsommation totale de 60 à 70% - et donc un gain d’environ 30% par rapport à l'autoconsommation moyenne de 30% avec une batterie domestique - devrait être réalisable. Demandez à l'installateur le temps de retour sur investissement pour une autoconsommation de 70 %.
Garantie et durée de vie
Les installateurs donnent généralement une garantie de 10 ans sur leur batterie, qui devrait en principe atteindre une durée de vie de 15 ans (au moins), avec une capacité beaucoup plus faible en bout de course, à condition de ne pas subir l’un ou l’autre revers. Assurez-vous de connaître la durée de la garantie.
Une deuxième vie pour les batteries des voitures
Une alternative à la batterie domestique consisterait à réutiliser les batteries lithium-ion des voitures. Celles-ci réclament une puissance importante des batteries pour satisfaire aux accélérations. Dès que les batteries ne sont plus capables de fournir cette puissance, elles doivent être remplacées. Mais la puissance résiduelle et le nombre de cycles de recharge restants (plus de 2000) permettraient largement leur réutilisation dans un cadre résidentiel.
Outre la diminution du prix, ceci aurait comme double bénéfice d’améliorer le bilan environnemental des batteries et de soulager la pression sur leurs matériaux constitutifs sachant qu’ils sont, aujourd’hui, fortement et prioritairement mobilisés pour la mobilité électrique. Encore faut-il cependant qu’une telle filière se développe.
L’alternative du stockage collectif
Des alternatives existent et peuvent se développer en parallèle. Des solutions de stockage centralisées de type lithium-ion pour absorber les pics de production et de demandes peuvent être combinées à d’autres technologies de stockage à plus long terme comme l’hydrogène.
Pensons aussi aux solutions à l’échelle locale entre citoyens favorisant l’autoconsommation collective. Des prosumers pourraient ainsi valoriser la production qu’ils n’arrivent pas à consommer en la proposant à des voisins à un tarif inférieur au marché. Gestionnaire de réseau, citoyens participants , tout le monde y gagnerait!
Par exemple, la Région flamande prévoit le partage de l’électricité depuis janvier 2022 dans les appartements et depuis juillet 2022 pour les autres logements. À partir de 2023, le partage de l’électricité serait étendu à de véritables communautés d’énergie.
Augmenter l’autoconsommation autrement
Une batterie peut considérablement augmenter votre autoconsommation, mais elle nécessite un investissement important. Il existe parfois des solutions moins coûteuses pour stimuler votre autoconsommation.
L’estimation de l’autoconsommation moyenne (sans batterie) est assez similaire dans les trois Régions : 35% en Flandre, 37,40% à Bruxelles et 37,76% en Wallonie. Les chiffres de Bruxelles sont basés sur des mesures réelles. En effet, l’installation de panneaux solaires y a été dès le départ couplée à un compteur double flux mesurant à la fois la production et la consommation d’électricité. Avec cette nuance que les toits, et donc les installations photovoltaïques, sont proportionnellement plus petits que dans les autres Régions, ce qui profite à la part d’autoconsommation.
Concrètement, nous préférons tabler sur une autoconsommation moyenne de 30%. Il existe d’autres manières d’augmenter ce chiffre. C’est ce qu’a révélé notre projet pilote mené précédemment dans le cadre d’un projet européen sur les énergies renouvelables.
- Mise en marche différée
Vous pouvez faire tourner les gros consommateurs d’énergie (lave-linge, sèche-linge, lave-vaisselle) surtout aux heures où les panneaux produisent de l’électricité. Cela suppose de pouvoir différer leur mise en marche ou d’avoir quelqu’un sur place pour gérer les machines. Mais, même ainsi, on ne gagne que 3 à 5%.
D’ailleurs, en période hivernale, la production des panneaux solaires ne permettra que rarement de couvrir la consommation.
- Une minuterie sur le boiler électrique
S’il y a un appareil qui peut faire une sérieuse différence, c’est bien le boiler électrique. Il est facile d’y installer une minuterie pour qu’il ne chauffe l’eau qu’aux heures normales de production d’électricité solaire. Cela a permis d’augmenter l’autoconsommation de 13 %.
- La voiture électrique
Enfin, il y a la voiture électrique, même si elle n’équipe encore que bien peu de ménages. Avec une recharge lente pendant la journée (basse puissance) ou avec une borne intelligente qui adapte la puissance de recharge à l’électricité disponible, on peut augmenter de 10 % son autoconsommation.
Il est même possible d’arriver à 30% si la batterie de la voiture peut reprendre le rôle d’une batterie domestique, et donc se décharger pour fournir de l’électricité à la maison quand c’est nécessaire.
Un monitoring au préalable
Pour prendre les bonnes décisions afin d’augmenter votre autoconsommation, vous devriez pouvoir placer au préalable un système de monitoring énergétique, qui mesurerait pendant un an la consommation exacte d’énergie des principaux appareils et permettrait de déterminer comment avancer ou retarder leur mise en marche. C’est la condition sine qua non pour disposer de toutes les données nécessaires à la prise des bonnes décisions, notamment en ce qui concerne votre batterie domestique.