L'énergie produite par l'installation photovoltaïque est stockée dans la batterie et directement consommée par des appareils électriques, tels que la pompe à chaleur. En cas d'excédent d'énergie, celle-ci est stockée temporairement dans la batterie du système de stockage d'électricité, puis restituée en cas de besoin. De cette manière, la maison et la pompe à chaleur sont alimentées de manière durable et efficace, en grande partie grâce à la production d'électricité propre générée par le toit.
Système de stockage par batterie pour l'installation photovoltaïque
Une installation photovoltaïque Viessmann permet de produire suffisamment d'électricité pour alimenter une famille de quatre personnes pendant une année entière. Le principal problème réside toutefois dans le fait que l'installation fournit de l'énergie électrique principalement lorsque la plupart des occupants du foyer ne sont pas à la maison, par exemple à l'heure du déjeuner. Si aucun appareil raccordé n'est en marche ou si les appareils raccordés ne peuvent pas consommer la totalité de l'électricité produite, celle-ci est injectée dans le réseau public.
Ces dernières années, les tarifs de rachat pour l'injection dans le réseau n'ont cessé de baisser. Dans le même temps, le prix moyen de l'électricité a augmenté. Il y a donc de bonnes raisons d'augmenter l'autoconsommation. Pour y parvenir, un système de stockage par batterie est utile. C’est pourquoi Viessmann a lancé sur le marché le système de stockage photovoltaïque Vitocharge VX3. Ce système stocke l’électricité produite pendant la journée et la met à disposition en fonction des besoins.
Comment fonctionnent les systèmes de stockage par batterie ?
Système photovoltaïque
Les systèmes de stockage d'électricité solaire présentent le grand avantage de permettre d'utiliser l'électricité autoproduite en fonction des besoins, même lorsque le soleil ne brille pas.
En principe, l'électricité peut être stockée de deux manières : directement et indirectement. Pour un usage domestique, seuls les systèmes de stockage indirects entrent toutefois en ligne de compte. Le stockage direct de l'électricité s'effectue notamment à l'aide de bobines ou de condensateurs et ne dure que quelques secondes. Ces méthodes ne conviennent donc pas aux maisons individuelles ou aux maisons jumelées. Dans l'industrie, elles servent principalement à stabiliser le réseau. Ainsi, lorsqu'on parle de photovoltaïque avec stockage, il s'agit le plus souvent de systèmes de stockage électrochimiques, tels que les accumulateurs ou les batteries.
Le processus de stockage en bref
Le principe de fonctionnement est en réalité assez simple. Le système de stockage photovoltaïque stocke l'énergie électrique, à l'instar d'une batterie rechargeable, jusqu'à ce qu'un besoin se fasse sentir dans le foyer, puis la transmet aux appareils raccordés (éclairage, réfrigérateur, téléviseur, etc.). Concrètement, lorsque les rayons du soleil frappent les modules photovoltaïques, l’énergie est convertie en courant continu. Or, celui-ci ne peut pas être utilisé tel quel dans le foyer. C’est pourquoi un onduleur est intercalé entre les modules et le réseau, qui transforme le courant continu en courant alternatif. S'il n'y a pas de consommateurs pour ce courant dans la maison, le système de stockage par batterie entre en action. Les batteries lithium-ion de Viessmann transforment l'énergie électrique en énergie chimique. Lors de la décharge, ce processus s'inverse.
Important : lors de la décharge, le système de stockage d’énergie solaire n’est jamais entièrement déchargé. On distingue la capacité dite « nominale » de la capacité « utile ». La différence résulte de ce qu’on appelle la « profondeur de décharge ». Le Vitocharge VX3 a été développé selon une stratégie de fonctionnement particulière, similaire à celle d’une voiture électrique : le vieillissement de la batterie est compensé tout au long de sa durée de vie par une profondeur de décharge autorisée croissante. Dans le cas d’un véhicule électrique, cela signifie que l’autonomie du véhicule est maintenue constante aussi longtemps que possible tout au long de sa durée de vie. Ce n’est que lorsque la profondeur de décharge atteint 100 % que la capacité utile diminue. Lorsque le système de stockage par batterie est chargé et qu’aucun consommateur n’est raccordé ou actif, l’électricité est injectée dans le réseau public.
Qu'est-ce qui caractérise les systèmes de stockage photovoltaïques Viessmann ?
Les systèmes de stockage photovoltaïques comblent l'écart entre l'offre et la demande. Cela permet d'augmenter l'autoconsommation et, par conséquent, de réduire les coûts énergétiques. L'électricité produite peut ainsi être utilisée de manière nettement plus efficace. Les systèmes de stockage d'électricité Viessmann garantissent en outre une plus grande indépendance vis-à-vis des fournisseurs d'énergie et soulagent également le réseau électrique.
Avec notre gamme de produits Vitocharge, nous vous proposons des batteries lithium-ion à haut rendement et longue durée de vie. Ainsi, ces modèles ont une durée de vie pouvant atteindre 20 ans ou un débit énergétique de 12 MWh par batterie de 5 kWh. En moyenne, vous pouvez compter sur environ 250 cycles complets par an. Les batteries du Vitocharge VX3 peuvent être montées en série. Cela permet des capacités de stockage flexibles et une adaptation parfaite à vos besoins individuels en électricité. De plus, les deux variantes conviennent aussi bien au fonctionnement en parallèle avec le réseau qu’au fonctionnement en secours. Cela signifie que les systèmes de stockage par batterie Viessmann peuvent fonctionner en parallèle avec l’alimentation électrique du réseau public et, en cas de coupure de courant, alimenter les appareils les plus importants. Le fonctionnement en mode de secours nécessite un boîtier de secours (Back-up-Box) : celui-ci permet de basculer du mode parallèle au mode de secours.
Systèmes de stockage par batterie de nouvelle génération : plus compacts, plus légers, plus performants
Les batteries de la nouvelle génération Vitocharge VX3 offrent aux propriétaires la possibilité de stocker facilement l’électricité et ainsi de l’utiliser plus efficacement. Les batteries au lithium-phosphate de fer, éprouvées et sûres, sont conçues pour une longue durée de vie. De plus, le système peut être facilement étendu au cours de la première année de fonctionnement si les besoins en électricité venaient à évoluer. Le système de stockage par batterie modulaire Vitocharge VX3 est ainsi au cœur de solutions énergétiques bien pensées pour le chauffage, l’électricité et la mobilité. De la production de chaleur à la station de recharge pour voiture électrique en passant par l’installation photovoltaïque, tout provient d’un seul et même fournisseur. Une exclusivité Viessmann.
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Un système de stockage par batterie est-il rentable ?
Avec un système de stockage d'électricité Viessmann, vous disposez d'un produit aux multiples applications. En effet, le Vitocharge VX3 peut être utilisé comme système de stockage hybride photovoltaïque, comme système de stockage couplé au réseau CA ou comme simple onduleur photovoltaïque. Cela le rend intéressant aussi bien pour les nouvelles installations que pour les installations existantes.
Systèmes de stockage d'électricité pour les nouvelles installations photovoltaïques
Avec la baisse des tarifs de rachat, il est de plus en plus judicieux d’installer des systèmes destinés à l’autoconsommation. La nouvelle installation doit toutefois impérativement être adaptée à la maison et aux besoins en électricité pour être rentable. Afin que l’électricité produite de manière écologique trouve toujours preneur, il est judicieux d’opter pour une solution énergétique globale dans le cadre du concept de technologie système Viessmann . En voici quelques exemples :
- Installation photovoltaïque + système de stockage par batterie + pompe à chaleur
- Installation photovoltaïque + batterie de stockage + appareil de chauffage à pile à combustible
- Installation photovoltaïque + batterie de stockage + systèmes de chauffage et d'eau chaude électriques
Avec une installation photovoltaïque et un appareil de chauffage à pile à combustible, on dispose de deux sources de production d'électricité qui se complètent parfaitement. En été, c'est principalement l'installation photovoltaïque qui produit l'électricité destinée à la maison (et, en option, à la voiture électrique). En hiver, le système de chauffage à pile à combustible fournit davantage d'électricité en raison de son temps de fonctionnement plus long. De cette manière, la maison (et, en option, la voiture électrique) peuvent être alimentées toute l'année à partir de vos propres ressources électriques. Cela permet, d'une part, d'augmenter le taux d'autosuffisance et, d'autre part, de réduire vos factures d'électricité.
Dans un système entièrement électrique, l'énergie produite par l'installation photovoltaïque est utilisée pour alimenter les générateurs de chaleur électriques, tels que les panneaux chauffants infrarouges, le chauffage au sol ou la production d'eau chaude sanitaire. En cas d'excédent d'énergie, celle-ci est stockée temporairement dans la batterie du système de stockage d'électricité. Ainsi, même une maison équipée d'un chauffage électrique et d'un système de production d'eau chaude électrique peut atteindre un haut niveau d'autonomie et de durabilité, tout en tirant parti des avantages de la chaleur infrarouge et de sa faible consommation en veille.
Il est intéressant d'augmenter sa consommation d'électricité autoproduite grâce aux produits Viessmann. La grande flexibilité des composants Viessmann permet, dans le cadre d'une solution système, de combiner l'installation photovoltaïque existante avec un système de stockage d'électricité. Si nécessaire, le système peut être facilement complété par des modules de batterie supplémentaires.
Outre les appareils ménagers habituels qui doivent être alimentés en électricité, il est possible d’augmenter la consommation d’électricité autoproduite, par exemple grâce à une pompe à chaleur électrique pour eau chaude Vitocal 262-A. Celle-ci vient compléter le système pour offrir un confort optimal en matière d’eau chaude. L’utilisation de l’électricité autoproduite n’entraîne que de faibles coûts d’exploitation. Le système de ventilation domestique électrique Vitovent 300-C apporte également davantage de confort à la maison et contribue de manière significative à la préservation du bâti grâce à un air frais et pur ainsi qu’à une humidité optimale.
Quelle doit être la capacité du système de stockage par batterie ?
Qu'il s'agisse d'une nouvelle installation ou d'une installation existante, il est essentiel de choisir la bonne taille de système de stockage d'électricité. En principe, le système de stockage par batterie doit avoir une capacité suffisante pour alimenter un foyer en électricité solaire du soir jusqu'au lendemain matin. La taille, ou plutôt la capacité de stockage d’un système de stockage d’électricité, dépend d’une part de la consommation annuelle d’électricité et, d’autre part, de la puissance nominale de l’installation photovoltaïque existante ou prévue. À titre indicatif, on peut utiliser la règle suivante : 1 kWc photovoltaïque = 1 kWh de batterie = 1 000 kWh de consommation électrique du foyer.
Exemple 1 avec pompe à chaleur
Foyer + pompe à chaleur : 10 000 kWh
PV = 10 kWc
________________________
Stockage par batterie = 10 kWh
Des systèmes de stockage trop grands ou trop petits ne sont pas rentables
Si le système de stockage par batterie est surdimensionné, il stocke trop d’énergie électrique sans que celle-ci ne soit réellement utilisée. Outre les coûts d’acquisition supplémentaires inutilement élevés, il faut également compter les pertes liées à la perte de rémunération pour l’électricité injectée dans le réseau. Si le système de stockage est trop petit, les propriétaires d’installations doivent acheter davantage d’électricité. Celle-ci est nettement plus chère que l’électricité autoproduite par leur installation solaire. Il est donc indispensable de demander conseil à l’un de nos partenaires spécialisés.
Stocker l’énergie solaire et la gérer efficacement
La mise en réseau et la commande numériques de tous les composants du système facilitent le stockage des énergies renouvelables et permettent d’harmoniser leur production et leur consommation. Avec son système Energy Management, Viessmann offre de bonnes conditions-cadres et une solution complète.
L’application visualise clairement les flux d’énergie dans la maison et assure ainsi une transparence totale. Le tableau de bord énergétique en constitue la base. Il affiche notamment la puissance de l’installation photovoltaïque, le niveau de charge du système de stockage d’énergie ainsi que la consommation électrique actuelle dans la maison. Les tendances quotidiennes et les rapports hebdomadaires permettent aux utilisateurs de garder facilement une vue d'ensemble à tout moment. Les fonctions d'optimisation disponibles pour l'installation photovoltaïque, le système de stockage d'énergie solaire, les systèmes de chauffage de l'eau chaude et les véhicules électriques rendent le système encore plus efficace.
Gamme de systèmes de stockage d'électricité
Les systèmes de stockage d'électricité Viessmann, destinés à stocker l'électricité autoproduite, augmentent l'autoconsommation et, par conséquent, l'efficacité de l'installation photovoltaïque. Lorsque le foyer n'a pas besoin d'électricité, le système recharge la batterie de stockage. En cas de besoin, cette électricité est utilisée, par exemple pour faire fonctionner des appareils électriques. Lorsque le système de stockage d'électricité est chargé et qu'aucun appareil connecté n'est en marche, l'électricité est injectée dans le réseau public et rémunérée.
FAQ : Réponses aux questions fréquemment posées sur les systèmes de stockage par batterie
Un accumulateur (accumulateur solaire) est un dispositif technique qui stocke l'électricité excédentaire produite par une installation photovoltaïque. Il stocke l'énergie électrique jusqu'à ce qu'elle soit nécessaire dans la maison, puis la restitue. De cette manière, il est possible d'utiliser la production solaire récoltée pendant la journée même pendant la nuit. Le système de stockage permet ainsi d'augmenter l'autoconsommation, de réduire la dépendance énergétique et de réaliser des économies.
Les accumulateurs transforment l'énergie électrique en énergie chimique. Ils la stockent jusqu'à ce que les consommateurs aient besoin d'électricité. Lorsque c'est le cas, le processus s'inverse et l'énergie chimique est reconvertie en énergie électrique. Un système de gestion de l'énergie (EMS) surveille et contrôle le fonctionnement du système de stockage par batterie. Il assure la charge lorsque l'électricité est disponible en quantité suffisante. Lorsque l'installation solaire ne fournit plus d'énergie électrique, l'EMS assure la décharge en fonction des besoins.
Oui. En raison de la hausse des prix de l'électricité et de la baisse des tarifs de rachat, il est de plus en plus intéressant d'associer des installations photovoltaïques à des systèmes de stockage d'électricité. En effet, ces installations augmentent le taux d'autoconsommation et permettent ainsi de réaliser des économies. De plus, elles renforcent le degré d’autosuffisance, c’est-à-dire l’indépendance énergétique. Cela permet de disposer d’un approvisionnement en électricité pratiquement à l’abri des pannes. De plus, les fluctuations constantes des prix de l’électricité n’ont pratiquement plus d’incidence sur vos propres coûts énergétiques. Ces installations peuvent contribuer à réduire les émissions, à préserver les ressources fossiles grâce à une diminution des achats d’électricité et à soulager les réseaux publics.
La taille idéale d'un système de stockage par batterie dépend de l'installation photovoltaïque et de votre consommation personnelle. Un rapport de 1 kWc de puissance pour 1 kWh de capacité, ou de 1 kWh de capacité pour 1 000 kWh de consommation d'électricité par an, est considéré comme optimal.
Concrètement, si vous consommez 5 000 kWh d'électricité par an, il est recommandé d'opter pour une installation photovoltaïque d'une puissance de 5 kWc et un système de stockage par batterie d'une capacité de 5 kWh. Si un certain surdimensionnement permet d’augmenter le taux d’autoconsommation, la rentabilité diminue lorsque le système de stockage est nettement trop grand. Une dimensionnement trop petit est toutefois également défavorable, car le système de stockage ne peut alors pas exploiter pleinement son potentiel. Vous devrez alors tout de même prélever trop d’électricité sur le réseau et ne parviendrez pas non plus à atteindre la rentabilité. Pour déterminer la taille adéquate d’une installation photovoltaïque complète avec système de stockage d’électricité, il est donc toujours recommandé de faire appel à un expert pour une conception sur mesure.
Outre la taille et la technologie des batteries (lithium ou plomb), les experts distinguent également les systèmes couplés en courant alternatif (CA) et en courant continu (CC). Si la taille doit toujours être déterminée au cas par cas, les batteries au lithium s'avèrent plus rentables que les solutions au plomb. En effet, celles-ci offrent une densité énergétique plus élevée (dimensions compactes). Elles présentent un rendement supérieur ( pertes moindres lors de la charge et de la décharge) et peuvent être chargées et déchargées plus fréquemment (durée de vie plus longue).
En ce qui concerne les nouvelles installations photovoltaïques complètes avec stockage d’électricité, les solutions de stockage couplées en courant continu (CC) sont également adaptées. Celles-ci peuvent être raccordées au réseau de courant continu et fonctionnent avec un nombre réduit de conversions (courant continu vers courant alternatif). Cela permet de réduire les pertes et d’augmenter le rendement. Si vous souhaitez équiper a posteriori une installation photovoltaïque existante d’un système de stockage par batterie, on utilise généralement des systèmes couplés en CA (CA = courant alternatif). En effet, ceux-ci peuvent être facilement intégrés au réseau de courant alternatif en aval de l’onduleur existant.
Le Vitocharge VX3 peut être utilisé aussi bien comme système de stockage d'énergie couplé en CA que comme système de stockage d'énergie couplé en CC.
Le coût des solutions dépend fortement de la technologie requise, des conditions spécifiques et des différences régionales. Une estimation précise des coûts sera effectuée par notre partenaire Viessmann, votre installateur local.
La durée d'utilisation des accumulateurs dépend de nombreux facteurs. Le lieu d'installation et le système de gestion de l'énergie ont notamment une grande influence. En règle générale, les modèles ont une durée de vie pouvant aller jusqu'à 20 ans ou un débit d'énergie garanti de 9,6 MWh par 5 kWh de batterie. En moyenne, vous pouvez compter sur environ 250 cycles complets par an.
