Comment fonctionnent les batteries solaires ?

L'énergie solaire existe depuis les années 1950 et, plus récemment, le stockage de l'énergie solaire dans des batteries, ou « systèmes de stockage », rend l'énergie solaire encore plus accessible dans certaines régions. Si l'énergie solaire vous intéresse ou si vous souhaitez savoir comment l'utiliser chez vous, bonne nouvelle ! Nous allons vous expliquer en détail tout ce que vous devez savoir sur les batteries de stockage solaire et leur fonctionnement.

Explication du stockage d'énergie par batterie

En résumé, les batteries utilisent l'énergie potentielle chimique pour stocker l'électricité lorsqu'un appareil ou un système présente un surplus d'énergie électrique. Les batteries solaires stockent l'énergie de la même manière que les autres types de batteries :

●Une pile possède une cathode et une anode, qui sont des bornes électriques de polarité opposée. Elles sont séparées par un électrolyte, qui facilite le transfert d'électricité.
●La batterie est reliée à un circuit extérieur. Lorsque les électrons circulent dans le circuit, leurs ions traversent l'électrolyte.
●Les ions se déplacent entre la cathode et l'anode et augmentent l'énergie potentielle chimique, ce qui entraîne la charge de la batterie.

La seule grande différence entre les batteries de stockage solaire et les autres batteries est que les batteries solaires tirent leur électricité directement des panneaux solaires.

À présent, décomposons étape par étape le processus de stockage d'énergie proprement dit.

Étape 1 – La lumière du soleil

Tout commence par un rayon de soleil. Sans entrer dans les détails techniques, les panneaux solaires permettent aux photons (des particules de lumière) d'impacter les électrons et de les arracher aux atomes. Cela charge les atomes et génère un courant électrique.

Plus l'ensoleillement est important, plus la batterie se charge. C'est pourquoi les batteries solaires se chargent plus vite en milieu de journée, lorsque le soleil est au zénith. C'est également pour cette raison qu'elles se chargent plus lentement en cas de faible ensoleillement, que ce soit à cause de la couverture nuageuse ou de l'heure.

Étape 2 – Conversion d'énergie

L'électricité produite par les panneaux solaires pénètre dans la batterie via des plaquettes de matériaux comme le silicium, et des circuits intégrés. À ce stade, l'énergie est généralement stockée sous forme de courant continu (CC), et non sous forme de courant alternatif (CA).

Courant continu vs courant alternatif

Quelle est la différence entre le courant continu et le courant alternatif ?

En résumé, le courant continu (CC) est un courant électrique rectiligne. Cela signifie que l'électricité circule en ligne droite, d'un point A à un point B, sans modification de sa charge. Le courant continu se distingue par une tension (c'est-à-dire une puissance) plus stable que celle du courant alternatif.

Le courant alternatif, en revanche, possède un flux de courant qui peut basculer entre positif et négatif. Autrement dit, il circule dans deux sens.

L'électricité, qu'elle soit en courant alternatif (CA) ou continu (CC), est utilisée dans les appareils et applications du quotidien. Par exemple, de nombreux appareils électroniques ou portables fonctionnent en courant continu. En revanche, de nombreux appareils ménagers, comme les lave-linge, les réfrigérateurs et même l'éclairage, utilisent du courant alternatif.

L'électricité en courant alternatif (CA) est en réalité plus répandue. Les prises électriques domestiques acheminent l'énergie dans les bâtiments sous forme de courant alternatif. La maison utilise ensuite un convertisseur pour transformer ce courant alternatif en courant continu (CC). Pourquoi ? Le courant continu a une portée plus courte que le courant alternatif. De plus, le courant alternatif est moins coûteux à produire.

Le processus de conversion de l'énergie solaire consiste d'abord à capter la lumière sous forme de courant continu. Ensuite, le stockage de cette énergie par batterie varie selon le type de panneaux solaires utilisés.

Étape 3A – Conversion à couplage CC

Si vous possédez un système solaire photovoltaïque de base à couplage CC, l'électricité est immédiatement stockée dans votre batterie solaire. Elle est également stockée sous forme de courant continu (CC) plutôt que d'être convertie en courant alternatif (CA) puis stockée sous cette forme.

Lorsque votre maison ou vos appareils électroménagers ont besoin d'électricité, celle-ci quitte la batterie solaire et entre dans un onduleur. L'onduleur convertit le courant continu (CC) en courant alternatif (CA), qui est ensuite utilisé par vos appareils électroménagers.

Étape 3B – Conversion en courant alternatif

Si vous possédez un système de panneaux solaires couplé au courant alternatif, le processus est légèrement différent.

La lumière du soleil frappe les panneaux solaires et l'énergie est captée sous forme de courant continu (CC), comme auparavant. Cependant, ce courant entre ensuite dans un onduleur et est immédiatement converti en courant alternatif (CA), idéal pour une utilisation immédiate dans votre maison.

S'il reste de l'électricité, le surplus est renvoyé vers un onduleur secondaire. Il est reconverti en courant continu (CC) et stocké dans la batterie solaire. Notez qu'avec ce système, l'électricité doit passer une nouvelle fois par un onduleur pour être convertie en courant alternatif (CA) dès que votre maison en a besoin.

Les deux systèmes sont viables et aucun n'est nécessairement meilleur que l'autre. Cependant, les systèmes solaires à conversion en courant alternatif (CA) peuvent être légèrement plus efficaces, car l'électricité est immédiatement disponible pour un usage domestique au lieu d'être initialement stockée sous forme de courant continu (CC).

Conclure

Comme vous pouvez le constater, les batteries solaires fonctionnent et sont efficaces en toutes circonstances. Encore une fois :
●La lumière du soleil est capturée
●La lumière du soleil est convertie en courant continu.
●Selon votre système, l'électricité CC est soit stockée, soit convertie en électricité CA pour une utilisation immédiate.
●Dans les deux cas, l'électricité excédentaire est stockée dans une batterie solaire sous forme de courant continu.

Grâce au stockage solaire, vous pouvez profiter des journées ensoleillées où l'électricité est abondante. Les batteries emmagasinent l'électricité disponible et la restituent à votre domicile pour une utilisation nocturne ou par temps nuageux.

Les batteries solaires constituent une technologie fondamentale dans le domaine des énergies vertes, et de l'énergie solaire en particulier. À mesure que leur efficacité s'améliore, l'énergie solaire deviendra encore plus performante et idéale pour un usage domestique.

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