Les piles rechargeables et les cellules solaires sont peut-être plus anciennes que vous ne le pensez.
Gaston Planté a inventé la première batterie rechargeable au plomb en 1859.
La découverte de l’électricité solaire remonte bien plus loin.
Edmond Becquerel a démontré l'effet photovoltaïque avec une cellule solaire électrochimique en 1839.
Il va sans dire, Les technologies des cellules solaires et des batteries rechargeables ont considérablement progressé depuis lors..
Néanmoins, les batteries au plomb sont encore largement utilisées dans les systèmes solaires aujourd'hui.
Voici les types de batteries solaires les plus populaires aujourd’hui, classé de la performance la plus basse à la performance maximale.
Batteries au plomb inondées
La technologie de batterie rechargeable la plus ancienne est celle au plomb inondé. (FLORIDE), qui est encore fréquemment utilisé aujourd'hui.
Toutes les batteries au plomb, y compris acide de plomb scellé (Sla) batteries telles que AGM et Gel Cell, charger et décharger le courant continu par électrolyse.
Ils utilisent également bon nombre des mêmes composants bruts, bien que la conception des cellules de la batterie diffère considérablement d'une variété à l'autre.
Sauf si vous avez décidé de recharger une Tesla ou un autre véhicule électrique, vous avez probablement une batterie FLA dans votre voiture ou votre camion.
Les batteries FLA sont abordables et efficaces pour fournir de courtes rafales d'électricité à courant élevé.
Les composants clés d’une batterie FLA sont:
Cathode (électrode positive): Plaque de dioxyde de plomb
Anode (électrode négative): une plaque de plomb métallique.
L'électrolyte est de l'acide sulfurique dilué avec de l'eau distillée (H2SO4 + H2O).
Batteries FLA’ leur capacité à générer une puissance de pointe rapide les rend idéales pour démarrer les moteurs des automobiles, camions, et autres véhicules.
Cependant, Les batteries FLA sont inefficaces pour fournir un approvisionnement continu en électricité et ont une très faible profondeur de décharge. (Dod).
Les batteries FLA peuvent être utilisées dans un système de panneaux solaires compact nécessitant peu d'énergie..
Cependant, ils sont rarement la meilleure option.
Les batteries solaires FLA peuvent être peu coûteuses, mais ils vous coûteront plus cher à long terme.
Pros
Prix initial le plus bas
Convient pour démarrer les moteurs et les moteurs.
Peut être approprié pour les applications solaires à faible courant.
Inconvénients
Durée de vie courte (300-1000 charges/décharges à au moins 50% état d'accusation).
Décharge peu profonde.
Grande vulnérabilité aux températures rigoureuses, en particulier au froid.
Nécessite un entretien régulier et un remplissage avec de l'eau distillée ou déionisée.
Pour éviter les fuites et les déversements dangereux, il doit être installé ou stocké debout.
Le dégazage des vapeurs nocives doit être effectué dans un endroit bien ventilé.
Batteries au plomb scellées (SLA/VERTU).
Acide de plomb scellé (Sla) et acide de plomb régulé par valve (Vrai) sont une terminologie équivalente pour un terme plus récent, version moins volatile de l'ancienne technologie de batterie FLA.
Les batteries VRLA réduisent les difficultés des cellules humides en “affamé” ou immobiliser la solution d'électrolyte liquide utilisée dans les batteries FLA, tout en améliorant considérablement les performances.
Les batteries SLA sont généralement commercialisées sous les termes suivants:
Piles sèches
Batteries à décharge profonde
Batteries affamées d'acide
Batteries sans entretien
Il existe deux types de batteries solaires VRLA: tapis de verre absorbant (AGA) et cellule de gel.
De nombreux consommateurs ne font pas la distinction entre les deux types de SLA (sec) cellules car leurs performances et leur marketing sont si similaires.
Les cellules AGM et Gel Cell diffèrent considérablement par leur conception et leurs matériaux., bien qu'ils partagent bon nombre des mêmes avantages (et des problèmes) comme “mouillé” Batteries solaires FLA.
Pros
Charge plus rapide.
Durée de vie accrue.
Taux d'autodécharge inférieur.
Profondeur de décharge jusqu'à 80 % — Mais assurez-vous de lire les petits caractères. De nombreux fabricants de SLA proposent de maintenir un 50% état d'accusation (Soc), plutôt que des décharges répétées vers 80% Dod.
Il n'est pas nécessaire d'installer verticalement.
Opérez dans un environnement non ventilé pour réduire les risques de dommages au boîtier.
Pas de remplissage ni d'arrosage.
Moins sensible à la chaleur et au froid excessifs.
Résistant aux vibrations
Il n'y a pas de déversements ni de fuites.
Inconvénients
Prix plus élevé.
Puissance de surtension inférieure (puissance de départ)
Utilisez moins d'électrolyte en volume et évitez de surcharger ou de charger à un courant/tension plus élevé que celui suggéré..
Les batteries solaires AGM et Gel Cell surpassent les FLA dans les applications solaires à haute puissance telles que les générateurs pour toute la maison.
Mais comment se comparent-ils les uns aux autres?
Jetons un coup d'oeil.
Batteries à tapis de verre absorbant (AGA)
Les cellules de batterie AGM sont constituées de tapis en fibre de verre qui absorbent (affamer) la solution électrolytique liquide.
Parce que les batteries AGM sont scellées, ils ne nécessitent pas d'arrosage et nécessitent un entretien minimal autre que le maintien des contacts de la batterie propres.
Les principaux composants d'une batterie AGM sont:
Cathode (électrode positive): Plaque de dioxyde de plomb
Anode (l'électrode négative): Plaque de plomb métallique
L'électrolyte est de l'acide sulfurique dilué avec de l'eau distillée (H2SO4 + H2O).
Tapis de verre absorbant (AGA)
Les cellules de batterie AGM utilisent les mêmes matières premières que les batteries FLA, à l'exception des nattes de verre absorbantes placées entre les plaques de plomb positives et négatives.
Les tapis absorbent et immobilisent l'électrolyte liquide de l'acide sulfurique.
Les assemblées générales restent humides, mais il n'y a pas d'acide fluide dans la cellule.
Par conséquent, Les batteries AGM sont souvent décrites comme “affamé d'acide.”
Le piégeage de l'électrolyte dans des tapis en fibre de verre n'empêche pas la batterie d'être chargée et déchargée par électrolyse..
Au contraire, les indicateurs les plus essentiels indiquent que cela améliore les performances.
L'un des avantages historiques des batteries FLA par rapport aux cellules SLA est leur capacité à générer des signaux plus précis. (ou immédiat) pouvoir.
C'est l'une des raisons pour lesquelles le FLA est traditionnellement utilisé dans les batteries automobiles..
Les batteries AGM sont présentes depuis longtemps dans les voiturettes de golf et les motos.
Les batteries AGM remplacent progressivement les batteries FLA dans les voitures et les camions grâce aux progrès technologiques.. Ils survivent plus longtemps et sont moins vulnérables aux froids intenses.
Cependant, quels sont les avantages et les inconvénients des batteries AGM par rapport aux batteries Gel Cell?
Avantages
Chargement rapide
Des paramètres de charge plus cléments
Vulnérabilité réduite à la surcharge
Densité d’énergie élevée
Production accrue de puissance de surtension
Plus efficace pour démarrer les moteurs mécaniques
Sensibilité réduite à la chaleur intense
Une plus grande variété d'applications
Inconvénients
profondeur de décharge plus faible
Plus sujet à la sous-facturation
À des tarifs de recharge inférieurs, moins efficace
La durée de vie moyenne est quelque peu raccourcie en raison de la stratification et des dendrites.
Piles au gel
À ce point, vous avez peut-être remarqué que les batteries FLA et AGM partagent des ingrédients principaux.
En plus, les cellules à gel utilisent de l'acide sulfurique dilué comme électrolyte et des plaques de plomb comme électrodes.
La technique et les matériaux utilisés pour réduire la volatilité et améliorer les performances de l'électrolyte liquide utilisé dans toutes les batteries au plomb constituent la principale distinction entre les cellules AGM et les cellules gel..
Voici les principaux éléments d’une batterie au gel:
Cathode à plaques de dioxyde de plomb (électrode positive)
La plaque de plomb métallique sert d'anode (électrode négative).
Électrolyte: Eau distillée diluée avec de l'acide sulfurique (H2SO4 + H2O)
Pour immobiliser l'électrolyte liquide et lui donner une consistance gélatineuse, de la poussière de silice est ajoutée.
En termes de performances, il n'y a pas beaucoup de changements entre les cellules de batterie Gel Cell et AGM.
Ce sont les avantages et les inconvénients les plus importants.
Avantages des cycles plus profonds
Plus approprié pour une charge et une vidange progressives et cohérentes
Sensibilité réduite aux vibrations
Inconvénients
cela pourrait être un peu plus cher dans l'ensemble.
Plus sujet aux frais excessifs
Susceptibilité accrue aux changements de tension et de courant
Un peu plus sensible à la température, surtout en cas de chaleur intense
La décision?
Dans la majorité des applications photovoltaïques, les batteries à cellules gel peuvent surpasser les batteries AGM par une petite marge.
L'intermittence inhérente à l'énergie solaire peut être légèrement atténuée par une vulnérabilité réduite aux dommages dus à un faible courant et à une sous-charge..
Batteries solaires à cellules gel, cependant, sont généralement un peu plus chers.
Les batteries solaires au lithium-ion sont supérieures aux deux variétés de batteries SLA.
Les batteries solaires Lithium-ion et LiFePO4 surpassent les batteries AGM et Gel Cell SLA en termes de performances.
Le prix sera probablement le facteur décisif le plus important si vous optez pour une batterie solaire VRLA..
Après cela, on discutera de la LFP.
Avantages
Plus grande puissance nominale de sortie
Une plus grande densité d’énergie
Efficacité de cycle améliorée
La durée de vie est prolongée (1000-2000).
Vulnérabilité réduite à l’emballement thermique
Les abus mécaniques sont moins susceptibles de se produire (Test des ongles).
il faut moins de cobalt (la composition normale de la cathode est 10% cobalt, 10% manganèse, et 80% nickel).
État de charge réduit (Soc) influence sur la durée de vie
DoD suggéré plus profondément (DoD opérationnel de 80 % à 90 %)
Inconvénients
Plus cher
densité d'énergie réduite d'une petite quantité
Énergie spécifique réduite
Les batteries LCO continuent de fonctionner jusqu'à une décharge de 95 à 100 %, cependant, les décharges complètes ont un impact négatif sur la durée de vie. Un vrai DoD moins profond
Phosphate de fer et de lithium (LFP/LiFePO4)
Les avantages des batteries LCO et NCM par rapport aux batteries au plomb sont combinés aux qualités particulières qui font du lithium fer phosphate (LFP/LiFePO4) batteries parfaites pour les applications photovoltaïques.
Bien que la cathode soit composée de phosphate de fer et de lithium (LiFePO4/LFP), les principaux composants sont les mêmes que ceux des autres batteries Li-ion.
L'anode en graphite
Le phosphate de fer lithium est la cathode.
Solution de sel de lithium, comme l'hexafluorophosphate de lithium (LiPF6), sert d'électrolyte.
Polyéthylène (PE) séparateurs
Collecteurs de courant positif et négatif (feuille de cuivre et aluminium)
L'emballement thermique est pratiquement inexistant dans les batteries LFP, contrairement aux batteries LCO.
Dans les systèmes solaires de grande capacité, réduire le risque d'incendie ou d'explosion dû à l'emballement thermique est extrêmement bénéfique, quelle que soit la distance du risque.
Les fabricants de véhicules électriques comme Tesla adoptent rapidement le LFP en raison de son profil de sécurité supérieur, remplaçant fréquemment NMC.
Les fabricants de batteries électriques et solaires abandonnent progressivement les batteries NMC au profit des batteries LiFePO4 pour des raisons autres que la sécurité..
Débaltisation: Le cobalt est un minéral de conflit, comme cela a été mentionné précédemment. Une pression croissante s’exerce sur les marques pour qu’elles cessent de l’utiliser dans leurs produits..
Coûts en baisse: NMC est une technologie plus connue. Parce que les producteurs ont dû investir dans de nouvelles machines et procédures, Les batteries LFP étaient initialement plus chères. Néanmoins, le coût des batteries solaires NMC et LFP est actuellement comparable. Le coût des batteries LiFePO4 devrait continuer à baisser. Comparé au fer et au phosphate, les batteries NMC au nickel et au cobalt sont des matériaux beaucoup plus rares et plus coûteux. Les prix devraient continuer à baisser tant qu’il y aura une plus grande demande de LFP. Les prix du NMC devraient augmenter ou rester les mêmes entre-temps..
La chimie de batterie lithium-ion la plus sûre pour les applications à charge élevée, comme l'énergie solaire domestique et les véhicules électriques, est LiFePO4. L'emballement thermique est presque complètement éliminé dans les cathodes LFP en raison de leurs fortes liaisons covalentes.
Plage de température de travail plus grande: Les batteries LFP peuvent fonctionner à des températures allant de 140°F (60°C) à -4°F (-20°C). Les températures de fonctionnement idéales pour les batteries Li-ion sont de 32°F (0°C) à 113°F (45°C).
Vie de vélo: Batteries LFP telles que la DELTA Pro Ultra de Maxworld Power
Inconvénients
densité d'énergie réduite d'une petite quantité
La tension moyenne (3.2En contre. 3.8V) est inférieur à celui de LCO et NCM. Les panneaux solaires peuvent être reliés en série plutôt qu'en parallèle en cas de coupure de tension.
Découvrez les avantages et les inconvénients des batteries solaires LiFePO4 par rapport au lithium-ion classique (Chance) batteurs.
Nouveaux développements dans la technologie des batteries solaires
À l'échelle mondiale, fabricants, gouvernements, et les universitaires sont constamment à la recherche du prochain développement important dans le domaine du stockage des énergies renouvelables..
Ces nouvelles solutions de batteries solaires se sont révélées prometteuses, mais il faudra probablement des années avant qu'ils soient disponibles dans le commerce pour un usage domestique..
Des batteries qui coulent
Piles à air fer
Piles à semi-conducteurs
batteries ioniques à base de sodium
La valeur des batteries solaires supérieures
L’énergie solaire pour les maisons est un investissement qui prend du temps à être rentabilisé.
Les panneaux solaires rigides à haut rendement durent généralement plus de 25 des années avant que leurs performances ne commencent à se détériorer considérablement.
Par rapport aux batteries LiFePO4, Sla “cycle profond” les batteries solaires ont une durée de vie nettement plus courte et doivent fréquemment être remplacées après seulement quelques années de fonctionnement constant.
Cependant, les solutions de générateurs pour toute la maison de Maxworld Power peuvent être utilisées quotidiennement pendant plus de dix ans.
Investir dans des batteries solaires et d'autres pièces de haute qualité est essentiel pour économiser de l'argent et tirer le meilleur parti de votre investissement photovoltaïque..
Votre période de récupération solaire peut être prolongée, mais votre retour sur investissement à long terme sera amélioré.
En plus, les remises gouvernementales sur l’énergie solaire peuvent réduire considérablement votre mise de fonds initiale.
Remarques finales
Un solaire + le système de stockage présente plusieurs avantages si vous envisagez d’utiliser l’énergie solaire pour alimenter votre maison.
Même si cela ne les éliminera pas totalement, un système relié au réseau peut vous aider à économiser de l'argent sur vos factures d'électricité.
En plus, pendant une panne d'électricité, tu n'auras pas de pouvoir.
Les solutions de générateurs pour toute la maison de Maxworld Power combinent des modules photovoltaïques avec des batteries solaires LFP haut de gamme pour maximiser le retour sur investissement de votre énergie solaire et assurer la sécurité énergétique..
