Stocker son énergie, valable ou non ?
Qu'est-ce qu'on stocke et comment ?
Reprenons les bases. Nous allons parler ici de stockage d'électricité. Pourquoi stocker son électricité ? Parce qu'un kit solaire produit de l'électricité en journée, par définition, lorsqu'il y a du soleil. Or nous avons des consommations électriques en dehors des heures ensoleillées, le soir, le matin, la nuit. Alors, comment utiliser son énergie solaire en dehors des heures de production ? Facile, il suffit d'utiliser des solutions de stockage.
Les différentes solutions de stockage
Dans cet article, nous évoquerons uniquement les solutions de stockage physique les plus répandues dans le photovoltaïque. En effet, il existe d'innombrables méthodes de stockage de l'électricité (stockage par air comprimé, volant d'inertie etc...) mais ces dernières ne s'appliquent pas actuellement aux systèmes photovoltaïques particuliers.
Il existe également des solutions de stockage dites "virtuelles" qui permettent de rentabiliser une installation via un système de capital de kWh que vous augmentez en produisant votre énergie puis consommez quand vous en avez besoin moyennant des frais d'acheminement. Si le principe semble bon, nous n'avons que peu de recul sur les fournisseurs proposant ces contrats et donc sur leur leur capacité à développer ce modèle à grande échelle.
Nous allons donc distinguer trois grandes typologies de solutions de stockage d'électricité pour le résidentiel. (batteries, V2H, stockage thermique)
- Batteries physiques
On considère généralement l'invention des batteries physiques avec la création, au début du 19ème siècle, de la pile voltaïque de Alessandro Volta. Puis, en 1859, la batterie au plomb par le français Gaston Planté.
Et enfin, la batterie Lithium, arrivée beaucoup plus tardivement, a été inventée en 1979 par un trio : Stanley Whittingham, John Goodenough et Akira Yoshino. Ces derniers ont d'ailleurs été récompensés près de 50 ans après (en 2019) par le Prix Nobel de Chimie pour cette invention qui, dès sa création, a unanimement été considérée comme une révolution.
De nombreuses technologies de batteries existent, mais les batteries Plomb et Lithium restent les plus courantes dans le domaine photovoltaïque.
- V2H (Vehicule to Home)
Le concept de vehicle-to-home (ou V2H) est une technologie où l'énergie disponible dans les batteries des véhicules électriques est utilisée pour alimenter une maison.
Le système de vehicle-to-home permet aux propriétaires de contrôler leur consommation d'énergie en leur permettant de transférer une partie de l'énergie qu'ils utilisent du réseau aux heures creuses, lorsque les prix de l'énergie sont plus bas.
Pour illustrer ce point, imaginons que vous êtes à la maison, que votre voiture électrique est en train de se recharger dans l'allée et que vous effectuez quelques tâches ménagères. De nombreux appareils sont allumés et vous consommez une grande quantité d'énergie sur le réseau. Avec la technologie V2H, vous pourriez utiliser une partie de l'énergie stockée dans votre véhicule électrique pour alimenter vos appareils, réduisant ainsi la consommation d'électricité du réseau.
Une fois que vous avez terminé et que les appareils sont éteints, vous pouvez recharger la batterie de votre voiture avec votre installation de panneaux photovoltaïques en journée ou avec l'électricité du réseau la nuit, en profitant des prix plus bas des heures creuses. De cette façon, vous pouvez réduire directement votre facture d'énergie en transférant une partie de l'électricité utilisée lorsque des tarifs plus avantageux sont disponibles. Bien que cette technologie existe depuis une dizaine d'années et soit en cours de développement en Europe et ailleurs dans le monde (Australie/Japon), il n'y a pas à ce jour une norme pour permettre le développement d'un cadre technologique validé par les fabricants de batteries, de chargeurs et de véhicules électriques.
- Stockage thermique
L'électricité solaire peut également être stockée thermiquement, c'est à dire pour alimenter une résistance qui chauffera de l'eau utilisable plus tard. Le stockage thermique est particulièrement intéressant pour la gestion du surplus d'électricité. De nombreuses solutions de type routeurs existent. Ces derniers vont permettre au surplus de production solaire d'aller alimenter la résistance du chauffe-eau et ainsi ne pas perdre d'énergie.
Taux d'autoconsommation et taux d'autosuffisance
La théorie voudrait que l'on vous parle de retour sur investissement mais les cas de figures sont larges et certains vous diront que le stockage sur batteries n'est pas rentable et d'autres vous prouveront que le stockage est amorti relativement rapidement soit entre entre huit et dix ans. Comment est il possible d'obtenir un tel écart ?
Tout réside déjà dans la philosophie de départ.
Si on a investi dans un kit solaire autoconsommation et que finalement le taux d'autoconsommation est important c'est à dire que la puissance solaire a été bien dimensionnée, alors le stockage n'est qu'une option de sécurité pour se sécuriser en cas de coupure réseau.
Si au contraire le taux d'autoconsommation est faible alors une grande part de l'énergie solaire n'est pas consommée et alors plusieurs choix se posent :
-Trouver une solution pour vendre son surplus
-Accepter qu'une part de l'énergie n'est pas utilisée
-Optimiser son autoconsommation avec l'usage de système permettant le pilotage de charges ou le stockage sous forme d'eau chaude avec un routeur solaire par exemple qui permet d'utiliser le surplus de production pour l'envoyer sur la résistance du chauffe eau
-Stocker l'énergie sur batterie pour emmagasiner le surplus de production solaire de façon à l'utiliser de manière décalé. Cette solution permet aujourd'hui d'assurer une fonction d'autonomie en cas de coupure d'électricité.
Certaines personnes surdimensionnent leur installation en puissance solaire de manière à mieux effacer les consommations d'hivers mais quid de la production à partir de la mi saison ? Un ajout de batteries peu permettre de stocker l'excédent de production et d'améliorer le taux d'autosuffisance. Quand on parle d'autosuffisance il s'agit de la capacité à subvenir soi même à ses besoins. Si nous sommes 6 à 9 mois autosuffisant à plus de 80%, alors l'autosatisfaction est souvent au résultat.
Dans certains cas, installer des batteries trouve sa place dans la philosophie du foyer et de son projet.
Les usages sont très variables d'une région à l'autre et il est vrai que les régions soumises aux tempètes et aux coupures réseau orientent vers la recherche d'une forme d'autonomie alors que les régions plus ensoleillées souvent plus fournies en équipements de belles saisons tels que filtration de piscine, climatisation, orientent vers une surproduction potentielle et un besoin de mieux lisser la production solaire sur la consommation.
Le plus pratique : les batteries solaires au Lithium
Les batteries au Lithium et plus particulièrement la batterie Lithium Fer Phosphate (LiFeO4) est la technologie de batterie la plus répandue aujourd'hui. Il existe deux grandes familles de batteries Lithium, les batteries haute tension et basse tension.
La différence entre les deux réside dans la tension nominale de fonctionnement de la batterie. On considère généralement une batterie basse tension pour le résidentiel lorsque sa tension de charge est de 12,24 ou 48V.
La batterie haute tension doit être associée à des onduleurs adaptés et eux aussi haute tension. L'avantage du haute tension est les faibles pertes ohmiques et la possibilité de travailler avec des sections de câbles plus faibles
La France VS le reste de l'Europe
En France, on compte environ 5% des habitations avec une installation solaire et seulement 2% sont équipées de batteries de stockage d'électricité. Ce manque de dynamisme est propre au marché Français car le marché Européen a connu une forte progression ces dernières années (17 GWh installées en 2023 contre 8,8GWh en 2022)
Sur le reste de l'Europe, les champions du stockage restent l'Allemagne, l'Italie et le Royaume-Uni où le stockage est nettement plus démocratisé que chez nous. Les incitations gouvernementales de ces pays couplées à un prix de l'électricité nettement plus cher et plus volatile qu'en France font des installations de stockage des alternatives économiquement intéressantes à la fois pour sécuriser un tarif mais également une alimentation.
Les règlementations
En France, comme toutes les installations électriques, le stockage d'électricité est régi par des normes. Bien évidemment, comme pour tous les systèmes électriques, votre solution de stockage doit être conforme à la NF C-15-100. Mais pas seulement: une norme expérimentale, la XPC 15-712-3, est connaître et à appliquer, cette norme qui sert de référentiel à tous les organismes de contrôles fait office de cadre réglementaire pour les installations photovoltaïques disposant d'une solution de stockage.
Une réglementation européenne est en cours d'élaboration et reprendra la XPC 15-712-3 et deviendra une norme EN. Cette nouvelle réglementation devrait aussi inclure une indication de l'empreinte carbone des produits, une obligation de contenus recyclés, une obligation de de diligence de la chaine d'approvisionnement. La règlementation à venir devrait également définir les prestataires de service tels que les installateurs, les entreprises chargées du recyclage, de la maintenance, de la certification etc...
Pour conclure
De nombreuses solutions de stockage d'électricité existent. D'une manière générale, à l'heure actuelle, ces dernières sont intéressantes lorsque l'objectif est d'augmenter son taux d'autoconsommation et d'autosuffisance ou encore pour s'assurer une alimentation même en cas de défaut du réseau. La France est très en retard dans ce domaine, mais la tendance semble se renverser, notamment avec les craintes d'augmentation de tarifs et l'intérêt croissant pour les offres Tempo.