Comment dimensionner une batterie solaire ?

Pour dimensionner une batterie solaire, mesurez les kWh de surplus disponibles pour la charger et les kWh que vous souhaitez fournir quand les panneaux ne suffisent plus. Comparez ensuite la capacité utile, la puissance de décharge, les pertes et la réserve éventuelle. La mention « panneaux de 3 000 W » ne permet pas, à elle seule, de choisir une batterie de 5, 10 ou 15 kWh.

Une petite batterie peut être cohérente avec un surplus régulier et un besoin du soir limité. Une grande batterie peut rester partiellement vide une grande partie de l’année si les panneaux et les usages de jour ne lui laissent pas assez d’énergie. Commencez donc par vos courbes, puis utilisez le guide général des batteries solaires pour comparer technologie, prix, garantie et fonctions de secours.

Séparez puissance et énergie

Le kW et le kWc mesurent une puissance. Les 3 kWc de panneaux décrivent leur puissance nominale dans des conditions standard ; ils ne produisent pas 3 kWh chaque heure. Le kWh mesure une quantité d’énergie produite, consommée ou stockée pendant une durée.

La capacité utile, exprimée en kWh, indique l’énergie que le fabricant rend disponible dans la plage normale d’utilisation. Elle peut être inférieure à la capacité nominale. La puissance continue, exprimée en kW, indique la charge que la batterie et son convertisseur peuvent alimenter à un instant. Une batterie peut avoir assez de kWh pour la soirée sans avoir assez de kW pour plusieurs appareils simultanés.

Mesurez le surplus disponible

Sans batterie, l’énergie autoconsommée est la production moins l’injection sur une même période. L’injection est donc un premier indicateur du surplus qui aurait pu charger une batterie. Elle ne prouve pas que cette énergie soit disponible tous les jours, ni à une puissance compatible avec le stockage.

Relevez plusieurs semaines avec des journées ensoleillées, variables et couvertes. Utilisez les données de l’onduleur pour la production et celles du compteur pour l’injection et le soutirage. Enedis permet d’obtenir des données de comptage et, avec Linky lorsque disponible, une courbe de charge. Le guide sur l’autoconsommation détaille les flux et les périodes comparables.

Pour chaque journée, calculez ou exportez :

• les kWh produits ;
• les kWh utilisés directement pendant la production ;
• les kWh injectés, donc potentiellement déplaçables ;
• les kWh soutirés après la baisse de production et avant son retour ;
• la puissance maximale que vous souhaitez réellement faire porter à la batterie.

Ne dimensionnez pas sur votre meilleure journée d’été. Regardez la distribution : combien de jours atteignent 2, 4 ou 6 kWh de surplus, et combien de nuits ont un besoin correspondant ? Une simulation de production photovoltaïque peut compléter les mesures pour une autre saison, mais elle ne remplace pas votre profil de consommation.

Définissez le besoin après soleil

Choisissez les usages que la batterie doit décaler. Pour l’autoconsommation, il s’agit souvent du socle du soir, de la nuit et du début de matinée. Additionnez leur énergie en kWh sur cette plage, puis vérifiez si certains appareils peuvent plutôt fonctionner directement pendant les heures solaires.

Un chauffe-eau ou une voiture programmés à midi peuvent réduire le surplus et donc la batterie nécessaire. À l’inverse, une cuisson électrique, une pompe ou plusieurs appareils lancés ensemble peuvent créer une puissance élevée pendant une courte durée. Décidez si la batterie doit les prendre en charge ou si le réseau fournira le complément.

La première cible énergétique est la plus petite de ces deux quantités : surplus solaire typiquement disponible et besoin à décaler. Une maison qui injecte 2 kWh sur une journée ne peut pas charger 6 kWh de solaire ce jour-là. Une maison qui ne consomme que 2 kWh après le soleil ne valorise pas 6 kWh de décharge quotidienne sans autre usage.

Intégrez pertes et réserve

Le rendement aller-retour compare l’énergie envoyée vers le stockage à l’énergie restituée après charge, stockage et décharge. Utilisez la valeur et les conditions de la fiche du système complet. N’appliquez pas séparément un rendement de batterie, d’onduleur et un rendement aller-retour déjà global : vous compteriez certaines pertes deux fois.

Si vous souhaitez fournir 3,0 kWh aux usages et retenez, pour un exemple illustratif, un rendement aller-retour de 90 %, le surplus nécessaire à l’entrée est :

3,0 ÷ 0,90 = 3,33 kWh

La réserve de secours est une autre soustraction. Une batterie affichant 5 kWh utiles mais réservant 25 % laisse une fenêtre quotidienne de :

5 × (1 − 0,25) = 3,75 kWh

Le guide sur les panneaux solaires pendant une coupure détaille la différence entre une installation raccordée au réseau et une alimentation de secours configurée.

Les deux calculs ne suffisent pas pour choisir un modèle. Vérifiez si la capacité utile est annoncée avant ou après la réserve configurée, comment le portail traite les limites de charge et quel rendement correspond au chemin réellement utilisé.

Refaites un exemple complet

Prenons un foyer fictif équipé de 3 kWc. Ses mesures de plusieurs semaines montrent un surplus typique de 3,6 kWh sur les jours retenus et un besoin de 3,0 kWh entre la fin de production et le matin. Pour comparer les tailles, il retient 90 % de rendement aller-retour mesuré de l’entrée AC à la sortie AC et veut conserver 25 % de capacité utile pour un éventuel secours. Dans ce tableau pédagogique, les capacités utiles sont définies comme l’énergie délivrable côté AC avant cette réserve ; elles ne correspondent donc pas automatiquement à la capacité utile affichée sur la fiche d’une batterie réelle.

L’énergie maximale restituée depuis les 3,6 kWh de surplus vaut 3,6 × 0,90 = 3,24 kWh. Le besoin de 3,0 kWh peut donc être couvert dans ce cas illustratif, avec peu de marge. La fenêtre quotidienne après réserve doit atteindre au moins 3,0 kWh.

Ce tableau n’est pas une recommandation pour toutes les installations de 3 kWc. Il montre pourquoi une capacité de 10 kWh ne se justifie pas par le seul chiffre « 3 000 W ». Répétez la comparaison pour un mois peu solaire, un mois très productif et vos jours de forte consommation.

Vérifiez la puissance simultanée

La capacité répond à « combien de temps ? » ; la puissance répond à « quels appareils ensemble ? ». Listez les charges que vous souhaitez alimenter au même moment et additionnez leur puissance, sans inclure automatiquement toute la maison.

Dans un exemple, un socle de 0,25 kW, un éclairage de 0,15 kW et un lave-vaisselle appelant 1,20 kW totalisent 1,60 kW. Une batterie limitée à 1 kW continu ne fournira pas seule cet ensemble ; le réseau peut compléter si le système le permet. Une batterie de 5 kWh limitée à 1 kW et une batterie de 3 kWh capable de 3 kW répondent donc à des usages différents.

Demandez aussi la puissance de charge admissible, la puissance de décharge continue, la pointe et sa durée, les limites de l’onduleur et le fonctionnement en cas de réseau présent ou absent. Pour un secours, définissez les circuits prioritaires et leur durée plutôt que « toute la maison ».

Comparez trois saisons

Construisez au moins trois scénarios : période peu solaire, mi-saison et période de fort surplus. Pour chacun, comptez les jours où la batterie se charge suffisamment, l’énergie restituée et le surplus qui reste injecté. Une moyenne annuelle masque les longues séries de jours vides ou partiels.

Si vous êtes sous contrat S21, le stockage associé doit respecter les conditions du contrat, notamment l’origine photovoltaïque de l’énergie stockée. La valeur économique d’un kWh déplacé doit aussi retirer la vente de surplus abandonnée et intégrer les pertes. Le guide des aides vous permet de vérifier les conditions qui correspondent à la date de votre demande.

Avant de signer, demandez un tableau annuel qui affiche pour chaque mois : surplus disponible, charge, décharge, pertes, import évité, injection restante, niveau minimal et cycles équivalents. Faites tester au moins deux capacités avec les mêmes données.

Préparez le devis

• capacité nominale et capacité utile, avec la plage de charge autorisée ;
• réserve configurée et énergie réellement disponible au quotidien ;
• puissance continue, pointe, durée et puissance de charge ;
• rendement du système et point où il est mesuré ;
• compatibilité avec l’onduleur, le photovoltaïque et une extension prévue ;
• kWh de charge et de décharge simulés mois par mois ;
• fonctionnement quand la batterie est vide ou à sa limite de puissance ;
• équipements nécessaires au secours et circuits concernés ;
• garantie en années, énergie ou cycles, conditions et responsable ;
• scénario économique avec import évité, export abandonné, pertes et coûts.

Une capacité correctement dimensionnée vient de mesures et de scénarios, pas d’un raccourci entre kWc et kWh. Si les panneaux eux-mêmes doivent encore être dimensionnés, commencez par choisir leur puissance avant de figer le stockage.