Panneaux photovoltaïques avec batteries : combien cela coûte-t-il en 2024 ?

Comment fonctionnent les panneaux photovoltaïques avec stockage par batteries ?

L’énergie photovoltaïque est l’une des méthodes de production d’énergie renouvelable qui tend à se démocratiser au sein des foyers français. Elle fonctionne par l’intermédiaire de panneaux solaires, le plus souvent installés sur le toit d’une maison, et qui permettent de capter l’énergie du rayonnement solaire. Celle-ci est ensuite transformée en courant alternatif via un onduleur afin de répondre aux besoins électriques domestiques (éclairage, appareils électroménagers, appareils électroniques, etc.).

Malgré ses nombreux avantages tant économiques (réduction des factures d’énergie) qu’écologiques (production d’une énergie propre et décarbonée), l’énergie photovoltaïque est confrontée à un problème structurel d’inadéquation entre la production et la consommation. Les périodes de production sont en effet concentrées en journée avec un rendement maximal entre 12 h et 15 h alors que les besoins des occupants sont les plus importants le matin et le soir, c’est-à-dire en-dehors des horaires de travail. Cette production intermittente pose alors la problématique du stockage avec une production trop importante en journée et insuffisante le reste du temps. C’est là qu’interviennent les panneaux solaires avec stockage par batteries, qui permettent de résoudre en grande partie ce déséquilibre.

Lorsque les panneaux produisent plus d'électricité que nécessaire en journée, les batteries permettent de stocker cet excédent. À l’inverse, lorsque les panneaux ne produisent pas suffisamment d'électricité pour répondre aux besoins domestiques du foyer, le système peut alors puiser son énergie depuis les réserves de la batterie. Ce procédé permet alors d'optimiser l'utilisation de l'énergie solaire tout en assurant une alimentation électrique avec moins de discontinuité.

L’installation d’une batterie solaire nécessite toutefois de connaître les capacités de production du système ainsi que le niveau de consommation requis en fonction des besoins du foyer. Ces informations sont indispensables pour savoir si l’installation d’une batterie est pertinente, et le cas échéant, pour connaître sa puissance adéquate pour une utilisation optimale.

Quel est le coût d'une installation de panneaux photovoltaïques avec batteries ?

Le coût d’une installation de panneaux photovoltaïques varie en fonction de nombreux critères. Si une installation de panneaux solaires de base peut aller de 8 000 à 25 000 € selon sa puissance et ses performances, le prix des batteries solaires, lui, est également loin d’être négligeable.

Le principal inconvénient de ces équipements réside en effet dans leur coût élevé qui peut rapidement augmenter le budget total nécessaire à une installation photovoltaïque. Il faut alors ajouter plusieurs milliers d’euros supplémentaires, jusqu’à 1 000 € par kilowattheure selon la technologie.

Facteurs influençant le prix

Plusieurs facteurs sont susceptibles d'influencer le prix d'une installation de panneaux photovoltaïques avec batteries :

• la surface disponible ainsi que la configuration qui déterminent le nombre de panneaux pouvant être posés . Plus le système est grand et complexe, plus il sera onéreux à mettre en place ;
• le type de panneaux solaires (monocristallins, polycristallins, amorphes, hybrides) ainsi que leur puissance ;
• les caractéristiques techniques des batteries c'est-à-dire la technologie utilisée (AGM, plomb, GEL, lithium) ainsi que leur capacité de stockage en kWh ;
• les coûts liés à l'installation et à la main-d'œuvre qui varient en fonction de la zone géographique et de la complexité du projet ;
• le montant des aides financières gouvernementales obtenues qui sont susceptibles de réduire parfois sensiblement le coût d'installation.

Les avantages de l'autonomie énergétique avec les panneaux solaires et batteries

Les panneaux solaires avec batteries permettent aux ménages d'atteindre un certain niveau d'autonomie énergétique grâce au stockage du surplus d'énergie créée pour une utilisation ultérieure.

L’indépendance énergétique

Le premier avantage d'une telle installation est l'indépendance vis-à-vis du réseau électrique public. En produisant votre propre énergie, vous réduisez considérablement votre dépendance aux fournisseurs d'électricité. Vous êtes ainsi moins vulnérable face aux variations des prix. Vous êtes également protégé contre les aléas climatiques (tempêtes, intempéries) pouvant être à l'origine de coupures d'électricité sur le réseau.

Enfin, les batteries permettent d’être beaucoup moins dépendant de la météo puisqu’elles offrent la possibilité de stocker une certaine quantité d’énergie réutilisable, même lorsque le rayonnement solaire est moindre.

Des économies importantes

Les batteries offrent l’avantage de maximiser l’utilisation effective de l’énergie produite. En effet, sans elles, l’excédent d’énergie produit en journée non consommé est définitivement perdu à moins d’opter pour la revente du surplus. Elles empêchent ainsi un manque à gagner important sur le long terme avec une possible réutilisation de l’électricité générée à tout moment et notamment lorsque les besoins du foyer sont importants (en soirée).

Le taux d’autoconsommation peut ainsi atteindre jusqu’à 80 % contre 50 % sans le recours aux batteries. C’est donc autant d’énergie économisée et a fortiori des factures largement allégées.

Une empreinte carbone encore améliorée

Les panneaux solaires avec batteries constituent également une solution encore plus écologique qui permet de réduire encore davantage votre empreinte carbone grâce à l’optimisation du taux d'autoconsommation. En utilisant pleinement le potentiel de l'énergie renouvelable du soleil, vous réduisez sensiblement le recours au réseau d'électricité public et donc aux combustibles fossiles, puisque l’essentiel de vos besoins est alors assuré par le photovoltaïque.

Rentabilité des panneaux photovoltaïques avec batteries : les informations à connaître

Si dans de nombreux pays (notamment en Europe du Nord) l'autoconsommation avec stockage s’est largement démocratisée et constitue une alternative très rentable pour les propriétaires, cette solution est encore peu viable en France.

Cela s’explique notamment par le prix du kWh d’électricité relativement modéré grâce à la production nucléaire française. La situation pourrait cependant changer à moyen terme puisque les prix tendent à augmenter depuis plusieurs années déjà et cette tendance risque de se poursuivre dans les années à venir. Cela s’explique par le coût de rénovation du parc nucléaire, par une production de plus en plus tournée vers les énergies renouvelables avec les coûts que cela implique ou encore par la maintenance nécessaire des réseaux électriques.

Par ailleurs, les batteries sont pour le moment encore chères à l’achat et permettent difficilement d’atteindre une rentabilité optimale. Là encore, les choses pourraient changer avec l’arrivée à maturité de ce marché, l’industrialisation de la production et la concurrence qui devrait faire baisser les prix.

Pour évaluer la rentabilité de votre future installation, voici les principaux éléments à considérer :

• le prix d’achat des panneaux solaires et de la batterie ;
• la durée de vie des panneaux solaires et de la batterie. Si la batterie doit être remplacée plusieurs fois, la rentabilité s’en trouvera fortement amoindrie ;
• la différence entre les prix de revente et d’achat de l’électricité solaire. Plus elle est importante et plus le système a de chances d’être rentable ;
• le taux d’autoconsommation de l’installation : plus il est important, plus le système est rentabilisé ;
• la durée de fonctionnement optimal des batteries et, dans une moindre mesure, des panneaux, les performances ayant tendance à décliner après quelques années pour certains modèles ;
• enfin, les aides à la rénovation énergétique (MaPrimeRénov’, la prime énergie) doivent également être intégrées à votre calcul de rentabilité.

Comment procéder à l'installation d'une batterie solaire ?

L’installation d’une batterie solaire nécessite de réfléchir en amont au modèle le plus adéquat par rapport à la configuration et à la puissance de votre installation. Doivent être pris en considération notamment vos besoins en énergie, la capacité de production de l’installation, sa capacité de stockage et de décharge ou encore sa puissance de sortie.

Une fois le modèle adéquat sélectionné, il est vivement recommandé de solliciter un professionnel pour l’installation qui saura trouver l’endroit approprié pour la pose. De façon concrète, la batterie solaire doit être branchée à un régulateur de charge, lui-même relié aux panneaux solaires. Ce régulateur permet d'ajuster la tension fournie à la batterie par rapport à celle provenant des panneaux solaires. Cet ajustement est réalisé par la connexion des bornes positives de chacun de ces équipements, ainsi que la connexion des bornes négatives.

L'ordre de connexion des différents éléments à son importance pour éviter les décharges profondes de la batterie pouvant entraîner des courts-circuits et au final réduire la durée de vie de l'équipement. Ainsi, pendant l'installation, la batterie doit être connectée au régulateur de charge avant qu'il ne le soit aux panneaux solaires. C'est seulement ensuite que le réseau électrique du logement peut être branché à son tour au régulateur de charge afin de protéger la batterie.

Il convient enfin de s'assurer que toutes les connexions sont bien sécurisées et bien isolées pour éviter tout risque de court-circuit.

Nos conseils pour bien choisir les panneaux photovoltaïques et les batteries pour sa maison

Le choix des panneaux photovoltaïques et des batteries correspondantes nécessite de prendre en compte différents facteurs parmi lesquels :

• les besoins en énergie du foyer qui doivent permettre de déterminer la puissance des panneaux et la capacité de stockage des batteries. Le bon dimensionnement est en effet fondamental pour rentabiliser au mieux votre installation ;

• la surface du toit disponible pour l’installation des panneaux ou le cas échéant la surface au sol en cas d’espace insuffisant au niveau du toit ;

• la configuration de l’habitation et notamment l’orientation au soleil, l’inclinaison du toit ainsi que le climat local. Tous ces éléments impactent le choix du type de panneaux, leur nombre ainsi que la puissance nécessaire ;

• le taux d’autoconsommation envisagé : plus il est élevé, plus il vous faudra choisir une tension importante pour la batterie ;

• l’usage plus ou moins intensif de la batterie qui détermine le type, la puissance (temps de recharge), la capacité de stockage et la durabilité (nombre de cycles) de la batterie à acheter ;

• le budget : les fourchettes de prix étant relativement larges, c’est également le budget qui va en partie décider du choix des équipements. Si les batteries au lithium sont par exemple très performantes, leur coût élevé peut rapidement dissuader certains propriétaires.

Quelles sont les différentes batteries de stockage ?

On dénombre principalement quatre modèles de batterie de stockage fréquemment utilisées :

• les batteries plomb ouvertes : elles sont souvent plébiscitées en raison de leur coût abordable. Elles offrent par ailleurs une bonne capacité de stockage mais présentent cependant une durée de vie relativement courte et un temps de rechargement également assez long. Elles sont donc plutôt adaptées à un usage ponctuel ;

• les batteries au lithium-ion (li-ion) : elles offrent un très bon rendement énergétique et une plus grande efficacité que les batteries au plomb avec un rendement charge-décharge. Elles sont par ailleurs légères et compactes ce qui permet une installation dans des espaces relativement restreints. Elles présentent en revanche un mauvais bilan carbone du fait de leur fabrication ;

• les batteries AGM sont également très utilisées pour le stockage domestique grâce à leur charge rapide et leur très bonne résistance aux chocs. Elles disposent d’une durée de vie relativement longue, mais celle-ci peut être réduite par les décharges profondes ou les surcharges. Elles présentent également une compatibilité avec la grande majorité des installations solaires ;

• les batteries GEL : elles constituent la dernière génération des batteries plomb ouverte avec des évolutions qui répondent aux problématiques constatées sur ce type d'équipement. Elles sont conçues pour résister à des conditions difficiles et ont une durée de vie plus longue que les batteries au plomb. Elles sont également étanches et ne nécessitent pas d'entretien régulier. Elles sont toutefois sensibles aux surcharges.

Principaux avantages selon les batteries

Batterie	Points forts
Batterie plomb ouverte	Économique
Batterie au lithium-ion	-       Excellentes performances notamment pour le rendement charge-décharge -       S’adapte à toutes les configurations grâce à sa légèreté et sa compacité -       Pas d’entretien
Batterie AGM	-       Bonne résistance aux chocs -       Recharge rapide -       Etanchéité -       Très peu d’entretien -       Longévité (10 ans)
Batterie GEL	-       Bonnes performances de chargement -       Prise en charge des décharges profondes -       Pas d’entretien -       Etanchéité -       Très bonne résistance -       Longue durée de vie (12 ans)

La batterie virtuelle pour le photovoltaïque : les informations à connaître

La batterie virtuelle est une innovation récente dans le domaine de l'énergie solaire. Elle offre la possibilité aux propriétaires de panneaux solaires photovoltaïques d'utiliser l'électricité excédentaire générée par leur système en la stockant dans des batteries virtuelles plutôt que physiques. Elle évite ainsi d'investir dans un accessoire de stockage bien souvent onéreux et offre en outre un espace de stockage infini contrairement aux batteries physiques.

Malgré ces avantages, elle ne constitue cependant pas encore une solution de stockage viable en France du fait des coûts importants représentés par le transport et les taxes. Même si vous générez votre propre électricité, vous devez en effet malgré tout vous acquitter de taxes et de frais auprès du fournisseur d'énergie pour le transport de cette électricité, ce qui impacte considérablement la rentabilité.

Par ailleurs, l’utilisation d’une batterie virtuelle n'étant pas réellement considérée comme une injection dans le réseau électrique public, elle ne permet pas non plus de bénéficier de la prime à l'autoconsommation. En l'état actuel des choses, il ne s'agit donc souvent pas d'une option rentable pour le moment en France, notamment en comparaison de la vente du surplus qui reste la solution privilégiée par bon nombre de ménages pour optimiser leur installation.