- Dans une maison ordinaire de la banlieue de Londres, la production annuelle est de 3 800 kWh pour une consommation identique
- Comme il existe des périodes d’excédent et de déficit d’électricité selon les saisons, il faut une énorme batterie pour atteindre l’autosuffisance à l’année
- D’après les données d’une journée, la maison consomme 9,7 kWh et produit 19,6 kWh, mais comme les moments de consommation ne coïncident pas avec ceux de production, une batterie de 13 kWh est nécessaire
- L’analyse de données de mesure réelles sur un an montre qu’il faut environ 1 068 kWh (1 MWh) de capacité pour utiliser l’excédent estival en hiver
- En pratique, installer une batterie d’une telle capacité chez un particulier est techniquement et économiquement irréaliste ; les vrais enjeux sont plutôt une conception plus efficace et la baisse du prix des batteries
Analyse de la capacité de batterie solaire nécessaire pour stocker toute l’électricité d’une maison
Vue d’ensemble
- Il s’agit d’un cas réel fondé sur de petits panneaux solaires installés sur une maison ordinaire de la banlieue de Londres
- La production annuelle moyenne atteint 3 800 kWh, et le foyer consomme en moyenne la même quantité, soit 3 800 kWh par an
- Mais comme toute l’électricité n’est pas utilisée au même moment, des excédents apparaissent en été, tandis qu’en hiver il faut acheter de l’électricité
- L’objectif est de calculer la capacité de batterie nécessaire pour parvenir à une autosuffisance énergétique complète
Flux d’électricité pendant une journée d’été
- Graphique :
- Ligne jaune : production solaire (augmente après le lever du soleil, atteint un maximum à midi, puis diminue jusqu’au coucher)
- Ligne rouge : consommation électrique du foyer (gros pic vers 19 h au moment de préparer le repas)
- Ligne bleue : utilisation/alimentation du réseau (importation avant le lever du soleil, puis possibilité d’injection, avant une hausse de la consommation le soir)
- Les données de mesure réelles (consommation en W / production en W à certains moments) servent à calculer s’il y a excédent ou déficit électrique
- Lors d’une journée d’été, le foyer a consommé 9,7 kWh et produit 19,6 kWh ; à première vue, une batterie de 9,9 kWh semblerait suffisante
- En réalité, comme les profils de consommation et de production diffèrent, le besoin maximal de stockage simultané atteint 13 kWh
Analyse cumulée sur une année
- Entre fin mars et fin mars de l’année suivante, la production dépasse la consommation à partir du printemps, et l’excédent s’accumule
- Un code Python calcule, pour chaque jour, l’écart cumulé entre production et consommation afin d’en déduire la capacité totale de batterie nécessaire
- Le maximum cumulé annuel atteint 1 068 kWh (1 MWh), ce qui représente une très grande capacité pour une batterie résidentielle
- En raison des variations de météo et de consommation, le recours au réseau électrique externe reste malgré tout nécessaire à certains moments
Réalité et limites
- L’analyse repose sur des données individuelles reflétant la vie quotidienne
- Des facteurs comme la charge d’un véhicule électrique ou le passage du gaz à l’électricité peuvent modifier la capacité réellement nécessaire
- Avec la technologie actuelle, installer une batterie de 1 MWh au niveau résidentiel est irréaliste
- Il existe aussi divers problèmes pratiques liés à l’impact environnemental, à l’efficacité des batteries et à l’utilité réelle de cette capacité excédentaire
- Des solutions comme l’amélioration des panneaux, le gain d’efficacité du stockage ou l’usage du réseau comme ressource énergétique distribuée semblent plutôt plus raisonnables
Rentabilité et perspectives
- À l’heure actuelle, la mise en place d’une batterie de 1 MWh coûte entre 100 000 et 500 000 livres sterling
- Il faut aussi compter les coûts de maintenance, l’espace nécessaire et divers frais administratifs et d’autorisation
- Heureusement, le prix des batteries lithium-ion a chuté de 90 % en dix ans, et de nouvelles technologies comme les batteries sodium-ion laissent entrevoir une baisse encore plus rapide
- À l’avenir, le coût d’une batterie domestique pourrait descendre aux alentours de 8 000 livres sterling
- Le duo solaire distribué + batterie présente des avantages comme la réduction des coûts, l’autonomie énergétique et la limitation des controverses liées au foncier
Conclusion
- À l’heure actuelle, équiper chaque maison d’une batterie de 1 MWh reste peu réaliste
- Mais en tenant compte des innovations technologiques et de la baisse des prix, des maisons autosuffisantes fondées sur le solaire et des batteries de grande capacité pourraient se généraliser dans un avenir proche
- Un système solaire résidentiel peut offrir de vrais bénéfices et une réelle rentabilité, même sous le climat britannique
- Un « avenir radieux et ensoleillé » dans lequel chaque logement stocke lui-même jusqu’à ses excédents annuels de production et de consommation pourrait devenir réalité
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