Comprendre les constituants d’une borne solaire pour en évaluer la qualité: les batteries

Dans une série d’articles destinés à comprendre les éléments importants contribuant à la qualité d’une borne solaire, prenons le temps de décrire un élément clé: la (ou les) batterie(s).

Batterie rechargeable NiMh, AA, 1300 MAh / 1,2V

La batterie est bien sûr un élément critique de la borne solaire: c’est elle qui stocke l’énergie électrique issue du panneau solaire le jour, pour la restituer, quand cela est nécessaire, c’est a dire en général la nuit. Voici quelques éléments à prendre en considération sur ce sujet.

  • La batterie est bien sûr un élément rechargeable (par les panneaux photovoltaïques). Ne jamais utiliser de piles non rechargeables pour une borne solaire sous peine de détruire pile et électronique.
  • Il est bien sûr difficile de préjuger à l’avance de la qualité des batteries incluses dans la borne ou balise solaire. Souvent mises en cause en cas de problème, elles sont finalement rarement responsables d’un mauvais fonctionnement. En effet, dans de bonnes conditions d’utilisation (pas à l’ombre…), et pour un constructeur sérieux, vous ne devriez jamais avoir à changer de batterie avant au moins 2 ans environ d’utilisation, pour une borne solaire de qualité. Elles devraient même durer plus que cela et vous ne la changerez que si l’autonomie diminue significativement.
  • Le fait que la batterie soit facilement accessible est bien sûr important pour la changer au besoin, vérifier la qualité des contacts (en cas de dysfonctionnement), etc…
  • Il est aussi bien sûr appréciable que la borne solaire soit équipée de batteries standards, exemple type bâtons AA, AAA, facilement trouvables dans le commerce.
  • La technologie de la batterie: vous trouverez essentiellement les technologies NiMh (pour nickel–metal hydride) et maintenant aussi Li-Ion (pour lithium-ion) quoique cette dernière technologie n’est pas encore un standard pour ce type de produit et est donc plus difficile à trouver. Fuyez le NiCd (pour nickel–cadmium) pour des raisons de perte de capacité rapide dans le temps mais aussi de pollution.
  • Enfin, le point important à considérer est bien sûr la capacité des batteries. Elle détermine et conditionne en principe la puissance d’éclairage et l’autonomie de la borne solaire. On trouve des capacités de 400 mAh (pour milliampère par heure) sous 1,2V (exemple un seul  bâton AAA), à des capacités de 1 à 2 Ah sous 3,6V (volt) (exemple 3 bâtons AA de 2000mAh)  ou plus, soit là encore un facteur de 1 à 10 ou 1 à 20 en terme de capacité de stockage ! On parle aussi de puissance stockée, en V x A (volt ampère).

En conclusions de cet article et comme tout est affaire d’optimisation dans une borne solaire, retenez:

  • Une petite batterie sera en principe associée à un petit panneau solaire et une petite puissance d’éclairage (on parle alors plutôt de balisage) pour un petit prix…
  • En montant en gamme certains constructeurs vont choisir d’augmenter l’autonomie, pour un fonctionnement correct, y compris l’hiver, en améliorant la taille du panneau solaire et de la batterie. D’autres vont mettre en avant la puissance lumineuse. Cependant si la taille de la batterie et du panneau solaire n’a pas été augmenté, l’autonomie serait alors très pauvre et décevante l’hiver.
  • Une borne solaire efficace et bien calculée aura une capacité de batterie un peu sur-dimensionnée par rapport à ce que le panneau solaire peut apporter en 1 journée.

Exemple de calcul: 1 panneau solaire de 1W sur une journée ensoleillée de 5H va fournir 5Wh (approche simplifiée et moyenne). Si l’on oublie les aspects rendement et efficience cela correspond par exemple à une énergie de batterie de 3,6V x 1400 mAh. En prenant alors une marge, il faudrait que la batterie fasse au mois 3,6V x 2000 mAh voir plus pour accumuler un peu d’énergie pour des journées moins ensoleillées.

 

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