Analyse de sélection et d'application des systèmes de stockage d'énergie par batterie lithium haute tension et basse tension
2025-06-17
Les batteries lithium haute tension et les batteries lithium basse tension possèdent chacune leurs avantages et inconvénients dans les systèmes photovoltaïques solaires. Alors, quelles sont les similitudes et les différences entre ces deux types de batteries ? Cet article vous propose une analyse approfondie.
Types et caractéristiques des batteries de stockage d’énergie
Les batteries de stockage d’énergie peuvent être divisées en batteries basse tension et haute tension selon leur mode de connexion dans le circuit. Les termes « haute tension » et « basse tension » ne désignent pas une valeur précise de tension, mais plutôt la manière dont les batteries sont connectées dans l’ensemble du système.
1.Batteries de stockage basse tension
Les batteries de stockage basse tension ont généralement une tension comprise entre 48 et 60 V. Les standards courants sur le marché sont 48 V ou 51,2 V. En utilisation, ces batteries ne peuvent pas être connectées en série pour augmenter la tension (c’est-à-dire que, quel que soit le nombre de batteries connectées, la tension reste la même), mais elles peuvent être reliées en parallèle pour augmenter la capacité totale du système.
La batterie appartient à la partie basse tension de l’ensemble du système, d’où le nom de système de stockage basse tension. Ces batteries ont des exigences faibles pour le système de gestion de batterie (BMS) et une technologie plus mature, ce qui rend leur prix également plus abordable.
La batterie appartient à la partie basse tension de l’ensemble du système, d’où le nom de système de stockage basse tension. Ces batteries ont des exigences faibles pour le système de gestion de batterie (BMS) et une technologie plus mature, ce qui rend leur prix également plus abordable.
Cependant, à cause de la basse tension, le courant est plus important, ce qui génère plus de chaleur et entraîne des pertes énergétiques plus élevées dans tout le système. La charge de la batterie est plus lente, et la puissance disponible peut être insuffisante face à des charges à haute puissance.
(1).Avantages
Les batteries basse tension offrent de nombreux avantages, tels que la facilité d’installation, la compacité et un coût abordable.
(2).Limitations
Cependant, il convient de noter qu’en raison de la basse tension, la vitesse de charge et de décharge est lente, et ces batteries peuvent ne pas suffire seules à gérer les charges de démarrage, nécessitant l’assistance du réseau ou de l’énergie solaire pour fournir une puissance instantanée. Par conséquent, les systèmes basse tension conviennent davantage aux utilisateurs hors réseau avec des besoins énergétiques faibles.
2.Batteries de stockage haute tension
La tension d’un seul pack batterie d’une batterie de stockage haute tension est généralement de 48 V ou 51,2 V. Certains fabricants peuvent la concevoir plus basse, d’autres plus élevée. Lors de l’utilisation, la batterie haute tension est rehaussée en connectant plusieurs packs en série, ce qui permet d’atteindre une tension globale finale d’environ 400 à 600 V (pour le stockage domestique). Cette batterie fait partie de la partie haute tension de l’ensemble du système, d’où le nom de système de stockage haute tension.
Les batteries haute tension exigent des systèmes de gestion de batterie (BMS) plus techniques et sécurisés, ce qui se traduit par un coût plus élevé. Cependant, les systèmes haute tension ont moins de pertes énergétiques, un taux de charge plus rapide, et peuvent alimenter des charges plus puissantes.
(1).Avantages
Les systèmes haute tension conviennent non seulement aux besoins commerciaux de stockage d’énergie, mais peuvent également servir de source d’alimentation de secours à domicile.
(2).Scénarios d’application
Comparées à d’autres types de batteries, les batteries haute tension bénéficient d’une durée de vie plus longue et d’un taux de décharge plus élevé. De plus, elles peuvent fournir une sortie énergétique plus importante pour supporter des charges plus lourdes, ce qui est particulièrement adapté aux foyers où la consommation d’énergie augmente significativement à basse tension.
Comparaison des systèmes haute tension et basse tension
Coût et choix
Alors, le coût d’installation d’un pack batterie haute tension est-il plus élevé que celui d’un pack basse tension ?
En général, le prix d’un pack batterie haute tension est effectivement plus élevé que celui d’une batterie basse tension. Cela s’explique principalement par l’augmentation des coûts de fabrication des batteries haute tension et par l’impact du premium de marque. Toutefois, il est important de noter que le prix des batteries lithium dépend de nombreux facteurs, notamment le type, la taille, la qualité de la batterie ainsi que les fournisseurs.
En résumé, si la famille est nombreuse, que la puissance de charge est élevée, et que le temps de recharge doit être court, il est recommandé d’opter pour une batterie de stockage haute tension. Dans le cas contraire, une batterie basse tension est plus appropriée.
Exigences de compatibilité des onduleurs
Les exigences des batteries de stockage haute et basse tension vis-à-vis des onduleurs se traduisent principalement par la compatibilité en tension et d’autres paramètres techniques.
Compatibilité en tension
Les batteries de stockage basse tension (par exemple 48 V / 51,2 V) présentent généralement une meilleure adaptabilité et sécurité. L’onduleur correspondant s’appelle onduleur basse tension, et sa plage de tension compatible est généralement comprise entre 40 V et 60 V.
Les batteries de stockage haute tension (par exemple 300 V) offrent une meilleure efficacité. L’onduleur correspondant est appelé onduleur haute tension, et sa plage de tension compatible se situe généralement entre 90 V et 600 V.
Autres exigences techniques
• Puissance nominale : La puissance nominale de l’onduleur doit pouvoir répondre aux besoins de la charge et garantir une sortie stable dans différentes conditions de fonctionnement.
• Plage de tension d’entrée : La tension d’entrée de l’onduleur doit correspondre à la tension de la batterie de stockage pour assurer une bonne efficacité de conversion énergétique.
• Tension et fréquence de sortie : La tension et la fréquence de sortie de l’onduleur doivent être conformes aux exigences des équipements alimentés. Les fréquences de sortie courantes sont 50 Hz et 60 Hz.
• Courant maximal de charge et de décharge : L’onduleur doit disposer d’une capacité suffisante de charge et décharge pour s’adapter aux différentes exigences de charge et configurations du système.
• Puissance maximale d’entrée photovoltaïque : Pour les onduleurs reliés à des systèmes photovoltaïques, la puissance maximale d’entrée photovoltaïque doit pouvoir gérer la production réelle d’énergie solaire afin d’éviter les pertes d’énergie.
• Capacité de surcharge en courant alternatif (AC) : La sortie hors réseau de l’onduleur doit pouvoir supporter des surcharges à court terme pour faire face aux pics de courant instantanés lors du démarrage des charges.
Sécurité et efficacité
Que ce soit une batterie haute tension ou basse tension, la sécurité passe toujours en priorité.
Exigences de sécurité
Pour les batteries haute tension, il est nécessaire de vérifier régulièrement leur état afin d’éviter la surchauffe, la surcharge ou la décharge excessive. Par ailleurs, un système de surveillance professionnel ainsi que des plans d’urgence doivent être mis en place pour gérer d’éventuels problèmes de sécurité liés à la batterie.
Performance en efficacité
En termes d’efficacité, les batteries haute tension peuvent fournir plus de puissance grâce à leur densité énergétique élevée, mais elles nécessitent également des systèmes de gestion plus complexes pour garantir un fonctionnement à la fois efficace et sûr. À l’inverse, bien que les batteries basse tension présentent une densité énergétique plus faible, elles sont plus simples à gérer et conviennent mieux aux petits systèmes ou aux situations où la demande en puissance est moins importante.
Conclusion : comment choisir le système de batterie adapté ?
En général, les batteries haute tension et basse tension ont chacune leurs avantages et leurs limites. Le choix de l’une ou l’autre dépend principalement du scénario d'application spécifique et des besoins réels. Dans un système de stockage d’énergie, il est essentiel de prendre en compte de manière globale la sécurité, l’efficacité et les exigences de maintenance de la batterie afin de faire le meilleur choix possible.
Qu'est-ce que l'arbitrage énergétique dans le stockage par batterie ?
Comment les batteries de stockage d'énergie surmontent-elles les limitations d'utilisation dans les environnements à basse température ?
