Introduction
Les batteries VRLA ou sans entretien sont également connues sous le nom de batteries au plomb scellées (SLA). Ce type de batterie convient aux applications solaires en raison de sa longue durée de vie et de ses fonctionnalités sans entretien. Les batteries VRLA sont conçues pour résister aux éclaboussures et évacuent automatiquement les gaz produits par une réaction chimique au sein de la batterie. Ils n’ont pas besoin d’être remplis d’eau comme une batterie à cellules inondées.
Une batterie au plomb-acide régulée par valve est une technologie mature qui a été utilisée dans de nombreux systèmes d’énergie solaire, c’est donc généralement l’option la plus rentable et elle a fait ses preuves dans les systèmes d’énergie renouvelable. Ils sont conçus pour être utilisés dans des applications où ils seront constamment chargés et déchargés, comme c'est le cas lorsqu'ils sont utilisés dans les systèmes d'énergie solaire.
Qu’est-ce qu’une batterie au plomb scellée ?
Une batterie au plomb scellée (SLA) contient un électrolyte à l'intérieur de la cellule et ne contient pas d'eau ni d'autres liquides tels que l'acide sulfurique ou l'acide chlorhydrique. Ces types de batteries ont été développés dans les années 1960 pour alimenter des véhicules qui n'utilisaient pas d'essence mais qui étaient plutôt équipés d'un moteur électrique qui pouvait se recharger via des systèmes de freinage par récupération en cas de besoin en rechargeant l'énergie stockée dans la batterie lors de la conduite en descente sur des routes plates à basse vitesse pendant de longues périodes par temps froid sans nécessiter beaucoup d'attention d'entretien de la part des conducteurs qui auraient autrement dû actionner manuellement les valves dans certaines conditions !
Fournisseurs de batteries VRLA ont conçu ces batteries pour qu'elles soient résistantes aux éclaboussures et évacuent automatiquement les gaz produits par une réaction chimique à l'intérieur de la batterie.
Ils n’ont pas besoin d’être remplis d’eau comme une batterie à cellules inondées.
Il ne contient pas d'électrolyte liquide et il n'est donc pas nécessaire d'ajouter de l'acide ou de vérifier les niveaux.
La batterie VRLA peut également durer beaucoup plus longtemps que prévu, à condition de l’entretenir correctement. Si vous utilisez correctement votre système solaire, vos batteries dureront de nombreuses années sans nécessiter aucun entretien !
Les batteries VRLA contiennent deux plaques de plomb différentes, une positive et une négative, qui sont immergées dans un fluide électrolytique.
La batterie est chargée grâce au processus d'électrolyse : la réaction entre les deux métaux différents provoque un courant électrique qui alimente la pompe de charge.
Le fluide électrolytique utilisé dans les batteries VRLA contient de l'eau mélangée à de l'acide sulfurique (H2SO4). Ce mélange agit comme un moyen permettant aux électrons de se déplacer d’une électrode à l’autre lors de la production d’électricité.
Lorsque la batterie est chargée, ce fluide se déplace dans les plaques qui réagissent pour produire de l'électricité pour une utilisation ultérieure.
Le fluide électrolytique est le milieu qui permet aux réactions chimiques de se produire dans une batterie. Il est constitué d’une solution ionique, ce qui signifie qu’il contient des ions (particules chargées). Dans ce cas, ces ions sont des ions lithium et des molécules d’eau.
Les électrolytes sont utilisés par les batteries car ils permettent aux réactions chimiques de se produire entre les électrodes à différents niveaux de charge. Dans ce cas, deux plaques forment un circuit électrique avec leurs extrémités positives et négatives reliées entre elles par des fils conducteurs ou d'autres matériaux conducteurs comme de la fibre de carbone ou de la poudre de graphite enduits de métaux tels que des feuilles de papier d'aluminium avec de la pâte d'argent ajoutée pour une meilleure conductivité. Lorsque vous placez vos panneaux solaires au-dessus de la ligne de toit afin qu'ils reçoivent la lumière directe du soleil tout au long de la journée pendant les jours d'hiver, lorsqu'il n'y a pas beaucoup de couverture nuageuse au-dessus qui empêche les rayons de passer au-delà d'environ six pieds de hauteur au-dessus du niveau du sol où se trouvent la plupart des maisons aujourd'hui (mais toujours pas assez de protection contre l'exposition aux radiations), alors si vous installez plutôt des batteries VRLA à l'intérieur de ces mêmes panneaux…
Cette action chimique signifie que le cycle de vie d'une batterie est limité, ce qui signifie que vous devrez remplacer vos batteries périodiquement si vous souhaitez des performances optimales de votre système d'énergie solaire.
Le cycle de vie d'une batterie est limité, ce qui signifie que vous devrez remplacer vos batteries périodiquement si vous souhaitez des performances optimales de votre système d'énergie solaire. Si vous ne remplacez pas vos batteries VRLA tous les cinq ans, elles risquent de perdre de leur capacité et de nécessiter une recharge plus fréquente. Les batteries doivent être inspectées régulièrement et conservées dans un endroit frais et sec où elles sont facilement accessibles sans être endommagées par la chaleur ou le froid.
Nous avons décrit ci-dessus les batteries sans entretien. Ceux-ci sont largement utilisés dans les installations de systèmes solaires domestiques.
Les batteries VRLA sont également connues sous le nom de batteries au plomb scellées et sont conçues pour résister aux éclaboussures. Cela signifie que la batterie n'a pas besoin d'être remplie d'eau comme une batterie à cellules inondées.
Ces batteries évacuent automatiquement les gaz produits par une réaction chimique au sein de la batterie, c'est pourquoi il est fortement recommandé de ne pas surcharger ces types de batteries car cela pourrait les endommager de façon permanente.
Fonctionnement de la batterie VRLA
Le principe de fonctionnement de base de la batterie VRLA peut être expliqué comme suit :
Un type de batterie au plomb contient des plaques de plomb qui servent d'électrodes et sont immergées dans l'électrolyte, qui contient un liquide similaire à l'acide sulfurique. De la même manière, la batterie VRLA a également un type de chimie similaire et l'électrolyte de ce type de batterie est immobilisé.
Dans le type AGM (Absorbed Gel Matt) Dans les batteries VRLA, le
L'électrolyte est une fibre de verre mate, tandis que dans les batteries au gel, il se présente sous la forme d'une pâte. Au moment de la décharge des cellules, l'acide dilué et le plomb présents dans la batterie subissent une réaction chimique qui libère de l'eau et du sulfate de plomb. Et à mesure que le processus de rejet se poursuit, l'eau et le sulfate de plomb sont reconvertis en acide et en plomb. Pour tous les types de batteries au Plomb, le courant de charge doit être synchronisé avec la capacité de la batterie pour que l'énergie soit absorbée. Lorsque la valeur du courant de charge est plus élevée, le processus d'électrolyse a lieu, qui décompose l'eau sous forme d'O2 et de H₂. Au fur et à mesure que ces deux gaz s'échappent, de l'eau doit être continuellement ajoutée à la batterie.
Pendant qu'ils sont dans la batterie VRLA, ils conservent les gaz produits dans la batterie jusqu'à ce que les niveaux de pression atteignent une limite de sécurité. Dans les scénarios de fonctionnement généraux, les gaz peuvent être combinés au sein de la batterie ou, dans certains cas, utiliser un catalyseur ou un électrolyte.
Même si la pression dépasse un niveau de sécurité, les soupapes de sécurité s'ouvriront pour permettre à des gaz supplémentaires de s'échapper. En effet, la pression est régulée aux valeurs admissibles. Pour cette raison, les batteries sont appelées « Valve Regulated ».
Calcul de la durée de vie VRLA
Au cours du cycle de vie de la batterie VRLA, la batterie subira une décharge profonde lorsque les principales sources d'énergie utilisées sont l'énergie solaire, les voiturettes de golf et autres. La batterie est ensuite rechargée et, après avoir été déchargée, elle retrouve sa capacité pour être utilisée encore et encore.
Alors que dans un cycle conventionnel, le cycle se répète. Cela provoque une contrainte plus importante sur la plaque positive où la pâte tombe de la section du rack. Il existe donc pour ces types d’applications une technologie appelée Deep Cycle Servicing. Celui-ci est alimenté par la batterie AGM, spécialement conçue pour offrir une durée de vie plus longue pour les cycles réguliers et les applications approfondies. Pour améliorer la durabilité, cette technologie est contenue dans une formulation positive semblable à une pâte.
Ceci est fait pour contrecarrer la pression qui se développe au moment des changements structurels qui se produisent dans le cycle de charge ou de décharge. Ensuite, la fusion de la grille et de la pâte positive permet une extensibilité, ce qui augmente la durée de vie.
C'est ainsi que la durée de vie de la batterie est calculée en tant que VRLA.
VRLA vs Lithium-Ion : quel est le meilleur ?
Les batteries VRLA sont l'onduleur préféré en raison de leur fiabilité et de leur faible tension initiale, du coût initial de la source d'alimentation et de leur facilité de gestion. Cependant, comme le prix des batteries lithium-ion a baissé ces dernières années, elles deviennent rapidement le choix privilégié pour les onduleurs des centres de données.
Les batteries lithium-ion sont-elles la nouveauté par défaut ?
Quelles sont les différences entre VRLA et lithium-ion ? Et surtout, lequel est le meilleur ?
Voici 4 éléments à prendre en compte lors du choix de la batterie à utiliser.
Autonomie de la batterie
Pour savoir combien vous investissez réellement dans une batterie, vous devez tenir compte de sa durée de vie.
La rapidité avec laquelle vous devrez remplacer la batterie déterminera la valeur finale et les avantages globaux. Les fournisseurs mesurent la durée de vie de la batterie selon deux mesures différentes : la durabilité et la durée de vie du calendrier.
La durée de conservation est la durée estimée d’une batterie avant d’atteindre 80 % de sa capacité énergétique. , indiquant la fin de la durée de vie de la batterie. La durée de vie est déterminée en supposant que la batterie fonctionnera dans des conditions quotidiennes « réelles » ; peut donc varier.
La durée de vie de la batterie est la durée estimée pendant laquelle le fabricant a déterminé que la batterie durera si elle est maintenue en charge d'entretien tout au long de sa durée de vie. Vivant, conservé en parfait état, sans coupure de courant.
La durée de vie typique d'une batterie VRLA est de 3 à 6 ans. Bien que plus chère au moment de l’achat, la batterie lithium-ion a une durée de vie de plus de dix ans.
Taille et poids
Les batteries Li-ion prennent non seulement moins de place en raison de leur densité énergétique élevée, mais elles sont également beaucoup plus petites. Par rapport aux batteries VRLA, les batteries lithium-ion sont 70 % plus petites et 60 % plus légères.
Entretien
Les batteries Li-Ion sont équipées d'un système de gestion de batterie (BMS) intégré. En revanche, les batteries VRLA nécessitent des coûts supplémentaires si vous souhaitez effectuer des contrôles de résistance réguliers ou ajouter un BMS. Le BMS assure une surveillance continue de l'état de la batterie, prolongeant sa durée de vie et évitant les températures dangereuses en permettant un contrôle total sur la charge et la décharge.
Énergie contre puissance
Le choix de la batterie la mieux adaptée à votre centre de données peut dépendre de vos besoins électriques spécifiques. Les onduleurs nécessitent des batteries capables de fournir de grandes quantités d'énergie en 5 à 10 minutes. La différence entre les batteries VRLA et Lithium Ion réside dans la capacité restante après la durée d'exécution requise.
L'énergie de la batterie est mesurée en puissance x heures, ce qui signifie que la batterie fournit 100 volts à 10 ampères et peut supporter 1 000 W.
En bref, une cellule énergétique fournit une grande quantité d’énergie en peu de temps, utilisant la quasi-totalité de la capacité énergétique de la batterie. Une cellule de puissance est conçue pour fournir une quantité relativement faible d’énergie sur une période de temps prolongée.
Les batteries lithium-ion sont conçues pour être des cellules ou des cellules de puissance, tandis que les batteries VRLA sont, par conception, limitées uniquement en tant que cellules de puissance.
Alors, quel est le meilleur ?
Bien que le coût initial des batteries Li-Ion soit plus élevé que celui des batteries VRLA, elles nécessitent moins de remplacements (le cas échéant) pendant la durée de vie de l'onduleur, éliminant ainsi le risque de temps d'arrêt lors du changement des batteries. La batterie lithium-ion a jusqu'à dix fois plus de cycles de décharge et environ quatre fois moins d'autodécharge. Bien que les batteries lithium-ion soient soumises à des réglementations d'expédition plus strictes et à des coûts de fabrication plus élevés, elles pèsent environ trois fois moins que les VRLA mais ont le même potentiel de puissance. Pour couronner le tout, leurs capacités de chargement sont quatre fois plus rapides.
Conclusion
Il s’agit de la décision la plus importante pour toute installation solaire. Le type de batterie que vous choisirez déterminera la durée de vie de votre alimentation et son coût de fonctionnement. Nous vous recommandons de prendre en compte ces facteurs lors du choix d'une batterie de remplacement pour votre système.
Si vous avez des questions ou des préoccupations concernant ces batteries ou toute marque que nous proposons, contactez-nous dès aujourd'hui !
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