Ajout d'une batterie AC-couplée sur une installation existante
Un client possède une installation de 6 kWc avec onduleur string 5 kVA, monophasé, posée il y a quatre ans. Sa consommation annuelle est de 5 200 kWh, dont environ 35 % en journée. Il veut ajouter une batterie pour couvrir « tout son soir ». Le devis propose une batterie AC-couplée de 5,1 kWh utiles, profondeur de décharge 90 %, 6 000 cycles, puissance 3 kW, rendement aller-retour 90 %. Le tableau dispose de deux modules DIN libres. Le raccordement est monophasé 6 kVA, disjoncteur d'abonné 45 A. Le client consomme environ 65 % de son électricité entre 18 h et 23 h. Il demande si la batterie est rentable et si elle couvrira ses besoins du soir. Prix du kWh réseau : 0,25 €. Coût de la batterie posée : 4 000 €.
1. Calculer l'énergie réellement restituée et la part des besoins du soir couverte.
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La consommation journalière moyenne est de 5 200 / 365 = 14,25 kWh. La part du soir représente 65 %, soit 14,25 × 0,65 = 9,26 kWh.
L'énergie utile de la batterie est de 5,1 × 0,90 = 4,59 kWh en sortie DC. Avec un rendement aller-retour de 90 %, l'énergie restituée en AC est de 4,59 × 0,90 = 4,13 kWh. La couverture théorique du besoin du soir est donc de 4,13 / 9,26 = 44,6 %. La batterie ne couvre pas « tout le soir » : elle couvre moins de la moitié du besoin moyen. En hiver, la production PV est faible et la batterie sera souvent peu chargée ; en été, elle peut se remplir mais le besoin du soir est moins élevé. La couverture annuelle réelle sera donc inférieure à 45 %.
2. Analyser la rentabilité et le dimensionnement de la batterie.
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L'économie brute par cycle est de 4,13 kWh × 0,25 €/kWh = 1,03 €. Si l'on retient environ 250 cycles équivalents par an, l'économie annuelle est de 258 €. Le temps de retour simple est de 4 000 / 258 = 15,5 ans, sans compter le remplacement éventuel de l'onduleur ou de la batterie. La batterie est garantie 6 000 cycles, soit environ 24 ans à 250 cycles par an, mais la durée de vie calendaire et les pertes de capacité limitent cet avantage. La rentabilité est donc faible avec un prix du kWh à 0,25 €.
Le dimensionnement de 5 kWh est cohérent pour augmenter l'autoconsommation, mais il ne correspond pas à l'objectif annoncé de couvrir tout le soir. Il faudrait environ 10 kWh utiles pour couvrir 9,26 kWh, ce qui doublerait le coût. La solution la plus raisonnable est de conserver 5 kWh si le client accepte une couverture partielle, ou de renoncer à la batterie et d'optimiser les usages en journée. Il faut aussi vérifier que la batterie peut se charger sans dépasser la puissance de l'onduleur et sans créer d'injection non déclarée.
3. Vérifier les points de raccordement et de conformité.
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La batterie est AC-couplée : elle possède son propre onduleur de 3 kW et s'ajoute au 5 kVA existant. La puissance totale susceptible d'injecter sur le réseau atteint 8 kVA, alors que le raccordement monophasé est limité à 6 kVA. Il faut donc configurer la batterie en mode « zéro injection » ou limiter l'injection, et vérifier la compatibilité avec l'onduleur PV existant. Le schéma de raccordement doit comporter un disjoncteur dédié à la batterie, adapté à sa puissance et à son courant, ainsi qu'une protection différentielle coordonnée avec l'existant. Les deux modules DIN libres peuvent suffire pour un disjoncteur bipolaire, mais il faut vérifier la place réelle et la tenue de la barre de répartition.
Administrativement, l'ajout d'une batterie et la modification de la puissance injectable nécessitent une mise à jour du dossier de raccordement, généralement une CACSI modificative, et une attestation de conformité si l'installation n'est pas déjà couverte. Il faut aussi vérifier la compatibilité de la batterie avec le tableau existant, la section des câbles et la sélectivité des protections. Enfin, le client doit être informé par écrit que la batterie ne couvrira pas tous ses besoins du soir.