Si vous avez des panneaux solaires sur votre maison, ou si vous envisagez de vous en procurer, vous vous demandez probablement si vous devriez également vous procurer une batterie de stockage – et si oui, laquelle est la meilleure ?
Un essai indépendant de 18 batteries solaires est en cours à Canberra depuis 2016 pour voir dans quelle mesure elles répondent à leurs exigences de performance au fil du temps. Les batteries de Tesla, LG Chem, Alpha ESS et d'autres ont été mises à l'épreuve par ITP Renewables, et toutes n'ont pas survécu.
Voici un résumé des résultats de l'essai de trois ans.
Sur cette page:
- Principales conclusions de l'essai sur les batteries solaires
- Leçons pour les personnes qui envisagent d'acheter un stockage de batterie solaire
- Résumé des résultats des essais de batteries solaires
- Les batteries solaires à l'épreuve
- Comment chaque batterie de stockage a-t-elle fonctionné
- Comment se déroule l'essai de la batterie solaire
- Le procès va-t-il continuer ?
Principales conclusions de l'essai sur les batteries solaires
- Plusieurs batteries ont échoué lors des tests.
- Le stockage solaire est une technologie et une industrie en évolution rapide, certaines sociétés de batteries se sont déjà effondrées ou ont déjà quitté l'industrie.
- Plusieurs batteries ont fonctionné de manière fiable et semblent susceptibles de répondre à leurs attentes.
La principale leçon pour CHOICE est peut-être que l'exécution d'un test de batterie est tout aussi difficile et semée de résultats inattendus que nous le pensions, et nous sommes très heureux qu'ITP l'ait fait à la place.
Produits défectueux et discontinués
L'essai de la batterie a rencontré un certain nombre de défis techniques. Non le moindre est que plusieurs batteries ont développé des défauts et ont dû être retirées ou remplacées. Certains modèles ne sont plus disponibles, car les entreprises se sont effondrées ou se sont retirées du marché des batteries. Cela illustre à quel point cette technologie et cette industrie sont nouvelles. L'industrie a déjà considérablement mûri depuis le début du test de la batterie et nous prévoyons que cela continuera, et de nouveaux entrants et de nouvelles technologies apparaissent également.
Intégration de l'onduleur
L'intégration des batteries avec des onduleurs adaptés s'est également avérée problématique dans de nombreux cas, en particulier avec l'interface de communication batterie-onduleur. (En savoir plus sur les onduleurs dans notre guide d'achat onduleur solaire.)
L'essai a également démontré à quel point il est difficile de concevoir un régime de test unique qui couvre plusieurs chimies de batteries différentes, car elles ont chacune des limitations de performances différentes. Il est probable que le régime de test fonctionne mieux pour les batteries lithium-ion que pour le plomb-acide, par exemple.
Leçons pour les personnes qui envisagent d'acheter un stockage de batterie solaire
La principale leçon est que la technologie des batteries de stockage est complexe et continue d'évoluer. Il existe un risque qu'une batterie achetée aujourd'hui soit obsolète d'ici quelques années (ce n'est pas un problème en soi si le la batterie continue de fonctionner comme indiqué) et que le fabricant ou le distributeur pourrait ne pas être là pour honorer la garantie réclamations.
Hormis les éventuels problèmes techniques, il n'en demeure pas moins que les batteries n'ont pas encore de sens économique pour la plupart des ménages, même si nous nous attendons à ce que cela change dans les prochaines années.
Si vous achetez une batterie, il est important qu'elle soit installée par des techniciens expérimentés qui connaissent les exigences individuelles du produit. Un bon support de garantie est également essentiel, nous vous conseillons donc de vous en tenir aux grandes marques que vous pouvez vous attendre à voir dans cinq ou 10 ans.
Résumé des résultats des essais de batteries solaires
- Six ont fonctionné sans problème majeur (BYD B-Box, GNB Sonnenschein Lithium, Pylontech US2000B, Samsung AIO10.8, Sony Fortelion, Tesla Powerwall)
- Deux semblent fonctionner correctement mais ont eu quelques problèmes opérationnels (CALB CA100, GNB Sonnenschein Lead-Acid)
- Six ont eu des problèmes et ont dû être remplacés, les échantillons de remplacement n'étant pas encore installés ou ne fonctionnant pas assez longtemps pour tirer des conclusions (EcoUlt Ultraflex, LG Chem RESU 1, LG Chem RESU HV, Redflow Zcell, Tesla Powerwall 2, Alpha ESS M48100)
- Quatre ont eu des défaillances majeures (avec soit la batterie elle-même, soit l'assistance essentielle du fabricant) et sont effectivement hors du test (Ampetus Super Lithium, Aquion Aspen, Kokam Storaxe, Simpliphi PHI 3.4).
Dans l'ensemble, c'est un résultat décevant, et encore une fois, c'est une réflexion sur la nouveauté de ces produits et de cette industrie.
Des grandes performances
Modèles qui ont démontré des performances supérieures :
- Le Sony et Pylône les blocs-batteries ont jusqu'à présent fait preuve d'une rétention de capacité supérieure; c'est-à-dire que leur capacité revendiquée n'a pas diminué de manière significative au fil du temps.
- Le Sony, Samsung, Tesla Powerwall, BYD et Pylône ont montré une grande fiabilité.
- Le Samsung et BYD ont montré une efficacité élevée constante. Il s'agit d'une mesure de la quantité d'énergie mise dans la batterie qui est réellement stockée et peut être extraite pour être réutilisée. La plupart des batteries ont un rendement d'environ 85 %, mais ces deux batteries ont atteint un rendement d'environ 95 %.
Les problèmes individuels et les résultats pour chaque batterie sont détaillés ci-dessous.
Les batteries Tesla et Samsung ont montré une grande fiabilité dans l'essai de batterie solaire.
Les batteries solaires à l'épreuve
La première phase du test a commencé en 2016 avec huit batteries disponibles à ce moment-là, et la deuxième phase a ajouté 10 autres modèles en 2017. La plupart des batteries sont au lithium-ion – la chimie de batterie la plus courante disponible – mais certains autres types tels que les batteries plomb-acide et les batteries à flux sont inclus.
| Batterie | Phase d'essai | Pays d'origine | Chimie | Capacité totale installée (kWh) |
| CALB CA100 | Un | Chine | Lithium Ion (Lithium Fer Phosphate) | 10.24 |
| EcoUlt UltraFlex | Un | Etats-Unis | Plomb Acide Carbone | 14.8 |
| GNB Sonnenschein Plomb-Acide | Un | Allemagne | Plomb-acide | 15.84 |
| Kokam Storaxe | Un | Corée | Lithium Ion (Nickel Manganèse Cobalt) | 8.3 |
| LG Chem RESU 1 | Un | Corée | Lithium Ion (Nickel Manganèse Cobalt) | 9.6 |
| Samsung AIO10.8 | Un | Corée | Lithium Ion (Nickel Manganèse Cobalt) | 11.6 |
| Sony Fortelion | Un | Japon | Lithium Ion (Lithium Fer Phosphate) | 10.24 |
| Tesla Powerwall | Un | Etats-Unis | Lithium Ion (Nickel Manganèse Cobalt) | 10.24 |
| Alpha ESS M48100 | Deux | Chine | Lithium Ion (Lithium Fer Phosphate) | 9.6 |
| Ampetus Super Lithium | Deux | Chine | Lithium Ion (Lithium Fer Phosphate) | 9 |
| Tremble d'Aquion | Deux | Etats-Unis | Ion hybride aqueux | 17.6 |
| BYD B-Box | Deux | Chine | Lithium Ion (Lithium Fer Phosphate) | 10.2 |
| GNB Sonnenschein Lithium | Deux | Allemagne | Lithium Ion (Nickel Manganèse Cobalt) | 13.6 |
| LG Chem RESU HV | Deux | Corée | Lithium Ion (Nickel Manganèse Cobalt) | 9.8 |
| Pylontech US2000B | Deux | Chine | Lithium Ion (Lithium Fer Phosphate) | 9.6 |
| Redflow Zcell | Deux | Etats-Unis | Débit de bromure de zinc | 10 |
| SimpliPhi PHI3.4 | Deux | Etats-Unis | Lithium Ion (Lithium Fer Phosphate) | 10.2 |
| Tesla Powerwall 2 | Deux | Etats-Unis | Lithium Ion (Nickel Manganèse Cobalt) | 13.5 |
Comment chaque batterie de stockage a-t-elle fonctionné
Les produits sont listés ci-dessous par ordre alphabétique. Les problèmes typiques rencontrés incluent :
- Défaillances opérationnelles telles que l'arrêt inopiné de la batterie.
- Manque de soutien du fabricant pour les problèmes techniques.
- Dégradation accélérée de la capacité: la capacité de la batterie est la quantité d'énergie qu'elle peut stocker. Il devrait décliner de manière ordonnée sur plusieurs années, mais pour certains modèles, leur capacité s'est évanouie plus rapidement qu'elle ne le devrait.
- Mauvaise performance lors des tests de température d'été. Les batteries n'aiment généralement pas les températures extrêmes, mais ces modèles devraient pouvoir faire face à un large éventail de climats.
Alpha ESS M48100
La batterie n'a pas fonctionné comme prévu lors des tests de température d'été 2018/19, avec un cycle de batterie à un taux de charge et de décharge réduit. Le fabricant a déclaré que cela était anormal et a retiré la batterie de test pour sa propre analyse en mars 2019. On n'en connaît pas encore l'issue.
Ampetus Super Lithium
ITP a eu des difficultés à mettre en service cette batterie (c'est-à-dire à la configurer et à la faire fonctionner avec un onduleur connecté). La batterie avait des problèmes de fiabilité et s'arrêtait fréquemment. Le fabricant chinois Sinlion n'honorerait pas la garantie du produit pour ce défaut, qui s'est apparemment produit avec d'autres échantillons également, et finalement Ampetus, la société australienne qui vend les batteries, s'est lancée dans mise sous séquestre.
Tremble d'Aquion
Cette batterie intéressante n'est ni lithium-ion ni plomb-acide; il utilise plutôt un électrolyte d'eau salée. Malheureusement, ITP n'a pas été en mesure de configurer et de faire fonctionner complètement cette batterie avec un onduleur, car Aquion a fait faillite au début de 2017 et n'a pas pu fournir l'assistance finale nécessaire. La société a depuis été rachetée, mais ne prend pas en charge les produits achetés avant la faillite, et on ne sait pas quelle présence ils ont maintenant en Australie.
BYD B-Box
Cette batterie a fonctionné sans problème et a fait preuve d'une grande efficacité, bien que sa perte de capacité semble s'accélérer avec le temps.
CALB CA100
Le CALB est le seul système de batterie de l'essai avec un système de gestion de batterie externe (ou BMS, qui contrôle et protège les cellules) d'un fabricant différent de la batterie elle-même. Une cellule défectueuse a été remplacée dès le début, et depuis lors, il y a également eu des problèmes de cyclage, peut-être en raison d'une autre cellule faible ou d'une mauvaise gestion par le BMS. Bien que les données de test indiquent que cette batterie semble fonctionner efficacement et qu'elle est raisonnablement susceptible de répondre à ses revendications de durée de vie, les problèmes de fonctionnement réduisent la fiabilité de ces données.
EcoUlt UltraFlex
Cette batterie au plomb avancée a rencontré un certain nombre de problèmes opérationnels liés à l'intégration de la batterie avec l'onduleur, dont certains peuvent avoir été exacerbés par le cyclage accéléré programme. EcoUlt a remplacé les piles d'origine. Depuis lors, EcoUlt a informé ITP que le produit de remplacement actuellement à l'essai a été endommagé de façon permanente et sera également remplacé. Aucune conclusion ne peut être tirée des données recueillies. ITP dit qu'il s'agit d'une démonstration de l'importance d'une bonne intégration batterie/onduleur, plutôt que d'un problème avec la batterie EcoUlt elle-même.
GNB Sonnenschein Lithium
Cette batterie a fonctionné sans problème, bien que certaines données incohérentes pour l'énergie déchargée à chaque cycle suggèrent un défaut possible. Cependant, le fabricant a déclaré qu'il n'y avait aucun défaut apparent avec la batterie.
GNB Sonnenschein Plomb-Acide
Les batteries au plomb Sonnenschein ont eu plusieurs problèmes lors du test. Leur capacité globale a diminué; et l'onduleur SMA a eu du mal à estimer avec précision l'état de charge de la batterie, ce qui fait que les batteries ne sont pas complètement chargées et déchargées aussi souvent qu'elles devraient l'être. Le programme de test peut exacerber le déclin de la batterie, car les batteries au plomb ne sont pas aussi adaptées au cyclage accéléré que les batteries au lithium.
Kokam Storaxe
Cette batterie a développé un défaut au début du test, lorsqu'elle est apparemment entrée en mode de protection basse tension et s'est arrêtée. Cependant, il semble avoir continué à alimenter ses composants internes, au point que sa charge s'était trop réduite pour qu'il puisse être rechargé en toute sécurité. Aucune conclusion n'a pu être tirée du peu de données obtenues.
LG Chem RESU 1
Ce premier modèle de batterie LG Chem s'est éteint plusieurs fois au cours des tests de température d'été 2018/19, suggérant un problème de fonctionnement par temps chaud, bien que cela ait probablement été exacerbé par le programme de cyclisme accéléré. Jusqu'à présent, il avait fait preuve d'une grande fiabilité et avait atteint l'un des nombres de cycles les plus élevés du test. Les batteries LG Chem ont une densité d'énergie relativement élevée et ne peuvent donc pas dissiper la chaleur aussi facilement que les autres modèles. En fonctionnement normal, ils sont moins susceptibles d'avoir des problèmes par temps chaud que ce qui est montré dans le test. Finalement, LG Chem a décidé de remplacer cet échantillon car il avait développé des défauts. Le remplacement est un modèle plus récent RESU 10 car l'ancien modèle n'est plus disponible. Le RESU 10 n'a pas encore été installé.
LG Chem RESU HV
Cette batterie a fonctionné correctement pendant près d'un an, jusqu'en septembre 2018, date à laquelle elle n'a pas redémarré après une panne programmée. L'inspection a déterminé que la tension de la batterie était tombée trop bas et que cela avait entraîné un gonflement des cellules de la batterie. La batterie a été remplacée par un nouvel échantillon en octobre 2018, mais il n'y a pas suffisamment de données collectées pour que le nouvel échantillon puisse tirer des conclusions particulières.
Pylontech US2000B
Cette batterie n'a rencontré aucun problème lors du test et montre jusqu'à présent une très bonne rétention de capacité.
Redflow Zcell
La batterie Redflow est une autre batterie sans lithium intéressante, utilisant un électrolyte au bromure de zinc pompé pour stocker et libérer la charge. Malheureusement, les échantillons testés ont subi plusieurs fuites d'électrolyte ou contamination et la batterie a été remplacée quatre fois au cours de l'essai. Redflow a identifié les problèmes de fabrication et de transport comme étant la cause de ces problèmes et a modifié les procédures depuis lors, et s'attend à ce que le problème soit évité à l'avenir. En raison des divers échecs, il n'y a pas assez de données collectées pour cette batterie pour tirer des conclusions particulières.
Samsung AIO10.8
Cette batterie s'est avérée très fiable et n'a eu aucun problème de fonctionnement. Il fait preuve d'une excellente efficacité jusqu'à présent. La batterie est désormais vendue sous la marque Hansol (un partenaire de Samsung).
SimpliPhi PHI3.4
Après que cette batterie ait fonctionné pendant environ un an, Simpliphi a indiqué que leur les paramètres de l'onduleur avaient changé par rapport à la configuration d'origine et que les cycles de décharge avaient épuisé la batterie trop loin. Ils ont récupéré la batterie testée mais ont décidé d'émettre un remboursement plutôt qu'un remplacement, donc cette marque n'est plus dans le test.
Sony Fortelion
Cette batterie n'a rencontré aucun problème lors du test et affiche jusqu'à présent une excellente fiabilité et une excellente capacité de rétention. Malheureusement, il semble ne plus être disponible en Australie.
Tesla Powerwall
Cet échantillon du Tesla Powerwall de première génération s'est avéré difficile à contrôler à des fins de test, car il n'est pas compatible avec les onduleurs SMA utilisés dans le laboratoire de test. Un onduleur Solar Edge a été utilisé à la place. Bien qu'ITP soit capable de contrôler le Powerwall dans une certaine mesure, leur seule option était d'avoir le Powerwall charge et décharge à son taux maximum, ce qui n'est pas idéal et peut accélérer sa perte de capacité. Néanmoins, jusqu'à présent, ce Powerwall a fonctionné de manière fiable et conforme à ses revendications, sans aucun problème de fonctionnement. Ce modèle est remplacé par le Powerwall 2.
Tesla Powerwall 2
Des défis similaires à ceux du Powerwall d'origine ci-dessus ont été rencontrés. En outre, une erreur s'est produite avec le premier échantillon livré à ITP; cela a été remplacé par Tesla. Le nouvel échantillon est en test depuis novembre 2018. Il n'y a pas assez de données pour commenter ses performances à ce jour.
Des onduleurs SMA ont été utilisés dans le test du stockage par batterie solaire.
À propos de l'essai de stockage de la batterie
Notre guide d'achat batterie solaire explique les détails généraux de ce qu'il faut considérer et si une batterie est susceptible d'être rentable. Mais un Tesla Powerwall bat-il une batterie LG Chem? Devriez-vous opter pour d'autres marques ou des types sans lithium comme Redflow? Et répondent-ils vraiment à leurs exigences de performance? On dirait que nous avons besoin d'un test comparatif dans des conditions de laboratoire contrôlées! Malheureusement, alors que les laboratoires CHOICE excellent dans les tests de produits, un test de ces batteries est beaucoup trop complexe et coûteux à entreprendre.
Heureusement, quelqu'un d'autre a fait le travail. ITP Renouvelables, une société de conseil et de gestion de projets en énergies renouvelables, mène un essai de batterie à Canberra depuis 2016. Grâce à d'importantes subventions de financement totalisant 870 000 $ du Agence australienne des énergies renouvelables (ARENA), ils ont construit un installation d'essai et ont testé 18 batteries dans le cadre d'un programme accéléré conçu pour mesurer les performances et la fiabilité dans des conditions australiennes typiques.
Comment se déroule l'essai de la batterie solaire
Une salle d'essais ignifuge climatisée a été construite et les batteries installées à l'intérieur, connectées à des unités d'onduleurs à l'extérieur. L'alimentation est fournie par le réseau électrique. L'objectif est de cycler (charger et décharger) chaque batterie trois fois par jour, ce qui, au cours des trois années d'essai, équivaut à peu près à neuf ans d'utilisation dans un environnement typique.
C'est plus de cycles par jour que les batteries n'en subiraient en utilisation normale, mais le programme n'est pas conçu pour solliciter inutilement les batteries. Cela dit, le programme de test accéléré peut avoir affecté certaines batteries plus que d'autres.
Si vous êtes curieux de savoir à quoi ressemble le laboratoire, vous pouvez tour virtuel.
Les rapports complets pour chaque étape de l'essai peuvent être trouvés ici.
Le procès va-t-il continuer ?
ITP Renewables voit l'intérêt d'étendre l'essai pour inclure un nouvel ensemble de batteries, et peut-être de nouvelles technologies de batterie, ainsi que de poursuivre l'essai pour certains des produits actuels. Nous convenons que l'essai devrait se poursuivre et nous continuerons à rendre compte des phases futures, ce qui, espérons-le, nous permettra de recommander des marques et des modèles spécifiques à nos membres.
Reconnaissance
Nos remerciements pour l'aide d'ITP Renewables dans la production de ce résumé.
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