Rendement d'une batterie

De Arebor-Energie.

Catégorie:Les batteries stationnaires

Les réactions chimiques qui se produisent dans la batterie provoquent des pertes.

   Le rendement de la batterie est une donnée indispensable à prendre en compte dans le dimensionnement des installations électriques autonomes. On peut calculer deux formes de rendements différents, qu'il ne faut pas confondre pour ne pas se tromper dans ses calculs.

   Le rendement correspond à la différence entre l'énergie reçue par la batterie pendant la charge, et celle qui est restituée à la décharge. Les réactions chimiques qui se produisent dans la batterie provoquent des pertes, notamment sous forme de chaleur. Afin que la rentabilité de son installation électrique autonome soit maintenue au maximum, il est important de connaître ces rendements et de savoir les limiter.

Les deux types de rendements

On distingue deux formes de rendements: le rendement énergétique, et le rendement faradique. La façon dont on les calcul est très différente, ainsi que le résultat obtenu.

   Le rendement faradique, ou rendement en ampères-heures, mesure la différence entre la quantité d'électricité (en Ah) de la décharge et celle de la charge. Autrement dit, on compte le nombre d'électrons qui sortent de la batterie, et on le compare au nombre d'électrons qui étaient entrés. Pour une batterie stationnaire au plomb comme celle que l'on utilise dans les installations photovoltaïques autonomes, ce rendement gravite en fonction des cas autour de 90%.

   Le rendement énergétique tient compte d'un facteur supplémentaire : la différence entre la tension d'entrée et la tension de sortie. Ce n'est plus la quantité d'électricité que l'on mesure, mais la puissance (en Wh). La tension de charge d'une batterie 12V plomb se situe aux environs de 14,1V et la tension de décharge autour de 12,5V. Le rendement énergétique est donc bien inférieur au rendement faradique, et se situe autour de 70 – 75%.

   Cette différence de résultat pose problème quand il s'agit de comparer la performance des batteries, car il est rarement précisé de quel rendement il s'agit. La plupart des revendeurs ne présentent que le rendement faradique, bien meilleur que le rendement énergétique. C'est un piège à éviter lorsque l'on souhaite acquérir une batterie.

Amélioration du rendement

   On ne peut pas atteindre un rendement parfait sur une batterie car les pertes font parties de ses caractéristiques intrinsèques. On peut toutefois l'améliorer en agissant sur les deux principales causes de pertes : l'autodécharge et la résistance interne

   L'autodécharge est comparable à une fuite. La batterie se comporte comme un réservoir percé se vidant petit à petit, même lorsqu'on ne l'utilise pas. L'âge de la batterie et la température à laquelle elle se trouve influencent fortement cette fuite d'énergie. Ainsi, au-delà de 20°C et tous les 10°C supplémentaires, l'autodécharge double. Il faut donc conserver la batterie dans l'endroit le plus frais possible, sans pour autant l'exposer au gel. A savoir: l'autodécharge est au maximum les 24 premières heures après une recharge, et augmente également quand la batterie est très chargée.

   L'autre facteur qui peut réduire fortement les rendements est la résistance interne. Toutes les batteries en possède une, mais elle augmente avec l'âge et pose par conséquent de plus en plus de problèmes. En effet, la résistance est un frein au passage du courant, et dissipe une partie de l'électricité sous forme de chaleur. L'importance des pertes qu'elle engendre dépend du courant de charge: plus il est important, plus les pertes augmentes. Il ne faut donc pas recharger la batterie trop vite pour éviter le gaspillage.

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