Les taux de décharge et de recharge doivent être pris en compte lors de la sélection et du dimensionnement d’un banc de batteries. Les fabricants de batteries publient plusieurs taux de décharge pour chaque modèle de batterie, qui vont de 100 heures à 1 heure. Ceux-ci sont souvent référencés pour divers types d’applications. Le taux le plus courant dans les applications d’énergie renouvelable est le taux de 20 heures, car il correspond étroitement à une période de 1 jour. La valeur nominale (ex C/20) se réfère à une charge contrôlée (ampères) qui peut être placée sur la batterie pendant un certain temps avant que la tension de la batterie n’atteigne 1,75 VPC (volts par cellule). Une consommation d’ampères élevée peut être exécutée pendant une période plus courte et vice versa.
À titre d’exemple, une batterie de 400 AH peut prendre en charge une consommation contrôlée de 20 ampères pendant 20 heures (C/20). Alternativement, la même batterie peut prendre en charge une consommation contrôlée de 34 ampères sur une période de 10 heures (C/10), ce qui signifie qu’elle fournit une capacité de 340 AH pour cette période de temps. Les batteries déchargées doivent être rechargées le plus rapidement possible.
Un système photovoltaïque hors réseau doit être conçu pour fournir un courant de charge capable de recharger les batteries rapidement, efficacement et dans la fenêtre de temps où le système génère une puissance de pointe (pic solaire). Le courant de charge doit être compris entre 10 et 20 % du taux AH de 20 heures (C/20) du banc de batteries, ou du taux C/4, C/5 ou C/6 de la batterie. En utilisant le calcul du temps de charge d’absorption (un courant de charge de 10 % du taux C/20 du banc de batteries prendra environ 4,2 heures, plus la phase en vrac (généralement 1 à 2 heures) pour faire passer le banc de 50 % à 100 % SOC. Il s’agit d’un scénario idéal, car un courant de charge plus faible augmentera souvent le temps de charge requis au-delà des heures d’ensoleillement disponibles, provoquant un cycle déficitaire et/ou l’utilisation d’une charge supplémentaire telle qu’un générateur. Souvent, les clients qui ont besoin de compléter la charge avec un générateur ne le font pas fonctionner assez longtemps pour permettre aux batteries d’atteindre 100 % SOC sur une base régulière, ce qui entraîne des problèmes de sulfatation et une perte de capacité qui doivent ensuite être résolus par une égalisation corrective.
Dans certaines situations, une fois qu’un audit énergétique a été effectué et que le système a été dimensionné et installé, les clients ajouteront par inadvertance des charges supplémentaires et/ou inattendues. Comme la taille du système est calculée avec la profondeur de décharge souhaitée et les exigences de charge en fonction de l’utilisation prévue, cela augmente à la fois les besoins de stockage et la source de charge ultérieure pour amener le parc de batteries à une charge complète. Il causera souvent des problèmes en raison d’un cycle déficitaire et d’une décharge excessive, ce qui raccourcira la durée de vie du cycle.
Pour éviter cela, le client doit être sensibilisé à l’importance de bien dimensionner le système pour répondre à ses besoins spécifiques. Discutez de tout changement prévu à court ou à long terme dans l’utilisation et établissez les attentes selon lesquelles les besoins en matière de stockage et de recharge peuvent augmenter pour répondre à leurs exigences changeantes.