La capacité utilisable est toujours inférieure à la capacité nominale, et la profondeur de décharge comme le rendement de cycle la réduisent. Saisissez la consommation journalière en wattheures, les jours d'autonomie exigés, la tension du système, la profondeur de décharge utilisable et le rendement de cycle pour obtenir la capacité nécessaire en ampères-heures, l'énergie stockée, le nombre d'unités et la profondeur de décharge journalière.
Calculateur
Unités :
Wh
Énergie consommée par jour à la charge
jours
Jours pendant lesquels le parc doit tenir la charge sans recharge
V
Tension nominale du parc. Une tension plus élevée signifie moins de courant à puissance égale
%
50 % en plomb-acide cyclé quotidiennement, 80 à 90 % en LiFePO4
%
Onduleur et régulateur de charge compris. Lithium 85 à 90 %, plomb-acide plutôt 80 %
Ah
Capacité nominale d'une batterie à la tension du système
Résultat du calcul
Appuyez sur Calculer pour obtenir la capacité nécessaire en ampères-heures, l'énergie stockée, le nombre d'unités à la taille indiquée et la part du parc installé qu'une journée de consommation absorbe.
Solution étape par étape
Aide au prédimensionnement. Les résultats suivent les formules publiées citées plus bas et sont destinés à l'estimation, à l'étude et au prédimensionnement. Le projet définitif doit être vérifié par un ingénieur qualifié au regard de la réglementation en vigueur sur le chantier.
Points clés
✓Applique à la fois la correction de profondeur de décharge et celle du rendement de cycle
✓Convertit le résultat en un nombre entier d'unités réelles
✓Donne la profondeur de décharge journalière, qui gouverne la durée de vie en cycles
✓Alerte là où la profondeur de décharge convient au lithium mais pas au plomb-acide
✓Le graphique de sensibilité montre l'escalier que crée la granularité des unités
✓Liens partageables et export CSV pour le dossier de projet
Qu'est-ce qu'un parc de batteries ?
Le dimensionnement d'un parc part de l'énergie dont la charge a besoin sur la période que le parc doit couvrir sans appoint : les jours d'autonomie. Cette énergie ne peut pas être simplement la capacité nominale du parc, parce que décharger complètement une batterie l'abîme, et parce que de l'énergie se perd à l'entrée comme à la sortie. Diviser par la fraction utilisable puis par le rendement de cycle donne la capacité qu'il faut réellement installer.
Profondeur de décharge et durée de vie en cycles
Chaque chimie arbitre entre profondeur utilisable et durée de vie. Une batterie plomb-acide cyclée quotidiennement à 50 % dure à peu près trois fois plus longtemps qu'une même batterie cyclée à 80 %, et c'est pourquoi 50 % reste la valeur de conception conventionnelle malgré la capacité supplémentaire que cela suppose. Le lithium fer phosphate tolère 80 à 90 % en routine, et cette seule différence explique qu'un parc lithium pour un service donné soit souvent à peine plus de la moitié d'un parc plomb-acide.
Pourquoi la réponse avance par paliers
La capacité s'achète par unités : les ampères-heures nécessaires sont donc arrondis au nombre entier d'unités supérieur. Cela fait de la relation entre paramètres de conception et coût un escalier plutôt qu'une pente. Dans le cas par défaut, améliorer la profondeur utilisable de 80 % à 90 % ramène le besoin de 289 Ah à 257 Ah — et ne change rien, puisque les deux valeurs s'arrondissent à trois unités de 100 Ah. Passer de 75 % à 80 %, un changement plus faible, supprime une unité entière.
Formule
E_nécessaire = (E_jour × jours) / (DoD × η)
Énergie à installer, majorée pour la profondeur utilisable et le rendement de cycle
Formules associées
C_Ah = E_nécessaire / U_système
n = ⌈C_Ah / C_unité⌉
Profondeur journalière = (E_jour / η) / (U × C_installée)
Définition des variables
Symbole
Variable
Unité
Description
E_jour
Consommation journalière
Wh
Énergie consommée par jour à la charge, avant les pertes de rendement.
jours
Jours d'autonomie
jours
Durée pendant laquelle le parc doit tenir la charge sans aucune recharge.
U
Tension du système
V
Tension nominale du parc. 12, 24 ou 48 V dans la plupart des installations.
DoD
Profondeur de décharge
%
Fraction de la capacité nominale considérée comme utilisable. 50 % en plomb-acide, 80 à 90 % en lithium.
η
Rendement de cycle
%
Énergie restituée divisée par énergie fournie, pertes d'onduleur et de régulateur comprises.
C
Capacité
Ah
Capacité nominale qu'il faut installer.
Comment utiliser ce calculateur
Mesurez la consommation journalière plutôt que d'additionner des plaquesLa somme des puissances de plaque suppose que tout fonctionne en permanence à pleine puissance, ce qui surestime largement la consommation réelle. Un relevé sur une semaine représentative est bien plus fiable, et pour une installation neuve une estimation détaillée avec des durées d'usage réalistes en est le meilleur substitut.
Choisissez l'autonomie d'après la source de charge, pas d'après le confortPour une installation solaire, l'autonomie couvre les jours consécutifs de mauvaise production. Deux à trois jours conviennent à la plupart des sites tempérés ; moins là où un groupe électrogène prend le relais, davantage là où l'accès pour la maintenance est difficile. Chaque jour supplémentaire pèse proportionnellement sur le coût.
Réglez la profondeur de décharge sur la chimie50 % pour le plomb-acide en cyclage quotidien, 80 % pour le LiFePO4, et 90 % seulement là où le fabricant le permet. Employer un parc plomb-acide à 80 % fonctionnera et divisera à peu près par trois sa durée de vie, ce qui coûte en général plus cher que la capacité ainsi économisée.
Intégrez les pertes de l'onduleur dans le rendementLe rendement de cycle des seules batteries atteint 90 à 95 % en lithium, mais à la prise l'onduleur et le régulateur de charge le ramènent à 85 à 90 %. Le plomb-acide se situe plutôt à 80 % en sortie de batterie, et moins encore à la prise.
Lisez la profondeur de décharge journalière autant que la capacitéElle indique à quel point le parc installé est sollicité chaque jour, et c'est cela qui gouverne la durée de vie en cycles. Un parc dimensionné pour plusieurs jours d'autonomie est cyclé faiblement et dure bien plus longtemps qu'un parc dimensionné pour une seule journée.
Exemples résolus
Exemple 1
Une installation en site isolé consommant 5 000 Wh par jour, avec 2 jours d'autonomie exigés sur un système en 48 V. Batteries LiFePO4 à 80 % de profondeur utilisable, 90 % de rendement de cycle, en unités de 100 Ah.
Solution étape par étape
Énergie sur la période d'autonomie : 5 000 × 2 = 10 000 Wh
Majorée pour la profondeur utilisable et le rendement : 10 000 / (0,80 × 0,90) = 13 889 Wh
Les deux corrections ajoutent ensemble 38,9 % au besoin brut
Capacité sous 48 V : 13 889 / 48 = 289,4 Ah
Unités nécessaires : 289,4 / 100 = 2,89, arrondi à 3 unités, soit 300 Ah installés
Profondeur de décharge journalière : (5 000/0,90)/48 = 115,7 Ah, soit 38,6 % des 300 Ah installés
Lecture : cycler à 38,6 % par jour est confortable pour du LiFePO4 et donnera une longue durée de vie. Les 2 jours d'autonomie ont donc acheté un cyclage faible autant qu'une réserve.
Exemple 2
Le même service en plomb-acide plutôt qu'en lithium — 50 % de profondeur utilisable au lieu de 80 % — comparaison qui tranche la plupart des budgets en site isolé.
Solution étape par étape
Majoration : 10 000 / (0,50 × 0,90) = 22 222 Wh, contre 13 889 Wh en lithium
Capacité sous 48 V : 22 222 / 48 = 463,0 Ah
Unités nécessaires : 463,0 / 100 = 4,63, arrondi à 5 unités, soit 500 Ah installés
Cinq unités contre trois : le parc plomb-acide est 67 % plus gros pour un service identique.
Et cela avant correction du rendement. Le rendement de cycle du plomb-acide est plutôt de 80 % que de 90 %, ce qui pousserait le besoin encore plus haut.
La comparaison penche en général pour le lithium sur le coût total, même quand le prix au kWh de capacité nominale est plus élevé, parce qu'il faut bien moins de capacité nominale — et parce que la durée de vie en cycles à la profondeur de conception est elle aussi plus longue.
Il y a ici un effet de seuil qui mérite l'attention. À 80 % de profondeur le besoin vaut 289 Ah et à 90 % il vaut 257 Ah, mais les deux s'arrondissent à trois unités. Améliorer la profondeur de 80 % à 90 % ne change rien. Passer de 75 % à 80 % — un changement plus faible — supprime une unité entière, parce que 309 Ah franchit la frontière des trois unités et que 289 Ah ne la franchit pas.
Sensibilité à la profondeur de décharge
La capacité nécessaire décroît régulièrement à mesure que la profondeur utilisable monte, mais le nombre d'unités, lui, descend par paliers — et entre deux paliers, une amélioration de profondeur n'achète strictement rien. Basculez d'une série à l'autre pour voir où tombent les frontières. Le repère indique votre réglage actuel.
Capacité nécessaireen fonction deProfondeur de décharge utilisable
Recalculé en direct à partir de vos données. Le repère indique votre valeur actuelle.
Graphique en courbe de Capacité nécessaire en fonction de Profondeur de décharge utilisable. Les mêmes valeurs figurent dans le tableau de données ci-dessous.
Valeurs tracées ci-dessus, échantillonnées sur la plage de profondeur de décharge utilisable.
Comment interpréter le résultat
Le nombre d'unités est la réponse pratique. La profondeur de décharge journalière est celle qui prédit la longévité du parc, et un cyclage faible vaut plus qu'il n'y paraît.
Profondeur de décharge journalière : < 20Cyclage journalier faible : longue durée de vie
Chaque journée prélève < 20 % du parc installé. La durée de vie en cycles à cette profondeur vaut plusieurs fois ce qu'elle serait à 50 %, si bien qu'un parc généreusement dimensionné pour l'autonomie dure aussi bien plus longtemps. C'est en général le meilleur choix économique sur la vie du parc.
Profondeur de décharge journalière : 20 – 50Cyclage journalier modéré
Chaque journée prélève 20 – 50 % du parc installé, ce qui constitue une plage de travail raisonnable pour la plupart des chimies. Confirmez-la avec la courbe de durée de vie en cycles du fabricant, car la relation entre profondeur et longévité est fortement non linéaire.
Profondeur de décharge journalière : 50 – 80Cyclage journalier profond
Chaque journée prélève 50 – 80 % du parc installé. Le lithium le tolérera ; le plomb-acide y perdra une grande part de sa vie. Ajouter un jour d'autonomie réduit proportionnellement la profondeur journalière et peut se rembourser en remplacements évités.
Profondeur de décharge journalière : ≥ 80Cyclage journalier très profond
Chaque journée prélève ≥ 80 % du parc installé, ce qui ne laisse presque aucune réserve pour une mauvaise journée de production. Le moindre déficit de production plonge le parc en décharge profonde, régime où les dommages s'accumulent le plus vite dans toutes les chimies.
Nombre d'unités : ≥ 20Grand parc : vérifiez la configuration
≥ 20 unités constituent un parc important. De longues branches en parallèle se partagent inégalement le courant à mesure que les cellules vieillissent : plusieurs branches plus courtes à une tension de système plus élevée valent donc en général mieux que de nombreuses unités en parallèle sous une tension basse.
Erreurs courantes à éviter
Dimensionner sur la capacité nominale
Pourquoi c'est important :La capacité nominale suppose une décharge complète, qu'aucune chimie ne tolère au quotidien. L'employer directement sous-dimensionne le parc de l'inverse de la profondeur utilisable — un facteur deux pour du plomb-acide à 50 %.
✓Comment l'éviter :Divisez par la profondeur de décharge utilisable, puis encore par le rendement de cycle. Ensemble, ces corrections ont ajouté 38,9 % dans l'exemple traité.
Cycler le plomb-acide aussi profondément que le lithium
Pourquoi c'est important :La durée de vie en cycles chute fortement avec la profondeur, et bien plus vite pour le plomb-acide. Un parc plomb-acide cyclé à 80 % par jour dure environ le tiers du même parc cyclé à 50 % : la capacité économisée est donc dépensée plusieurs fois en remplacements.
✓Comment l'éviter :Employez 50 % pour le plomb-acide en cyclage quotidien et 80 % pour le LiFePO4. C'est la chimie, et non l'application, qui fixe la valeur.
Employer le rendement des batteries au lieu de celui du système
Pourquoi c'est important :Le lithium atteint 90 à 95 % de rendement aux bornes, mais l'onduleur et le régulateur de charge ramènent la valeur à la prise entre 85 et 90 %. Employer le seul chiffre des batteries sous-estime le besoin.
✓Comment l'éviter :Employez le rendement de cycle mesuré à la charge, toutes étapes de conversion comprises. Pour le plomb-acide, l'écart est plus important encore.
Ignorer la température
Pourquoi c'est important :La capacité baisse avec la température : un parc plomb-acide à 0 °C restitue à peu près 80 % de sa valeur à 25 °C. Le lithium ne doit pas être chargé sous zéro du tout, et beaucoup de systèmes de gestion de batterie le refusent.
✓Comment l'éviter :Dimensionnez sur la température de batterie la plus basse attendue, et non sur la température de l'air ambiant ni sur la valeur à 25 °C de la fiche technique.
Ajouter des jours d'autonomie sans vérifier la source de charge
Pourquoi c'est important :Un parc dimensionné pour cinq jours d'autonomie exige une source de charge capable de le remplir après une coupure de cinq jours, en plus de couvrir la consommation quotidienne. Sans cela, la réserve sert une fois et n'est jamais reconstituée.
✓Comment l'éviter :Vérifiez que le champ ou le groupe électrogène peut reconstituer le parc dans un délai raisonnable. En solaire, cela veut dire regarder le mois le plus défavorable et non la moyenne annuelle.
Optimiser un paramètre qui ne franchit aucune frontière d'unité
Pourquoi c'est important :La capacité s'achète par unités entières : le besoin est donc un escalier. Améliorer la profondeur utilisable de 80 % à 90 % dans le cas par défaut réduit le besoin calculé mais laisse le nombre d'unités à trois — l'amélioration est entièrement absorbée par l'arrondi.
✓Comment l'éviter :Regardez le nombre d'unités et pas seulement les ampères-heures. Il vaut la peine de tester quels paramètres le font réellement bouger avant de payer pour l'un d'eux.
Applications pratiques
▸Dimensionner un parc de batteries solaire en site isolé
▸Spécifier un stockage de secours pour des charges critiques
▸Comparer des options plomb-acide et lithium pour un service donné
▸Vérifier qu'un parc existant couvre une consommation révisée
▸Évaluer l'effet de jours d'autonomie supplémentaires
▸Estimer le stockage d'une installation solaire en autoconsommation
Cas d'usage par secteur
Solaire en site isolé
L'autonomie se fixe d'après la plus longue série réaliste de mauvaise production sur le site, couramment deux à trois jours sous climat tempéré. Le parc est ensuite dimensionné sur le mois le plus défavorable et non sur la moyenne annuelle, puisque c'est alors que la production est la plus faible et que la réserve a le plus de chances d'être sollicitée.
Télécommunications et secours critique
Les parcs de secours sont rarement cyclés mais doivent être fiables le jour où on les appelle : ils sont donc dimensionnés largement et surveillés en continu. C'est la durée de vie en floating et non celle en cycles qui gouverne, et la maîtrise de la température y compte plus que dans une application cyclée.
Autoconsommation résidentielle
Le stockage se dimensionne sur la consommation du soir plutôt que sur des jours d'autonomie, puisque le réseau reste disponible. L'économie repose sur l'écart entre le prix d'achat et celui de revente, ce qui rend le calcul assez différent de celui d'un site isolé.
Conseils pratiques
💡Divisez par la profondeur de décharge et par le rendement : les deux augmentent le besoin.
💡Le plomb-acide à 50 % demande 67 % de capacité de plus que le lithium à 80 % pour le même service.
💡La durée de vie en cycles chute fortement avec la profondeur journalière, plus vite en plomb-acide qu'en lithium.
💡La capacité s'achète par unités entières : une amélioration ne sert que si elle franchit une frontière.
💡Dimensionnez sur la température de batterie la plus basse attendue, pas sur l'ambiance.
💡Plus d'autonomie, c'est aussi un cyclage journalier plus faible : le gain de durée de vie est double.
Avantages et limites
Avantages
✓Applique les deux corrections qui séparent l'énergie utilisable de la capacité nominale
✓Convertit en un nombre entier d'unités réelles, qui est la réponse pratique
✓Donne la profondeur de décharge journalière, qui prédit la durée de vie en cycles
✓Rend visible l'effet d'escalier dû à la granularité des unités
✓Assez rapide pour comparer chimies et périodes d'autonomie en conception
Limites
!Suppose une consommation journalière constante, sans variation saisonnière
!Ne tient pas compte de la température, qui réduit la capacité disponible
!Ne modélise pas la source de charge ni sa capacité à reconstituer le parc
!Ignore la perte de capacité au fil de la vie du parc, typiquement 20 % avant remplacement
!Suppose des unités identiques se partageant également le courant
!Ne distingue pas la durée de vie en floating de celle en cycles pour les applications de secours
!La relation entre profondeur de décharge et durée de vie en cycles est propre à chaque chimie et n'est pas modélisée
Comment la profondeur utilisable change le parc
Une consommation de 5 000 Wh par jour avec 2 jours d'autonomie sur un système en 48 V à 90 % de rendement, en unités de 100 Ah. Observez les deux dernières colonnes diverger : le besoin calculé décroît régulièrement, les unités achetées non.
5 000 Wh/jour, 2 jours d'autonomie, 48 V, 90 % de rendement de cycle, unités de 100 Ah. Les lignes 60 %, 70 % et 75 % achètent toutes quatre unités malgré 77 Ah d'écart dans le besoin calculé — et le passage de 80 % à 90 %, soit 32 Ah gagnés, n'achète rien. Le pas de 75 % à 80 % est le seul de cette plage à supprimer une unité.
Multipliez la consommation journalière par les jours d'autonomie, divisez par la profondeur de décharge utilisable puis par le rendement de cycle, et divisez enfin par la tension du système. Une consommation de 5 000 Wh par jour avec 2 jours d'autonomie à 80 % et 90 % demande 289 Ah en 48 V.
Qu'est-ce que la profondeur de décharge ?
C'est la fraction de la capacité nominale considérée comme utilisable. Le plomb-acide est conventionnellement limité à 50 % en cyclage quotidien et le LiFePO4 à 80 ou 90 %, parce que la durée de vie en cycles chute fortement quand la profondeur augmente.
De combien de jours d'autonomie ai-je besoin ?
Deux à trois jours conviennent à la plupart des installations solaires en climat tempéré. Moins là où un groupe électrogène assure le secours, davantage là où le site est difficile d'accès ou là où les mauvaises journées consécutives sont fréquentes.
Pourquoi le lithium revient-il moins cher malgré un prix au kWh plus élevé ?
Parce qu'il faut bien moins de capacité nominale. À 80 % de profondeur utilisable contre 50 % pour le plomb-acide, le parc de l'exemple ci-dessus compte trois unités au lieu de cinq : 67 % de capacité en moins pour un service identique, avant même de considérer la durée de vie en cycles.
Quel rendement de cycle faut-il retenir ?
85 à 90 % pour un système lithium mesuré à la prise, et plutôt 80 % pour le plomb-acide. Les chiffres portant sur les seules batteries sont plus élevés, mais les pertes de l'onduleur et du régulateur de charge sont réelles et ont leur place dans le calcul.
La température affecte-t-elle la capacité d'une batterie ?
Considérablement. Un parc plomb-acide à 0 °C restitue à peu près 80 % de sa valeur à 25 °C, et le lithium ne devrait généralement pas être chargé sous zéro. Dimensionnez sur la température de batterie la plus basse attendue.
Pourquoi améliorer la profondeur de décharge ne change-t-il parfois rien ?
Parce que la capacité s'achète par unités entières. Dans l'exemple, 80 % de profondeur demandent 289 Ah et 90 % en demandent 257, mais les deux s'arrondissent à trois unités de 100 Ah. L'amélioration est entièrement absorbée par l'arrondi. Regardez donc le nombre d'unités avant de payer pour un meilleur paramètre.
Faut-il choisir une tension de système plus élevée ?
En général oui, au-delà de quelques centaines de wattheures par jour. Une tension plus élevée signifie moins de courant à puissance égale, ce qui permet des câbles plus fins, réduit les pertes et évite les longues branches en parallèle qui se partagent mal le courant.
Quel effet la profondeur journalière a-t-elle sur la durée de vie ?
Un effet fort et non linéaire. Une batterie plomb-acide cyclée à 50 % par jour dure à peu près trois fois plus longtemps qu'une même batterie cyclée à 80 %. C'est pourquoi un parc généreusement dimensionné pour l'autonomie gagne aussi en longévité grâce au cyclage plus faible qu'il subit.
Faut-il prévoir la perte de capacité ?
Oui pour une installation de longue durée. Les batteries sont d'ordinaire considérées en fin de vie à 80 % de leur capacité d'origine, si bien qu'un parc dimensionné au plus juste le premier jour se retrouvera insuffisant avant d'être remplacé.
Glossaire
Profondeur de décharge
La fraction de la capacité nominale employée dans un cycle, qui gouverne la durée de vie en cycles.
Jours d'autonomie
La durée pendant laquelle le parc doit tenir la charge sans aucun apport de recharge.
Rendement de cycle
Énergie restituée à la charge divisée par énergie fournie au parc, pertes de conversion comprises.
Capacité nominale
La capacité assignée d'une batterie, dont une partie seulement est utilisable en pratique.
Durée de vie en cycles
Le nombre de cycles de charge-décharge avant que la capacité ne tombe à un seuil de fin de vie défini.
LiFePO4
Lithium fer phosphate, la chimie la plus employée pour le stockage stationnaire.
Durée de vie en floating
Durée de vie d'une batterie maintenue en charge et rarement cyclée, valeur déterminante des parcs de secours.
Perte de capacité
La diminution progressive de capacité sur la vie d'une batterie, typiquement jusqu'à 80 % avant remplacement.
État de charge
La fraction de capacité utilisable encore disponible.
Système de gestion de batterie
Électronique qui protège les cellules contre la surcharge, la décharge excessive et les températures dangereuses.
Références scientifiques et normatives
IEEE 1013 — Recommended Practice for Sizing Lead-Acid Batteries for Stand-Alone Photovoltaic Systems — Institute of Electrical and Electronics Engineers
CEI 62620 — Éléments et batteries d'accumulateurs au lithium pour applications industrielles — Commission électrotechnique internationale
IEEE 1188 — Recommended Practice for Maintenance, Testing and Replacement of VRLA Batteries — Institute of Electrical and Electronics Engineers
Sandia National Laboratories — Stand-Alone Photovoltaic Systems: A Handbook of Recommended Design Practices — Sandia National Laboratories
CEI 61427-1 — Éléments et batteries d'accumulateurs pour le stockage d'énergie renouvelable — Commission électrotechnique internationale
Conclusion
Dimensionner un parc de batteries, ce sont deux divisions appliquées à la consommation, et toutes deux agrandissent la réponse : l'une pour la fraction de capacité que vous acceptez d'employer, l'autre pour l'énergie perdue à la convertir. Ensemble, elles ont ajouté 38,9 % dans l'exemple traité. Le paramètre qui domine ensuite le coût est la profondeur de décharge, car elle dépend de la chimie plutôt que d'un réglage : le plomb-acide à 50 % demande 67 % de capacité de plus que le lithium à 80 % pour un service identique, et c'est pourquoi la comparaison penche en général pour le lithium malgré un prix au kilowattheure plus élevé. La dernière chose à garder en tête, c'est que la capacité réelle s'achète par unités : le besoin est donc un escalier et non une pente. Dans le tableau ci-dessus, trois profondeurs utilisables différentes achètent toutes quatre unités, et l'amélioration de 80 % à 90 % n'achète rien du tout. Avant de payer pour un meilleur paramètre, vérifiez qu'il franchit bien une frontière.
Saisissez ci-dessus votre consommation journalière, votre autonomie et votre chimie pour dimensionner un parc.
