Powerwall: la batterie domestique de Tesla au Québec, une revue complète

installation des panneaux solaires photovoltaïques commerciale
Un article fantastique de deux de nos clients 20KW et 43KW publié dans le magazine l’Action.
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Tesla Powerwall

Le Powerwall est une batterie de type lithium-ion du fabricant américain Tesla. Il a été mis en marché le 30 Avril 2015 et est maintenant disponible en deux modèles différents (Powerwall 1 et Powerwall 2) ayant 6.4 kWh et 13.5 kWh de capacité respectivement.

Comme tout autre type de batterie, le Powerwall se recharge avec l’électricité générée par les panneaux solaires et la stocke pour une utilisation ultérieure. Il peut aussi se faire charger par le réseau d’Hydro-Québec lorsque les panneaux solaires ne génèrent plus d’électricité (la nuit par exemple).

Une version Powerpack est disponible pour un usage commercial ou industriel, où une multitude de batteries sont cumulés pour générer jusqu’à 232 kWh de stockage.

Le tableau ci-dessous montre les caractéristiques techniques des deux modèles de Powerwall. Ces dernières sont tirées du site web officiel de Tesla et sont expliquées dans les paragraphes qui suivent.

La capacité se définit comme étant la quantité d’énergie stockée. Plus la capacité élevée, plus grande est l’autonomie qu’elle procure. Il est donc plus avantageux de se procurer le Powerwall 2 étant donné qu’il offre une plus grande autonomie.

La profondeur de décharge de 100% signifie que le Powerwall peut être complètement déchargé sans que cela n’affecte sa durée de vie utile. Le fabricant le mentionne puisque ce n’est pas le cas pour l’ensemble des batteries disponibles sur le marché à l’heure actuelle. En effet, plusieurs technologies de batteries (Plomb-acide, Nickel-Cadmium) suggèrent une profondeur de décharge maximale de 50 à 75%. Les batteries au lithium-ion sont donc plus avantageuses étant donné qu’elles offrent une plus grande quantité d’énergie par batterie.

La puissance supportable par le Powerwall représente la somme des puissances des appareils en fonction simultanément que le Powerwall peut gérer. À titre d’exemple, si vous êtes facturé au tarif D d’Hydro-Québec (le tarif résidentiel le plus commun au Québec), l’appel de puissance maximal toléré est de 65 kW. Ce 65 kW est amplement suffisant pour vous permettre d’effectuer plusieurs tâches simultanément sans vous soucier de l’appel en puissance générer puisqu’il n’est que très rarement atteint (pour ne pas dire jamais pour la majorité des ménages, même si vous posséder une piscine ou un spa). Dans le cas des habitations qui prennent leur électricité d’un Powerwall lors d’une panne de courant, l’appel en puissance générer doit être de 7 kW maximalement. Étant presque 10 fois moins que celui toléré par le réseau d’Hydro-Québec, les activités quotidiennes se doivent d’être décalées. En effet, expliqué par l’effet de Peukert, la capacité d’une batterie diminue de manière exponentielle lorsque l’intensité du courant de décharge augmente linéairement. Cela veut donc dire que si vous ne voulez pas trop rapidement drainer l’énergie contenue dans votre Powerwall, il faudra faire attention à la quantité d’appareils que vous décidez de faire fonctionner en même temps. La figure ci-dessous montre la vitesse de décharge d’une batterie (axe des y) face à l’augmentation de l’intensité de son courant de décharge (axe des x). Il est donc primordial d’être conscient de notre comportement énergétique lorsqu’on utilise des batteries.

Un cycle correspond à une charge et décharge complète du Powerwall. Ainsi, en supposant qu’un cycle complet est effectué quotidiennement, une durée de vie de 5000 cycles équivaut à 13.7 années.

Combien de Powerwall aurais-je besoin?

Selon Hydro-Québec, une maison unifamiliale de 2000 pieds carrés qui ne possède pas de piscine ou de spa consomme en moyenne 25 000 kWh d’électricité par an. Cette consommation équivaut théoriquement à 70 kWh/jour. Toutefois, étant donné que notre consommation électrique hivernale moyenne est de deux à trois fois supérieure à notre consommation électrique estivale moyenne, diviser ce 25 000 kWh par le nombre de jours dans l’année ne serait pas représentatif d’une consommation électrique journalière moyenne. En effet, cette division ne ferait que témoigner d’une valeur moyenne de faibles et grandes valeurs. Supposons donc qu’en période hivernale votre demande électrique est de 120 kWh/jour et qu’elle oscille autour des 45 kWh/jour pour le restant de l’année.

En prenant pour acquis que vous voulez que votre Powerwall vous offre au moins une journée complète d’autonomie dans le pire scénario possible (soit pour une journée d’hiver) et que vous optez pour le Powerwall 2 étant donné qu’il offre une plus grande autonomie, il faudrait installer neuf Powerwall (120 kWh/jour ÷ 13.5 kWh/Powerwall = 9 Powerwall). Cela vous couterait 97 200$ (avant taxes et sans les frais d’installation).

Si l’on refait le même calcul pour le meilleur scénario possible (soit un jour d’autonomie pour une journée d’été), il fau ddrait installer trois Powerwall (45 kWh/jour ÷ 13.5 kWh/Powerwall = 3 Powerwall). Cela vous couterait 32 400$ (avant taxes et sans les frais d’installation).

Selon la même logique que pour les deux scénarios précédents, ceux qui désireraient n’avoir qu’un seul Powerwall (10800$ avant taxes et sans les frais d’installation) pourraient combler 30% de leurs besoins énergétiques pour une journée estivale moyenne contre 12% pour une journée hivernale moyenne.

Comme mentionné précédemment, un Powerwall vous offrirait 13.5 kWh d’énergie, ce qui vous permettrait de combler seulement certaines fonctions de bases. Le tableau ci-dessous montre l’énergie requise pour le fonctionnement d’appareils ménagers typiques

Le tableau ci-haut montre à quel point il est facile de consommer 13.5 kWh d’énergie. En effet, sachant que le 13.76 kWh du tableau ne tient pas compte du chauffage (qui compte pour 60% de notre consommation globale d’énergie), de l’utilisation de la laveuse et de la sécheuse (tous deux très énergivores) et de l’utilisation d’une multitude d’autres appareils (aspirateur, déshumidificateur, ventilateur, console de jeu vidéo, lecteur dvd, système de son, machine à café, etc.) cette quantité d’énergie est très peu. Il est d’autant plus important de ne pas oublier que le 13.76 kWh d’énergie nécessaire pour faire fonctionner ces appareils peut facilement doubler si plusieurs appareils fonctionnent en même temps (effet de Peukert). De plus, en considérant la puissance supportable par le Powerwall (5 kW en continu et 7 kW maximum), l’ensemble des appareils énumérés dans le tableau ci-haut ne pourraient pas tous fonctionner simultanément. Il faudrait donc faire des compromis.

N’oubliez pas qu’une consommation électrique journalière moyenne pour un ménage québécois est de 45 kWh en période non hivernale et de 120 kWh en période hivernale. 13.5 kWh est donc très peu considérant son coût d’achat de 10800$.

Est-ce que le fait d’opter pour une tarification dynamique pourrait rentabiliser votre Powerwall?

Hydro-Québec offre depuis 2019 une tarification dynamique qui ajuste le prix de l’électricité en fonction de la demande. Cette tarification est offerte en deux options distinctes, soit en tarif flex D ou soit en tarif D avec l’option de crédit hivernal. Dans les deux cas, le tarif est applicable pour une période de 100 heures en hiver, soit du 1er décembre au 31 mars inclusivement et vous permet de réaliser des économies lorsque vous diminuer votre consommation électrique lors des heures de pointes (soit de 6h à 9h et de 16h à 20h).

Le but de la tarification dynamique est de mieux répartir la demande électrique afin de désengorger le réseau public lors des heures de pointes et de lui permettre de répondre à lui seul à l’entièreté de la demande. Sachant que des importations d’électricité sont nécessaires lorsque le réseau n’est pas en mesure de répondre à tous nos besoins, il est à notre avantage de mieux gérer notre consommation.

Le tarif flex D fait en sorte que le prix d’achat d’électricité est plus faible lors des heures hors pointe et plus élevé lors des heures de pointe. L’image ci-dessous (tirée du site web d’Hydro-Québec) montre la structure de la tarification. Le prix de l’électricité diminue de 22 à 30% lors des heures hors pointe et augmente de 534 à 822 % lors des heures de pointe.

Le tarif D avec l’option de crédit hivernal fait en sorte que le prix de l’électricité est le même que celui du tarif D (sans option), mais qu’un crédit de 50¢ est offert pour chaque kWh économiser lors des heures de pointes. L’image ci-dessous (aussi tirée du site web d’Hydro-Québec) montre la structure de la tarification.


Hydro-Québec estime qu’avec le tarif D avec option de crédit hivernal, 70$ d’économies sont réalisables pour chaque tranche de 1000 $ de votre facture électrique. Pour le tarif flex D, ce sont 100$ d’économies qui sont réalisables pour chaque tranche de 1000 $ de votre facture électrique. Le tarif flex D permet donc d’économiser davantage, mais demande beaucoup plus de discipline étant donné la très grande hausse du prix de l’électricité en période de pointe.

Quant à ceux demeurant à l’extérieur du Québec, le principe de la tarification dynamique demeure le même. La seule différence se situe au niveau de la valeur de la récompense monétaire, cette dernière variant selon la région et les coûts de production du fournisseur.

Cela dit, la tarification dynamique devient intéressante pour ceux possédant un Powerwall étant donné qu’il permet à ses utilisateurs de mieux répartir leur demande électrique. En effet, le Powerwall peut se recharger lors des heures hors pointe et se décharger lors des heures de pointe, ce qui fait en sorte que la demande en électricité est nulle lors des heures de pointes. Cela fait donc en sorte que des économies sont réalisables grâce à votre Powerwall. Néanmoins, dépendamment de l’ampleur de votre consommation énergétique, les économies annuelles réalisables semblent être encore trop faibles pour vous permettre de rentabiliser votre Powerwall.

Le Powerpack, la version commerciale du Powerwall

Comme mentionné précédemment, une version Powerpack est disponible pour un usage commercial ou industriel. Un Powerpack peut comporter jusqu’à 16 batteries et avoir une capacité maximale de 232 kWh. Le tableau ci-dessous montre les caractéristiques techniques d’un Powerpack. Ces dernières sont aussi tirées du site web officiel de Tesla.

Il est à noter que plusieurs Powerpack peuvent être branchés en série ou en parallèle afin d’augmenter la tension ou la capacité totale du système. Ainsi, une entreprise désirant avoir une capacité énergétique de 500 kWh pourrait faire installer cinq Powerpack en parallèle.

Conclusion

En définitive, bien que l’acquisition d’un Powerwall offre la possibilité d’être autonome en énergie pour un certain temps, son trop grand coût fait en sorte qu’il est malheureusement inaccessible pour la majorité de la population.

Il reste tout de même très intéressant pour les particuliers pouvant se l’offrir étant donné le confort et la tranquillité d’esprit qu’il procure. En effet, sachant à quel point l’électricité est indispensable à notre mode de vie, être en mesure d’être autonome lors des situations de crise est très alléchant. De plus, dans le cas d’une tarification dynamique, le Powerwall vous permet de réaliser des économies monétaires en vous offrant la possibilité de mieux répartir votre demande électrique lors des périodes de pointes.  Dans le cas d’une installation hors réseau ou dans un endroit où les pannes de courant sont fréquentes, l’installation d’un Powerwall est aussi significativement avantageuse.

N’hésitez pas à nous contacter pour démarrer le processus d’installation de votre Powerwall Tesla. Nos partenaires sont certifiés pour l’installation du Powerwall. Il nous fera donc plaisir de vous aider à atteindre l’autosuffisance énergétique.

*Mise à jour* : En date d’avril 2020, le coût du Powerwall est de 9250 $ CAD et le matériel de support est au coût de 1550 $ CAD. Nous estimons les frais d’installation entre 2500 et 4500 $ CAD. Cela signifie que le coût total du Powerwall est de 13300 à 15300 $ CAD.