IEC 61427:1999

NORME CEI
INTERNATIONALE IEC
INTERNATIONAL
Première édition
STANDARD
First edition
1999-11
Accumulateurs pour systèmes de conversion
photovoltaïque de l'énergie solaire –
Prescriptions générales et méthodes d'essais
Secondary cells and batteries
for solar photovoltaic energy systems –
General requirements and methods of test

Numéro de référence
Reference number
CEI/IEC 61427:1999
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Les versions consolidées de certaines publications de Consolidated versions of some IEC publications
la CEI incorporant les amendements sont disponibles. including amendments are available. For example,

Par exemple, les numéros d’édition 1.0, 1.1 et 1.2 edition numbers 1.0, 1.1 and 1.2 refer, respectively, to

indiquent respectivement la publication de base, la the base publication, the base publication incor-
publication de base incorporant l’amendement 1, et la porating amendment 1 and the base publication
publication de base incorporant les amendements 1 incorporating amendments 1 and 2.

et 2.
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constamment revu par la CEI afin qu'il reflète l'état under constant review by the IEC, thus ensuring that
actuel de la technique. the content reflects current technology.
Des renseignements relatifs à la date de reconfir- Information relating to the date of the reconfirmation
mation de la publication sont disponibles dans le of the publication is available in the IEC catalogue.
Catalogue de la CEI.
Les renseignements relatifs à des questions à l’étude et Information on the subjects under consideration and
des travaux en cours entrepris par le comité technique work in progress undertaken by the technical
qui a établi cette publication, ainsi que la liste des committee which has prepared this publication, as well
publications établies, se trouvent dans les documents ci- as the list of publications issued, is to be found at the
dessous: following IEC sources:
• «Site web» de la CEI* • IEC web site*
• Catalogue des publications de la CEI • Catalogue of IEC publications
Publié annuellement et mis à jour Published yearly with regular updates
régulièrement (On-line catalogue)*
(Catalogue en ligne)*
• IEC Bulletin
• Bulletin de la CEI Available both at the IEC web site* and
Disponible à la fois au «site web» de la CEI* as a printed periodical
et comme périodique imprimé
Terminology, graphical and letter
Terminologie, symboles graphiques
symbols
et littéraux
For general terminology, readers are referred to
En ce qui concerne la terminologie générale, le lecteur IEC 60050: International Electrotechnical Vocabulary
se reportera à la CEI 60050: Vocabulaire Electro- (IEV).
technique International (VEI).
For graphical symbols, and letter symbols and signs
Pour les symboles graphiques, les symboles littéraux approved by the IEC for general use, readers are
et les signes d'usage général approuvés par la CEI, le referred to publications IEC 60027: Letter symbols to
lecteur consultera la CEI 60027: Symboles littéraux à be used in electrical technology, IEC 60417: Graphical
utiliser en électrotechnique, la CEI 60417: Symboles symbols for use on equipment. Index, survey and
graphiques utilisables sur le matériel. Index, relevé et compilation of the single sheets and IEC 60617:
compilation des feuilles individuelles, et la CEI 60617: Graphical symbols for diagrams.
Symboles graphiques pour schémas.
* See web site address on title page.
* Voir adresse «site web» sur la page de titre.

NORME CEI
INTERNATIONALE IEC
INTERNATIONAL
Première édition
STANDARD
First edition
1999-11
Accumulateurs pour systèmes de conversion
photovoltaïque de l'énergie solaire –
Prescriptions générales et méthodes d'essais
Secondary cells and batteries
for solar photovoltaic energy systems –
General requirements and methods of test

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M
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– 2 – 61427 © CEI:1999
SOMMAIRE
Pages
AVANT-PROPOS . 4

Articles
1 Domaine d'application . 6

2 Références normatives. 6

3 Définitions. 8

4 Conditions d'utilisation. 8
4.1 Systèmes photovoltaïque . 8
4.2 Accumulateurs . 8
4.3 Conditions générales de fonctionnement . 10
5 Capacité . 16
6 L'endurance en cycles . 16
7 Contrôle de la charge . 18
8 Conservation de la charge. 18
9 Rendement de la charge . 18
10 Protection contre les décharges profondes . 20
11 Résistance mécanique . 20
12 Précision des instruments de mesure . 20
13 Préparation des échantillons pour les essais . 20
14 Essai de capacité . 22
15 Endurance en cycles . 22
15.1 Phase A: cyclage peu profond à un faible état de charge . 22
15.2 Phase B: cyclage peu profond à un état de charge élevé . 22
15.3 Fin de l'essai. 22
15.4 Consommation d'eau des accumulateurs de type plomb ouvert. 24
15.5 Prescription. 24
16 Utilisation recommandée des essais. 24
16.1 Essai de type . 24
16.2 Essai de réception . 24
17 Sécurité . 24

18 Documentation. 24
Tableau 1 – Valeurs limites pour les conditions de stockage des accumulateurs
en application solaire. . 14
Tableau 2 – Valeurs limites pour les conditions de fonctionnement des accumulateurs
en application solaire. . 14
Tableau 3 – Capacités typiques des accumulateurs en application solaire . 16
Tableau 4 – Rendement des accumulateurs en Ah à différents états de charge
à 20 °C et pour un cycle à moins de 20 % de la capacité assignée . 18
Tableau 5 – Précision des instruments de mesure . 20

61427 © IEC:1999 – 3 –
CONTENTS
Page
FOREWORD . 5

Clause
1 Scope . 7

2 Normative references . 7

3 Definitions. 9
4 Conditions of use . 9
4.1 Photovoltaic system . 9
4.2 Secondary cells and batteries. 9
4.3 General operating conditions. 11
5 Capacity. 17
6 Endurance in cycles . 17
7 Charge control . 19
8 Charge retention . 19
9 Charge efficiency . 19
10 Over-discharge protection . 21
11 Mechanical endurance. 21
12 Accuracy of measuring instruments . 21
13 Preparation and maintenance of test samples. 21
14 Capacity test . 23
15 Cycle endurance test. 23
15.1 Phase A: shallow cycling at low state of charge . 23
15.2 Phase B: shallow cycling at high state of charge. 23
15.3 End of test condition . 23
15.4 Water consumption of vented battery types . 25
15.5 Requirements . 25
16 Recommended use of tests . 25
16.1 Type test. 25
16.2 Acceptance test . 25

17 Safety . 25
18 Documentation. 25
Table 1 – Limit values for storage conditions of batteries for solar applications. 15
Table 2 – Limit values for operating conditions of batteries for solar applications. 15
Table 3 – Typical capacity ratings of batteries in solar applications. 17
Table 4 – Battery Ah-efficiency at different states of charge at 20 °C and a cycle depth
of less than 20 % of the rated capacity. 19
Table 5 – Accuracy of measuring instruments . 21

– 4 – 61427 © CEI:1999
COMMISSION ÉLECTROTECHNIQUE INTERNATIONALE

––––––––––
ACCUMULATEURS POUR SYSTÈMES DE CONVERSION

PHOTOVOLTAÏQUE DE L'ÉNERGIE SOLAIRE –

PRESCRIPTIONS GÉNÉRALES ET MÉTHODES D'ESSAIS

AVANT-PROPOS
1) La CEI (Commission Electrotechnique Internationale) est une organisation mondiale de normalisation composée
de l'ensemble des comités électrotechniques nationaux (Comités nationaux de la CEI). La CEI a pour objet de
favoriser la coopération internationale pour toutes les questions de normalisation dans les domaines de
l'électricité et de l'électronique. A cet effet, la CEI, entre autres activités, publie des Normes internationales.
Leur élaboration est confiée à des comités d'études, aux travaux desquels tout Comité national intéressé par le
sujet traité peut participer. Les organisations internationales, gouvernementales et non gouvernementales, en
liaison avec la CEI, participent également aux travaux. La CEI collabore étroitement avec l'Organisation
Internationale de Normalisation (ISO), selon des conditions fixées par accord entre les deux organisations.
2) Les décisions ou accords officiels de la CEI concernant les questions techniques représentent, dans la mesure
du possible un accord international sur les sujets étudiés, étant donné que les Comités nationaux intéressés
sont représentés dans chaque comité d’études.
3) Les documents produits se présentent sous la forme de recommandations internationales. Ils sont publiés
comme normes, rapports techniques ou guides et agréés comme tels par les Comités nationaux.
4) Dans le but d'encourager l'unification internationale, les Comités nationaux de la CEI s'engagent à appliquer de
façon transparente, dans toute la mesure possible, les Normes internationales de la CEI dans leurs normes
nationales et régionales. Toute divergence entre la norme de la CEI et la norme nationale ou régionale
correspondante doit être indiquée en termes clairs dans cette dernière.
5) La CEI n’a fixé aucune procédure concernant le marquage comme indication d’approbation et sa responsabilité
n’est pas engagée quand un matériel est déclaré conforme à l’une de ses normes.
6) L’attention est attirée sur le fait que certains des éléments de la présente Norme internationale peuvent faire
l’objet de droits de propriété intellectuelle ou de droits analogues. La CEI ne saurait être tenue pour
responsable de ne pas avoir identifié de tels droits de propriété et de ne pas avoir signalé leur existence.
La Norme internationale CEI 61427 a été établie par le comité d'études 21 de la CEI:
Accumulateurs.
Le texte de cette norme est issu des documents suivants:
FDIS Rapport de vote
21/477/FDIS 21/484/RVD
Le rapport de vote indiqué dans le tableau ci-dessus donne toute information sur le vote ayant
abouti à l'approbation de cette norme.
Cette publication a été rédigée selon les Directives ISO/CEI, Partie 3.
Le comité a décidé que cette publication reste valable jusqu'en 2004-12. A cette date, selon
décision préalable du comité, la publication sera
• reconduite;
• supprimée;
• remplacée par une édition révisée, ou
• amendée.
61427 © IEC:1999 – 5 –
INTERNATIONAL ELECTROTECHNICAL COMMISSION

––––––––––
SECONDARY CELLS AND BATTERIES
FOR SOLAR PHOTOVOLTAIC ENERGY SYSTEMS –

GENERAL REQUIREMENTS AND METHODS OF TEST

FOREWORD
1) The IEC (International Electrotechnical Commission) is a worldwide organization for standardization comprising
all national electrotechnical committees (IEC National Committees). The object of the IEC is to promote
international co-operation on all questions concerning standardization in the electrical and electronic fields. To
this end and in addition to other activities, the IEC publishes International Standards. Their preparation is
entrusted to technical committees; any IEC National Committee interested in the subject dealt with may
participate in this preparatory work. International, governmental and non-governmental organizations liaising
with the IEC also participate in this preparation. The IEC collaborates closely with the International Organization
for Standardization (ISO) in accordance with conditions determined by agreement between the two
organizations.
2) The formal decisions or agreements of the IEC on technical matters express, as nearly as possible, an
international consensus of opinion on the relevant subjects since each technical committee has representation
from all interested National Committees.
3) The documents produced have the form of recommendations for international use and are published in the form
of standards, technical reports or guides and they are accepted by the National Committees in that sense.
4) In order to promote international unification, IEC National Committees undertake to apply IEC International
Standards transparently to the maximum extent possible in their national and regional standards. Any
divergence between the IEC Standard and the corresponding national or regional standard shall be clearly
indicated in the latter.
5) The IEC provides no marking procedure to indicate its approval and cannot be rendered responsible for any
equipment declared to be in conformity with one of its standards.
6) Attention is drawn to the possibility that some of the elements of this International Standard may be the subject
of patent rights. The IEC shall not be held responsible for identifying any or all such patent rights.
International Standard IEC 61427 has been prepared by IEC technical committee 21:
Secondary cells and batteries.
The text of this standard is based on the following documents:
FDIS Report on voting
21/477/FDIS 21/484/RVD
Full information on the voting for the approval of this standard can be found in the report on
voting indicated in the above table.
This publication has been drafted in accordance with the ISO/IEC Directives, Part 3.
The committee has decided that this publication remains valid until 2004-12. At this date, in
accordance with the committee's decision, the publication will be
• reconfirmed;
•
withdrawn;
• replaced by a revised edition, or
• amended.
– 6 – 61427 © CEI:1999
ACCUMULATEURS POUR SYSTÈMES DE CONVERSION

PHOTOVOLTAÏQUE DE L'ÉNERGIE SOLAIRE –

PRESCRIPTIONS GÉNÉRALES ET MÉTHODES D'ESSAIS

1 Domaine d'application
La présente Norme Internationale donne des informations générales relatives aux prescriptions
applicables aux accumulateurs utilisés dans les systèmes de conversion photovoltaïque de

l'énergie solaire (PV) et sur les méthodes d'essais spécifiques utilisées pour la vérification des
performances de l’accumulateur.
Cette Norme Internationale ne contient pas d'informations spécifiques relatives aux dimensions
des accumulateurs, aux méthodes de charge ou à la conception des systèmes photo-
voltaïques.
NOTE La présente norme s'applique aux accumulateurs au plomb et au nickel-cadmium. D'autres systèmes
électrochimiques seront inclus dans cette norme dès leur apparition sur le marché.
2 Références normatives
Les documents normatifs suivants contiennent des dispositions qui, par suite de la référence
qui en est faite, constituent des dispositions valables pour la présente Norme internationale.
Pour les références datées, les amendements ultérieurs ou les révisions de ces publications ne
s’appliquent pas. Toutefois, les parties prenantes aux accords fondés sur la présente Norme
internationale sont invitées à rechercher la possibilité d’appliquer les éditions les plus récentes
des normes indiquées ci-après. Pour les références non datées, la dernière édition du
document normatif en référence s’applique. Les membres de la CEI et de l’ISO possèdent le
registre des Normes internationales en vigueur.
CEI 60050(486), Vocabulaire Electrotechnique International (VEI) – Chapitre 486: Eléments et
batteries d’accumulateurs
CEI 60051-2, Appareils mesureurs électriques indicateurs analogiques à action directe et leurs
accessoires – Deuxième partie: Prescriptions particulières pour les ampèremètres et les
voltmètres
CEI 60359, Expression des qualités de fonctionnement des équipements de mesure électriques
et électroniques
CEI 60485, Voltmètres numériques et convertisseurs électroniques analogiques-numériques à
courant continu
CEI 60622, Eléments individuels parallélépipédiques rechargeables étanches au nickel-
cadmium
CEI 60623, Eléments individuels parallélépipédiques rechargeables ouverts au nickel-cadmium
CEI 60721-1, Classification des conditions d'environnement – Partie 1: Agents d'environnement
et leurs sévérités
CEI 60896-1, Batteries stationnaires au plomb – Prescriptions générales et méthodes d'essai –
Première partie: Batteries au plomb de type ouvert
CEI 60896-2, Batteries stationnaires au plomb – Prescriptions générales et méthodes d'essai –
Partie 2: Batteries étanches à soupapes

61427 © IEC:1999 – 7 –
SECONDARY CELLS AND BATTERIES
FOR SOLAR PHOTOVOLTAIC ENERGY SYSTEMS –

GENERAL REQUIREMENTS AND METHODS OF TEST

1 Scope
This International Standard gives general information relating to the requirements of the

secondary batteries used in photovoltaic (PV) solar energy systems and to the typical methods
of test used for the verification of battery performances.
This International Standard does not include specific information relating to battery sizing,
method of charge or PV system design.
NOTE This standard is applicable to lead-acid and nickel-cadmium cells and batteries. It is intended to amend this
standard to include other electrochemical systems when they become available.
2 Normative references
The following normative documents contain provisions which, through reference in this text,
constitute provisions of this International Standard. For dated references, subsequent
amendments to, or revisions of, any of these publications do not apply. However, parties to
agreements based on this International Standard are encouraged to investigate the possibility
of applying the most recent editions of the normative documents indicated below. For undated
references, the latest edition of the normative document referred to applies. Members of IEC
and ISO maintain registers of currently valid International Standards.
IEV 60050(486), International Electrotechnical Vocabulary (IEV) – Chapter 486: Secondary
cells and batteries
IEC 60051-2, Direct acting indicating analogue electrical measuring instruments and their
accessories – Part 2: Special requirements for ammeters and voltmeters
IEC 60359, Expression of the performance of electrical and electronic measuring equipment
IEC 60485, Digital electronic d.c. voltmeters and d.c. electronic analogue-to-digital converters
IEC 60622, Sealed nickel-cadmium prismatic rechargeable single cells
IEC 60623, Vented nickel-cadmium prismatic rechargeable single cells

IEC 60721-1, Classification of environmental conditions – Part 1: Environmental parameters
and their severities
IEC 60896-1, Stationary lead-acid batteries – General requirements and methods of test –
Part 1: Vented types
IEC 60896-2, Stationary lead-acid batteries – General requirements and methods of test –
Part 2: Valve-regulated types
– 8 – 61427 © CEI:1999
CEI 61056-1, Eléments et batteries au plomb portatifs (Types à soupapes) – Partie 1:
Prescriptions générales et caractéristiques fonctionnelles – Méthodes d’essai

CEI/TR2 61836, Systèmes de conversion photovoltaïque de l'énergie solaire – Termes et

symboles
3 Définitions
Pour les besoins de la présente Norme internationale, les définitions des termes applicables
aux accumulateurs données dans la CEI 60050(486), les définitions des termes spécifiques

aux systèmes des générateurs photovoltaïques données dans la CEI 61836, ainsi que les

définitions suivantes, s’appliquent.
3.1
cycle opératoire
succession des conditions de fonctionnement auxquelles est soumis un accumulateur. Ceci
inclut les facteurs tels que les régimes et conditions de charge et de décharge, la profondeur
de décharge, les nombres et types de cycles, les températures et durée d'arrêt en circuit
ouvert.
3.2
capacité du cycle opératoire (capacité en cyclage)
capacité requise d'un accumulateur pour répondre aux prescriptions du cycle opératoire
4 Conditions d'utilisation
Cet article précise les conditions de fonctionnement que subissent les accumulateurs pour
applications solaires pendant leur utilisation normale. Une telle utilisation «normale» peut ne
pas être traditionnellement associée à des accumulateurs.
4.1 Système photovoltaïque
Le système photovoltaïque avec accumulateurs dont traite cette norme peut fournir une
puissance constante, variable ou intermittente à l'équipement connecté (charge). Ce système
peut inclure les systèmes hybrides ou connectés en réseau. Il peut s'agir de pompes, de réfri-
gérateurs, de systèmes d'éclairage, de systèmes de communication, etc.
4.2 Accumulateurs
Les accumulateurs utilisés dans les systèmes photovoltaïques sont des types suivants:

• ouverts;
• étanches à soupapes;
• étanches scellés (nickel-cadmium seulement).
Les accumulateurs peuvent normalement être livrés dans les conditions suivantes:
• déchargés vidés (accumulateurs au nickel-cadmium seulement);
• chargés remplis;
• chargés secs et vides (accumulateurs au plomb seulement);
• déchargés remplis (accumulateurs au nickel-cadmium seulement).
Le fournisseur d’accumulateurs doit donner des instructions pour la mise en service des
accumulateurs.
61427 © IEC:1999 – 9 –
IEC 60056-1, Portable lead-acid cells and batteries (Valve-regulated types) – Part 1: General

requirements, functional characteristics – Methods of test

IEC/TR2 61836: Solar photovoltaic energy systems – Terms and symbols

3 Definitions
For the purpose of this International Standard, the definitions and terms applicable to

secondary cells and batteries as given in IEC 60050(486), those for photovoltaic generator

systems as given in IEC 61836 as well as the following definitions apply.

3.1
duty cycle
sequence of operating conditions to which a cell or battery is subjected. This includes factors
such as charge and discharge rates and conditions, depth of discharge, numbers and types of
cycles, temperatures and length of time in open circuit stand.
3.2
duty cycle capacity
capacity of a cell or battery required to meet the duty cycle requirements
4 Conditions of use
This clause specifies the operating conditions experienced by secondary batteries for solar
applications during their normal use. Such "normal" use may not be traditionally associated
with secondary cells and batteries.
4.1 Photovoltaic system
The photovoltaic system with batteries referred to in this standard can supply constant, variable
or intermittent energy to the connected equipment (load). This system may include hybrid or
grid-connected systems. The equipment may be pumps, refrigerators, lighting systems,
communication systems, etc.
4.2 Secondary cells and batteries
Secondary cells and batteries used in photovoltaic systems are of the following types:
• vented (flooded);
• valve-regulated;
• gastight sealed (nickel-cadmium only).
The cells and batteries can normally be delivered in the following conditions:
• discharged and drained (nickel-cadmium batteries only);
• charged and filled ;
• dry charged and unfilled (lead-acid batteries only);
• discharged and filled (nickel-cadmium batteries only).
The battery supplier shall give instructions on how to put the batteries into service.

– 10 – 61427 © CEI:1999
4.3 Conditions générales de fonctionnement

Les accumulateurs en système photovoltaïque typique, dans des conditions climatiques

moyennes peuvent se trouver dans les situations détaillées ci-dessous.

4.3.1 Autonomie
L’accumulateur est conçu pour fournir de l’énergie dans des conditions spécifiques pendant

des périodes allant de 3 jours à 15 jours sans ou avec un ensoleillement minimal. Certains

systèmes sont capables de fournir de l'énergie pour des durées supérieures ou inférieures.

NOTE Lors du calcul de la capacité requise d'un accumulateur, il convient de prendre en considération les

paramètres suivants par exemple:
• le cycle saisonnier/journalier requis (il peut y avoir des restrictions sur la profondeur de décharge maximale);
• le temps requis pour accéder au site;
• le vieillissement;
• l'influence de la température;
• l'augmentation future de la consommation en énergie.
4.3.2 Courants de charge et de décharge typiques
Courants de charge produits par le générateur PV:
a) courant de charge maximal: I = C /20 h;
20 20
b) courant de charge moyen: I = C /50 h.
50 50
Courant de décharge déterminé par le circuit d'utilisation:
courant de décharge moyen: I = C /120 h.
120 120
Selon la conception du système, par exemple pour les systèmes hybrides, le courant de charge
et le courant de décharge peuvent varier de façon plus large.
4.3.3 Cycle journalier
L’accumulateur est normalement exposé à un cycle journalier avec:
a) une charge pendant la journée;
b) une décharge pendant la nuit.
Une décharge journalière typique peut entraîner une consommation de 2 % à 20 % de la
capacité de l’accumulateur.
4.3.4 Cycle saisonnier
L’accumulateur peut être exposé à un cycle saisonnier de l’état de charge selon des conditions
de charge moyenne variables comme suit:
• périodes de faible ensoleillement, par exemple pendant l'hiver, causant une faible produc-
tion d'énergie. L'état de charge de l’accumulateur (capacité disponible) peut descendre à
20 % de la capacité assignée;
• périodes de fort ensoleillement, par exemple en été, ce qui ramènera pratiquement
l’accumulateur à des conditions de charge complète. L’accumulateur peut être surchargé.

61427 © IEC:1999 – 11 –
4.3 General operating conditions

Batteries in a typical PV system operating under average site weather conditions may be

subjected to the following conditions, as described below.

4.3.1 Autonomy time
The battery is designed to supply energy under specified conditions for periods of time from
3 days to 15 days without or with minimum solar irradiation. Some systems can have
significantly more or less than this time.

NOTE When calculating the required battery capacity, the following items should be considered, e.g.:

• required daily/seasonal cycle (there may be restrictions on the maximum depth of discharge);
• time required to access the site;
• ageing;
• temperature impact;
• future expansion of the load.
4.3.2 Typical charge and discharge currents
Charge currents generated by the PV generator:
a) maximum charge current: I = C /20 h;
20 20
b) average charge current: I = C /50 h.
50 50
Discharge current determined by the load:
average discharge current: I = C /120 h.
120 120
Depending on the system design, e.g. for hybrid systems, the charge and the discharge current
may vary in a wider range.
4.3.3 Daily cycle
The battery is normally exposed to a daily cycle with:
a) charging during daylight hours;
b) discharging during night-time hours.
A typical daily discharge can be in the range of 2 % to 20 % of the battery capacity.
4.3.4 Seasonal cycle
The battery may be exposed to a seasonal cycle of state of charge because of varying
average-charging conditions as follows:
• periods with low solar irradiation, for instance during winter causing low energy production.
The state of charge of the battery (available capacity) can go down to 20 % of the rated
capacity;
• periods with high solar irradiation, e.g. in summer, which will bring the battery up to almost
fully charged conditions. The battery can be overcharged.

– 12 – 61427 © CEI:1999
4.3.5 Période d'état de charge élevé

En été par exemple, l’accumulateur fonctionnera à un état de charge élevé, habituellement

entre 80 % et 100 % de la capacité assignée.

La tension maximale de l’accumulateur pendant la période de recharge est normalement

limitée par un système régulateur de tension.

NOTE Dans un système «autorégulé», la tension de l’accumulateur n’est pas limitée par un contrôleur de charge
mais par les caractéristiques du générateur photovoltaïque.

Le concepteur du système détermine normalement la tension optimale de l’accumulateur

permettant de ramener aussi vite que possible l’accumulateur à un état voisin de la pleine
charge pendant la période de charge tout en évitant une surcharge excessive. La surcharge
augmente la production de gaz, ce qui conduit à une consommation d'eau dans les éléments
ouverts. Dans les éléments au plomb étanches à soupapes, la surcharge provoque une
augmentation de la production des émissions gazeuses et de la chaleur produite.
Habituellement, la tension maximale de l'élément est limitée à 2,4 V par élément pour les
accumulateurs au plomb et à 1,55 V par élément pour les accumulateurs au nickel-cadmium.
Certains régulateurs permettent à la tension de l’accumulateur de dépasser ces valeurs
pendant une courte période en tant que «charge d'égalisation ou charge élevée». Si la
température de fonctionnement s'éloigne de manière significative de 20 °C, il convient de
compenser la température. Pour des valeurs spécifiques, il convient de consulter le fabricant.
L'espérance de vie prévue d'un accumulateur dans un système photovoltaïque, même réguliè-
rement maintenu à un état de charge élevé, peut être considérablement inférieure à la durée
de vie annoncée pour un accumulateur maintenu en charge en permanence.
4.3.6 Période de faible état de charge prolongé
Pendant les périodes de faible ensoleillement, l'énergie produite par le rayonnement solaire
peut ne pas être suffisante pour recharger l’accumulateur. L'état de charge de l’accumulateur
baisse alors et le cyclage se fait à un faible état de charge. Un faible ensoleillement sur le
panneau solaire peut être le résultat d'une situation géographique donnée, associée à l'hiver, à
des périodes d’ennuagement et de pluies importantes, à une accumulation de poussières.
4.3.7 Stratification de l'électrolyte
La stratification de l'électrolyte peut survenir dans les accumulateurs au plomb. Dans les
accumulateurs au plomb ouverts, la stratification de l'électrolyte peut être évitée grâce à un
brassage de l'électrolyte ou à une surcharge périodique en cours d'utilisation et dans les
accumulateurs étanches à soupapes, elle peut être évitée en les installant selon les

instructions du fabricant.
4.3.8 Transport
Les accumulateurs sont souvent installés dans des sites inaccessibles, au sommet des
montagnes ou dans des lieux désertiques, ceci étant deux exemples significatifs. Il arrive dans
certains cas qu’aucune route praticable ne permette d’accéder à ces sites.
Les accumulateurs peuvent donc être soumis à des conditions de manutention rudes pendant
leur transport jusqu'au site, ce qui n'est normalement pas le cas des installations d’accumu-
lateurs traditionnelles. Il peut être nécessaire d'utiliser un emballage approprié pour protéger
les accumulateurs pendant le transport.

61427 © IEC:1999 – 13 –
4.3.5 Period of high state of charge

During summer for example, the battery will be operated at a high state of charge (SOC),

typically between 80 % and 100 % of rated capacity.

A voltage regulator system normally limits the maximum battery voltage during the recharge

period.
NOTE In a "self-regulated" PV system, the battery voltage is not limited by a charge controller but by the

characteristics of the PV generator.

The system designer normally chooses the maximum battery voltage with regard to the

conflicting requirements of "recover to a maximum state of charge (SOC)" as early as possible
in the charging season but without substantially overcharging the battery. The overcharge
increases the gas production resulting in water consumption in vented cells. In valve-regulated
lead-acid cells, the overcharge will cause increased gas emission and heat generation.
Typically the maximum cell voltage is limited to 2,4 V per cell for lead-acid and 1,55 V per cell
for nickel-cadmium batteries. Some regulators allow the battery voltage to exceed these values
for a short period as an equalising or boost charge. Temperature compensation should be used
if the operating temperature deviates significantly from 20 °C. The battery manufacturer should
be consulted for specific values.
The expected life-time of a battery in a PV system even at regular high state of charge may be
considerably less than the published life of the battery used under continuous float charge.
4.3.6 Period of sustained low state of charge
During periods of low solar irradiation, the energy produced by the solar array may not be
sufficient to recharge the battery. The battery state of charge will then decrease and the cycling
will take place at a low state of charge. The low solar irradiation on the solar array may be a
result of the geographical location combined with the winter periods, heavy clouds, rains or
accumulation of dust.
4.3.7 Electrolyte stratification
Electrolyte stratification may occur in lead-acid batteries. In vented lead-acid batteries,
electrolyte stratification can be avoided by electrolyte agitation or periodic overcharge whilst in
service and in VRLA batteries by operating them according to the manufacturer’s instructions.
4.3.8 Transportation
Batteries are often operated in inaccessible sites, mountain tops and desert locations being
two obvious examples and there may be no proper road access to the site.
Batteries may therefore be subjected to a degree of rough handling on their journey to the site
not normally associated with traditional battery installations. Suitable packing to protect the
batteries may be used during transportation.

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4.3.9 Stockage
Il convient de toujours s'assurer que les recommandations de stockage des fabricants sont

respectées. En l'absence d'information de la part des fabricants, on peut estimer que les

conditions climatiques typiques correspondent au tableau 1 ci-dessous.

Tableau 1 – Valeurs limites pour les conditions de stockage

des accumulateurs en application solaire

Type Plage de Humidité Période de stockage pour

d’accumulateurs température les accumulateurs

Avec électrolyte Sans électrolyte
Plomb –20 °C à +40 °C <95 % Jusqu'à 6 mois 1-2 ans
(chargés secs)
Nickel-Cadmium –40 °C à +50 °C <95 % Jusqu'à 6 mois 1-5 ans
(vidés)
Les accumulateurs chargés remplis nécessitent des recharges périodiques. Pour les fréquences
et les méthodes de recharge, il convient de consulter le fabricant d’accumulateur.
Une perte de capacité peut provenir de l'exposition de l’accumulateur à une température et une
humidité élevées pendant le stockage.
NOTE La température d'un accumulateur stocké dans un bac au soleil peut monter à 60 °C ou plus pendant la
journée. Il convient d’éviter ceci en le mettant à l’ombre ou en le refroidissant.
4.3.10 Température de fonctionnement
Les variations de température auxquelles est soumis un accumulateur sur site pendant le
fonctionnement est un facteur important dans le choix d'un accumulateur et de la durée de vie
espérée. Voir la CEI 60721-1 pour les définitions des conditions climatiques.
Tableau 2 – Valeurs limites pour les conditions de fonctionnement
des accumulateurs en application solaire
Type d’accumulateurs Plage de température Humidité
Plomb –20 °C à +40 °C <95 %
Nickel-Cadmium –40 °C à +50 °C <95 %
NOTE 1 Il convient de consulter le fabricant pour les températures hors de cette plage. Généralement
l'espérance de vie d'un accumulateur au plomb est divisée par deux chaque fois que la température
dépasse de 10 °C les températures de fonctionnement prescrites par le fabricant. La température a aussi

une influence sur les accumulateurs au nickel-cadmium.
NOTE 2 Une température basse réduit les performances de décharge et la capacité des accumulateurs.
Pour plus de détails, il convient de consulter le fabricant.
4.3.11 Protection physique
Dans le cas de conditions d'installation défavorables, il est nécessaire de protéger physique-
ment les accumulateurs par exemple contre les effets
• des températures irrégulières ou extrêmes,
• d’une exposition directe au rayonnement solaire (radiation UV),
• des poussières ou du sable dans l'air,
• des atmosphères explosives,
• d’une importante humidité ou d’une inondation,

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4.3.9 Storage
Manufacturers’ recommendations for storage should always be observed. In the absence of

such information, typical climatic conditions may be assumed to be those shown in table 1.

Table 1 – Limit values for storage conditions of batteries for solar applications

Battery type Temperature range Humidity Storage period for batteries

With electrolyte Without electrolyte

Lead-Acid –20 °C to +40 °C <95 % Up to 6 months 1-2 years

(dry charged)
Nickel-Cadmium –40 °C to +50 °C <95 % Up to 6 months 1-5 years
(drained)
Filled and charged batteries require periodic recharging. The battery manufacturer should be
consulted for intervals and methods of recharge.
A loss of capacity may result from exposure of a battery to high temperature and humidity
during storage.
NOTE The temperature of a battery stored in a container in direct sunlight, can rise to 60 °C or more in daytime.
Choice of a shaded location or cooling should avoid this risk.
4.3.10 Operating temperature
The temperature range during operation experienced by the battery at the site is an important
factor for the battery selection and the expected lifetime. See IEC 60721-1 for definitions of
climatic conditions.
Table 2 – Limit values for operating conditions of batteries for solar applications
Battery type Temperature range Humidity
Lead-Acid –20 °C to +40 °C <95 %
Nickel-Cadmium –40 °C to +50 °C <95 %
NOTE 1 The manufacturer should be consulted for temperatures outside this range. Typically the life
expectancy f
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